棒材車間工藝設(shè)計(jì)

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1、學(xué) 號：200706020228 HEBEI United UNIVERSITY 課程設(shè)計(jì)說明書 Curriculum DESIGN 設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)年產(chǎn)350萬噸2230熱軋帶鋼壓下規(guī)程設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名：劉森 專業(yè)班級：07軋2班 學(xué) 院： 指導(dǎo)教師：趙丹 老師 2011年03月10日 1軋鋼機(jī)選擇 3 1.1 軋鋼機(jī)選擇的原則 3 1.2 坯料尺寸 5 1.3 壓下制度 5

2、 1.4 校核咬入能力 7 1.5 軋鋼機(jī)機(jī)架布置及數(shù)目的確定 7 1.5.1 粗軋前立軋機(jī)（E1、E2） 8 1.5.2 四輥第一粗軋機(jī)（R1） 8 1.5.3 四輥第二粗軋機(jī)（R2） 8 1.5.4精軋前立軋機(jī)（FE） 9 1.5.5精軋機(jī)組（F1～F7） 9 2 軋制工藝計(jì)算 10 2.1 確定各道次的軋制速度 10 2.2 確定軋件在各道次中的軋制時間 11 2.3 軋制圖表 11 2.4 軋制溫度的確定 12 2.5 各道的變形抗力 12 2.6 計(jì)算各道的傳動力矩 15 2.7 軋輥輥縫和轉(zhuǎn)速的設(shè)定 17 1.1軋鋼機(jī)選擇

3、的原則 軋鋼機(jī)是完成金屬軋制變形的主要設(shè)備，是代表車間生產(chǎn)技術(shù)水平、區(qū)別于其它車間類型的關(guān)鍵。因此，軋鋼車間選擇的是否合理對車間生產(chǎn)具有非常重要的作用。 軋鋼機(jī)選擇的主要依據(jù)是：車間生產(chǎn)的鋼材的鋼種，成品品種和規(guī)格，生產(chǎn)規(guī)模的大小以及由此而確定的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程。對軋鋼車間工藝設(shè)計(jì)而言，軋鋼機(jī)選擇的內(nèi)容是：確定軋機(jī)的結(jié)構(gòu)型式，確定其主要參數(shù)，選用軋機(jī)機(jī)架數(shù)即布置形式。 在選擇軋鋼機(jī)時，一般要注意，考慮下列原則： (1) 在滿足產(chǎn)品方案的前提下，使軋機(jī)組成合理，布置緊湊； (2) 有較高的生產(chǎn)率和設(shè)備利用系數(shù)； (3) 保證獲得良好的產(chǎn)品，并考慮到生產(chǎn)新產(chǎn)品的可能； (4) 有

4、利于軋機(jī)的機(jī)械化，自動化的實(shí)現(xiàn)，有助于工人的勞動條件改善； (5) 軋機(jī)結(jié)構(gòu)型式先進(jìn)合理，制造容易，操作簡單，維修方便； (6) 備品備件更換容易，并利于實(shí)現(xiàn)備品備件的標(biāo)準(zhǔn)化； (7) 有良好的綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。 目前，由于機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，軋鋼生產(chǎn)的日益進(jìn)步，現(xiàn)在的主要軋機(jī)除去一些特殊用途外，基本上都已經(jīng)趨于系列化，標(biāo)準(zhǔn)化了。為我們選用軋機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)提供了方便的條件。 當(dāng)今新型熱帶軋機(jī)主要有：CVC軋機(jī)、HC軋機(jī)、PC軋機(jī)等。 1.CVC（Continuously Variable Crown）軋機(jī) 近年來采用的CVC軋機(jī)是德國技術(shù)和其他國家專利的結(jié)合物，它被世界各國認(rèn)為是一個能

5、對輥型連續(xù)調(diào)整的理想設(shè)備。CVC輥和彎輥裝置配合使用可以調(diào)節(jié)輥縫達(dá)600。CVC精軋機(jī)組的配置一般是，前幾架采用CVC輥控制凸度，后幾架采用CVC輥主要控制平直度。 CVC的基本原理是：將工作輥身沿軸線方向一半削成凹輥型，另一半削成凸輥型，整個輥身成S型或花瓶式軋輥，并將上下工作輥對稱布置，通過軸向?qū)ΨQ分別移動上下工作輥。如圖2所示。 圖2 CVC軋機(jī) 1——平輥縫；2——中凸輥縫；3——中凹輥縫 CVC軋機(jī)有很多優(yōu)點(diǎn)：板型凸度控制能力強(qiáng)，軋機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，易改造，能實(shí)現(xiàn)自由軋制，操作簡單，投資少。 2.HC軋機(jī)（High Crown Control Mill） HC軋機(jī)為高性能板

