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类型2013轧制理论与工艺试题.doc

  • 上传人:HR专家
  • 文档编号:11463315
  • 上传时间:2020-05-08
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    2013轧制理论与工艺试题.doc
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    1、一、(35分,每题5分)简答题。1、平板轧制时实现自然咬入的条件是什么?生产中可采取那些措施改善咬入。实现自然咬入的条件是:摩擦角大于咬入角,即: (1分)改善咬入条件的途径:由咬入条件可知,凡是能提高角或降低角的一切因素都有利于咬入。降低角的途径是增加轧辊直径或减小压下量,实际生产中常见的方法有:轧制钢锭时小头咬入;强迫咬入,即用外力将轧件强制推入轧辊中。 (2分)提高角常用的方法有:提高轧辊的表面粗糙度,如在辊面上刻痕和堆焊、在热轧型钢时表面撒增加摩擦系数的物质等;清除钢坯表面的炉生氧化铁皮;降低咬入时的轧辊转速。 (2分)2、平板轧制时的宽展由哪些部分组成,影响因素有哪些。宽展由滑动宽展

    2、、翻平宽展和鼓形宽展组成。 (1分)影响因素有: (4分)相对压下量:相对压下量越大,宽展越大;轧制道次:总压下量一定时,轧制道次越多,宽展越小;轧辊直径:轧辊直径越大,宽展越大;摩擦系数:摩擦系数增加,宽展增加;轧件宽度:轧件宽度增加,相对宽展减小。3、异步轧制的优点、实现方法以及变形区的特点。异步轧制的优点:轧制压力低、轧薄能力强、轧制精度高,适宜轧制难变形金属及极薄带材; (3分)实现方法:其一是两工作辊直径相同,转速不同,其二是两工作辊转速相同,辊径不同; (1分)变形区特点:存在“搓轧区”。 (1分)4、线材控制冷却的类型和基本原理。两个类型:珠光体型控制冷却和马氏体型控制冷却。 (

    3、1分)马氏体型控制冷却:线材轧后以很短的时间进行强烈冷却,使线材表面温度急剧降至马氏体开始转变温度以下,使钢的表面层产生马氏体,在线材出冷却段以后,利用中心部分残留的热量以及由相变释放出来的热量使线材表面层的温度上升,达到一个平衡温度,使表面马氏体回火。最终得到中心为索氏体,表面为回火马氏体的组织。 (2分)珠光体型控制冷却:为了获得有利于拉拔的索氏体组织,线材轧后应由奥氏体化温度急冷至索氏体相变温度下进行等温转变。 (2分)5、冷轧过程中采用张力的主要作用?张力选择的原则,实际中如何选择?冷轧中张力的作用主要有:1) 防止带材在轧制过程中跑偏;2) 使所轧带材保持平直和良好的板形;3) 降低

    4、金属变形抗力,便于轧制更薄的产品;4) 可以起适当调整冷轧机主电机负荷的作用。 (4分)张力的选择:不应超过带材的屈服极限,大小视延伸不均匀情况、材质与加工硬化程度以及板边情况。根据经验,一般在中间道次上,可取。为防止退火粘结,卷取张力可小一些,开卷张力则更小,可忽略。 (1分)6、HC六辊轧机的特点。1)具有大的刚性稳定性:即当轧制力增大时,引起板带的横向厚差很小;(1分)2)具有很好的控制性:即在较小的弯辊力作用下就能使板带的横向厚差发生显著变化; (1分)3)可显著提高板带的平直度、减少板带边部变薄及裂变部分宽度,减少切边损失; (2分)4)压下量由于不受板形限制而可适当提高。 (1分)

    5、7、行星轧机轧制时的特点。1)轧制压力很小,但总变形量却很大;2)在轧制过程中,轧件不但不降温,反而可升温,有利于提高板带厚度精度和产品质量;3)简化了薄板带的生产过程,从而使生产成本大为降低;4)适合于中小型企业生产的需要;5)轧机结构复杂、生产事故较多、生产率不高;同时,由于每对工作辊的实际压下量小,而使轧件出现凹形侧面,轧后变成折叠或毛边。为避免这种现象,要求板坯边部呈凸形形。 (每小题1分)二、(5分,每题1分)判断正误,正确画“”,错误画“”。1、如果轧件内部残余应力分布比较均匀,那么带钢的板形良好。( )2、在孔型轧制中,当轧件首先与孔型侧壁接触时,孔型侧壁斜度角越小越不利于咬入。