6、型控制軋機(jī)的簡稱，是日立公司研制的一種新型六輥軋機(jī)，它是在普通四輥軋機(jī)的基礎(chǔ)上增加兩個可軸向移動的中間輥其出發(fā)點(diǎn)，是為了改善或者消除四輥軋機(jī)中工作輥和支承輥之間有害的接觸部分。HC軋機(jī)利用軋輥軸向串動裝置，就能適應(yīng)帶鋼寬度變化的要求，使輥身接觸長度作相應(yīng)的改變。 HC軋機(jī)的主要特點(diǎn)： 1）具有大的剛度穩(wěn)定性。 2）HC軋機(jī)具有很好的控制性。 3）HC軋機(jī)由于上述特點(diǎn)因而可以顯著提高帶鋼的平直度，可以減少板帶鋼邊部變薄及裂邊部分的寬度，減少切邊損失。 4）壓下量由于不受板型限制而可以適當(dāng)提高。 圖3 HC軋機(jī) （a）六輥式(中間輥移動式) ；(b) 支撐輥移動式 1——工作輥

7、；2——中間移動輥；3——支撐輥；4——支撐梁 3.PC（Paired Crossed Mill）軋機(jī) PC軋機(jī)是為軋輥成對交叉軋機(jī)，其工作原理是相互平行的上工作輥，上支承輥中心線與相互平行的下工作輥，下支承輥中心線的交叉成一定角度，這一角度等同于工作輥凸度。通過改變這一交叉角度就能改變軋輥輥縫形狀，從而達(dá)到控制帶鋼凸度和平直度的目的。 PC軋機(jī)能很好解決磨損和能耗的問題，PC軋機(jī)比單輥交叉所承受的軸向力要小，PC軋機(jī)結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)有能夠承受軸向力的止推裝置來克服軸向力，此止推裝置安裝在工作操作側(cè)軸端。 PC軋機(jī)的缺點(diǎn)：軋制結(jié)構(gòu)復(fù)雜、軸向力大（達(dá)到軋制力的8%~~10%）將使軸承壽命

8、縮短，使維護(hù)工作量大，并且增加了軋制力的測量的滯后性、操作與控制復(fù)雜、投資成本增加。 目前熱軋機(jī)選型用的最多的是CVC軋機(jī)和PC軋機(jī)，其中CVC板型凸度控制能力強(qiáng)，軋機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，易改造，能實(shí)現(xiàn)自由軋制，操作簡單，投資少。從降低生產(chǎn)成本，擴(kuò)大產(chǎn)品品種，改善板帶質(zhì)量和提高經(jīng)濟(jì)效益來考慮的。要求軋機(jī)具有很高的板型和板凸度控制能力，要求軋件軋得很薄，要求軋制品種更多的特點(diǎn)。軋鋼機(jī)是完成金屬軋制變形的主要設(shè)備，代表著車間的技術(shù)水平，為了實(shí)現(xiàn)壓下量極大的控制軋制，現(xiàn)在軋鋼車間都選用軋制力大的軋鋼機(jī)和軋輥設(shè)備，板帶軋機(jī)主要是四輥軋機(jī)。在本次設(shè)計(jì)中都選用CVC四輥軋機(jī)。 1.2 坯料尺寸 本設(shè)計(jì)為板坯連

9、鑄連軋生產(chǎn)線，板坯厚度為250mm；板坯寬度取決于產(chǎn)品規(guī)格；板坯長度受加熱爐爐膛寬度以及軋件溫降的限制。本次設(shè)計(jì)采用250mm板厚2100mm板寬8m長的板坯。 1.3 壓下制度 此車間采用粗軋和精軋兩個階段軋制，即采用綜合軋制方法，先在粗軋階段軋六道次，達(dá)到產(chǎn)品所需寬度后，再在精軋機(jī)中連續(xù)軋制七道次。 制定壓下制度的方法很多，一般有理論方法和經(jīng)驗(yàn)方法。由于理論方法比較復(fù)雜，理論公式本身也有誤差，因此，在此選用經(jīng)驗(yàn)方法，按經(jīng)驗(yàn)分配壓下量后，再進(jìn)行校核及修訂。經(jīng)驗(yàn)方法簡單易行，可通過不斷修正最后達(dá)到合理化。 粗軋階段壓下量分配原則為：(1) 粗軋機(jī)組變形量一般要占總變形量的70～85％；