    6、( )3、为保证板形质量及厚度精度,必须遵守均匀延伸或所谓“板凸度一定”的原则确定各道次的压下量。( )4、斜轧穿孔机变形区内金属滑动的基本特点是整个变形区金属在轴向全后滑。( )5、当其它条件相同时,随轧件宽度增加前滑也增加。( )三、(10分)中、厚板粗轧阶段有哪几种操作方法?各有何特点?(1)全纵轧法:优点是产量高,铸锭头部的缺陷不扩展到板带的长度上,但组织和性能严重各向异性,钢板横向性能太低,往往不合格(尤其是冲击韧性)。 (2分)(2)全横轧法:只有当板坯长度大于或等于钢板宽度时才能采用。若以连铸坯为原料,此法会使钢板的组织和性能产生明显的各向异性,但当使用初轧坯为原料时则可大大减轻

    7、钢板组织和性能的各向异性,显著提高横向的塑性和冲击韧性,提高综合性能的合格率。 (2分)(3)横轧-纵轧法或综合轧法:其优点是:板坯宽度和钢板宽度可以灵活配合,并可提高横向性能,减少钢板的各向异性;缺点:使产量有所降低,并易使钢板成桶形,增加切边损失,降低成材率,使钢板组织性能的各向异性改善不多,横向性能略差。 (2分)(4)角轧-纵轧法:优点是:可改善咬入条件、提高压下量、减小咬入时的冲击;缺点是:生产率、成品率低,劳动强度大,操作复杂,难于实现自动化,只有在轧机较弱或板坯较窄时采用。 (2分)(5)平面形状控制轧法:即MAS轧制法及差厚展宽轧制法。在整形轧制或展宽轧制时改变板坯两端的厚度形

    8、状,可以明显减少切头尾损失,提高成材率,但要求自动化程度高。 (2分)四、(10分)计算题1、(7分)已知粗轧机750/11501700mm,坯料厚度为150mm,轧件宽度1400mm,道次变形量为28,平均变形抗力138MPa,应力状态系数按0.785+0.25计算,力臂系数为0.45,求轧制压力及轧制力矩。2、(3分)工作辊直径为750mm,摩擦角为22,来料厚度为160mm,如仅考虑咬入条件,则最小轧后厚度为多少?绝对压下量:(mm) (1分)平均厚度:(mm) (1分)接触弧长:(mm) (1分)应力状态系数: (1分)平均单位压力为: (1分)总轧制压力:(kN) (1分)轧制力矩:

    9、(kNm) (1分)根据实现最大压下量的咬入条件,咬入角与摩擦角相等,即:=22 (1分)最大压下量为:(mm) (1分)最小轧后厚度为:(mm) (1分)五、影响板带材轧出厚度的因素有哪些?若某一瞬间坯料厚度增加,可采取哪些方法进行调整,阐述所采用方法的原理,比较所采用方法的优缺点。(15分)影响因素:影响板带实际轧出厚度的因素主要是轧机刚度、原始辊缝和轧制力。轧机刚度在既定的轧机上可认为不变;原始辊缝影响因素较多,主要有轧辊的偏心运动、磨损、热膨胀以及轧辊轴承油膜厚度的变化,较复杂,没有规律性,实际中常由经验确定;轧制力变化的影响因素较多,主要有:1)轧件温度、成分和组织性能不均匀;2)坯

    10、料原始厚度不均匀;3)张力的变化;4)摩擦系数的变化;5)轧制速度的变化。 (3分)若某一瞬间坯料厚度增加,可采取以下方法调整:1)调压下:若某一瞬间坯料厚度增加,则由于压下量增加导致轧制力增加,轧出厚度增加,产生厚差。若保持轧出厚度不变,则可减小辊缝,使轧机的弹性特性曲线与塑性特性曲线交于等厚轧制线上,使厚偏差消除。(3分)2)调张力:当来料厚度增加而导致轧出厚度产生偏差时,可通过增加张力改变塑性特性曲线斜率,使轧机的弹性特性曲线与塑性特性曲线交于等厚轧制线上,从而可以在原始辊缝不变的条件下保持轧出厚度不变。 (3分)3)调轧制速度:轧制速度的变化会引起张力、摩擦系数、轧制温度以及轴承油膜厚

    11、度等因素的变化,因此调整轧制速度可达到控制板厚的目的。如果改变轧制速度是通过摩擦系数的变化而改变轧制压力,则当来料厚度增加而导致轧出厚度产生偏差时,可通过增加轧制速度进而降低摩擦系数(轧制力),使轧机的弹性特性曲线与塑性特性曲线交于等厚轧制线上,从而可以在原始辊缝不变的条件下保持轧出厚度不变。 (3分)优缺点比较: (3分)当轧件的变形抗力很大,而轧机的刚度又较小时,通过调压下来调厚的效率很低,严重时甚至不起作用;此外,调压下对轧辊偏心等周期性高频变化量也无能为力。调张力法反应迅速、有效且精确,但因张力变化不能太大(张力大易产生拉窄或拉薄,尤其热轧时一般不用),故调厚范围受到限制。实际中一般不

    12、单独采用,通常和调压下相互配合。当厚度波动较小,如成品轧制道次,可采用张力微调,而当厚度波动较大时改用调压下的方法。由于轧制速度的调整范围有限,因此调轧制速度控制板厚的方法也只适于微调;此外,调速通过改变摩擦系数而引起轧制压力的变化,进而改变轧件塑性特性曲线的斜率的过程反应较慢。调压下、调张力和调速度三种厚度控制方法各有特点,其中最主要、最基本、最常用的还是调压下的厚度控制方法。六、影响板形的因素有哪些?若某一瞬间板带中间有波浪,可采取哪些方法进行调整,阐述所采用方法的原理,比较所采用方法的优缺点。(15分)影响因素: (3分)(1)轧辊的不均匀热膨胀;(2)轧辊的不均匀磨损;(3)轧辊的弹性

    13、变形:包括轧辊的弹性弯曲和弹性压扁。若某一瞬间板带出现中浪时,可采用以下方法调整:1)调温控制法:如若轧件出现中间波浪,则说明凸度太大,此时可增大辊身中部的冷却液流量或减小辊身边部的冷却液流量,使辊身中部的热凸度减小。 (3分)2)弯辊法:实质是控制轧辊的弹性变形,有以下2种方法:A)调控轧制力的大小,如调张力、速度、道次压下量等,来改变轧辊的弯曲变形。若轧件出现中间波浪,则说明轧辊凸度太大,此时可适当增加轧制力使轧辊的弯曲变形增大以减小凸度,手段如增加压下量、减小张力、降低轧制速度等。 (3分)B)液压弯曲工作辊(负弯辊):若轧件出现中间波浪,则说明轧辊凸度太大,此时可在工作辊与支承辊的瓦座

    14、之间施加反弯力,结果增大了轧制时工作辊的挠度(减小了凸度),防止中间波浪。 (3分)优缺点比较: (3分)调温控制法是辊型控制不可缺少的手段,尤其对较复杂的局部波浪等也很有效,但由于轧辊本身的热容量较大,升、降温过渡时间较长,反映慢,而急冷急热又易损坏轧辊,因此,对现代高速轧机,单靠这种缓慢的调温控制法不能满足要求。调控轧制力法简单、易操作,但反映慢,还影响纵向厚度精度。液压负弯工作辊时可减小工作辊与支承辊间的接触负荷,因此可延长轧辊的使用寿命;同时还不影响压下螺丝的负荷,即不影响板带纵向厚度的变化,实际中广泛采用。此外,液压弯辊能快速、准确地调整辊型,即能满足高速、高精度要求,但只对对称波浪

    15、有效,不能解决局部波浪等缺陷,对宽板的效果也不理想。七、(10分)推动板带轧制方法与轧机型式演变的主要矛盾是什么?阐述演变过程的主要阶段。如何发展轧件的变形而控制和利用轧机的变形是推动板带轧制方法与轧机型式演变的主要矛盾。(1分)演变的主要阶段:使轧件易于变形主要有两个途径:一是尽量降低板带本身的变形抗力(内阻),最有效的措施就是加热并在轧制过程中保温;二是设法改变轧件变形时的应力状态,尽量减小应力状态影响系数、外摩擦等对金属变形的阻力(外阻)。至于控制和利用轧机的变形,则包括了增强和控制机架和辊系的刚性、控制和利用轧辊变形等各种实用技术措施。可分别阐述如下:1) 围绕降低金属变形抗力(内阻)

    16、的演变和发展 (3分)成张往复热轧叠轧(统治薄板生产大300年之久)单张成卷连续热轧/炉卷可逆轧制/行星轧制连续冷轧温轧连铸连轧及连续铸轧。2) 围绕降低应力状态影响系数(外阻)的演变与发展 (3分)降低外阻的主要措施是减小工作辊直径、采用优质润滑油和采取张力轧制,其中最主要、最活跃的是减小轧辊直径,由此出现了从二辊到多辊的各种型式的轧机。其演变为:二辊轧机三辊劳特轧机/四辊轧机六辊轧机多辊轧机异步轧机。在改进轧制润滑效率方面主要是热轧润滑的发展。3) 围绕减少和控制轧机变形的演变和发展 (3分)要减少轧机变形的不利影响,除减小轧制压力外,主要是增强及控制轧机(轧辊)的刚度和变形。增强机架牌坊和辊系的刚度变刚度正确设计辊型和调温、调压下控制辊型弯辊控制辊型HC等新轧机新技术。

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