10、(2) 為保證精軋機(jī)組的終軋溫度，應(yīng)盡可能提高精軋機(jī)組軋出的帶坯溫度；(3) 一般粗軋機(jī)軋出的帶坯厚度為30～65mm；(4) 第一道考慮咬入及坯料厚度偏差不能給以最大壓下量，中間各道次應(yīng)以設(shè)備能力所允許的最大壓下量軋制，最后道次為了控制出口厚度和帶坯的板形，應(yīng)適當(dāng)減小壓下量。 精軋機(jī)組充分利用高溫的有利條件，把壓下量盡量集中在前幾道，在后幾架軋機(jī)上為了保證板形、厚度精度及表面質(zhì)量，壓下量逐漸減小。第一架可以留有適當(dāng)余量，即考慮到帶坯厚度的可能波動和可能產(chǎn)生咬入困難等，而使壓下量略小，于設(shè)備允許的最大壓下量；第2～4架，為了充分利用設(shè)備能力，盡可能給以大的壓下量軋制；以后各架，隨著軋件溫度降

11、低，變形抗力增大，應(yīng)逐漸減小壓下量；為控制帶鋼的板形、厚度精度及性能質(zhì)量，最后一架的壓下量一般在10～15％左右。對于生產(chǎn)厚規(guī)格板帶時可適當(dāng)提高末機(jī)架的壓下量。 此設(shè)計(jì)采用半連軋方式，前兩架粗軋機(jī)可逆軋制，軋制道次由下式確定： ………………………………………………………(2) 式中： N—軋制道次； —總延伸系數(shù)； —平均延伸系數(shù)，經(jīng)驗(yàn)上取1.45。 總延伸計(jì)算模型 =軋件的總長度/軋件的原始長度 =軋件的成品厚度/軋件的原始厚度（忽略寬展） 表4 兩架可逆粗軋各道次壓下量分配 參數(shù) 1道次 2道次 3道次 4道次 5道次

12、 6道次 入口厚度（mm） 壓下量（mm） 壓下率（％） 250 65 26.0 185 54 29.2 131 39 29.8 92 28 30.4 64 18 28.1 46 11 23.9 表5 七機(jī)架精軋各道次壓下量分配 參數(shù) F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 入口厚度（mm） 壓下量（mm） 壓下率（％） 35 9.5 27.1 20.5 6 29.2 14.5 4.5 31.0 10 2.6 26.0 7.4 1.9 25.7 5.5 1.4 25.4 4.1

13、0.6 14.6 在此處連鑄坯的厚度是250毫米，帶鋼的成品厚度是3.5毫米，代入數(shù)據(jù) N=［log（250/3.5）］/log1.45 =11.5 ≈12 道 粗軋第一架三道，粗軋第二架軋三道，較大的壓縮比，足夠的壓下量，以實(shí)現(xiàn)帶鋼厚度的減薄，控制中間坯板型。后面七架精軋機(jī)采用連軋以減少帶鋼溫度的降低，在奧氏體區(qū)進(jìn)行軋制，最終得到好的組織和優(yōu)良的綜合機(jī)械性能，以滿足用戶的需要。 1.4 校核咬入能力 熱軋鋼板時咬入角一般為15～22，低速咬入可取20，由公式 ..

14、.................................. (3) 得： ………………………… (4) 將各道次壓下量及軋輥直徑代入可得各軋制道次咬入角為： 表6 粗軋各道次的咬入角 道次 1 2 3 4 5 6 Δh(mm) D(mm) 咬入角（ο） 65 1350 17.6 54 1350 16.3 39 1350 14 28 1200 11.7 18 1200 9.2 11 1200 7.3 表7 精軋各道次的咬入角 道次 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 Δh(mm) D(mm)

15、 咬入角（ο） 9.5 850 8.6 6 850 6.8 4.5 850 5.9 2.6 850 4.5 1.9 850 3.8 1.4 850 3.3 0.6 850 2.1 根據(jù)計(jì)算結(jié)果可見咬入不成問題。 1.5 軋鋼機(jī)機(jī)架布置及數(shù)目的確定 軋鋼機(jī)布置是軋鋼機(jī)按工作機(jī)架排列成某種方式。軋鋼機(jī)布置的基本形式有三種：橫列式布置、順列式布置和連續(xù)式布置。 軋鋼機(jī)機(jī)架數(shù)目的確定與很多因素有關(guān)。主要有：坯料的斷面尺寸，生產(chǎn)的品種范圍，生產(chǎn)數(shù)量的大小，軋機(jī)布置的形式，投資的多少以及建廠條件等因素。但是在其它條件既定的情況下，主要考慮與軋機(jī)布置形式

16、有關(guān)。 根據(jù)本車間生產(chǎn)情況及現(xiàn)場實(shí)際狀況，粗軋階段選用兩臺帶立輥的四輥可逆式軋機(jī)。立輥軋機(jī)的作用是軋邊，限制寬展，同時破碎軋件表面的氧化鐵皮。四輥可逆式粗軋機(jī)既可滿足板坯精度高的要求，又可保證足夠的壓下量及較好的板形。 1.5.1 粗軋前立軋機(jī)（E1、E2） E1E2立輥軋機(jī)[12]（AWC），位于R1R2四輥軋機(jī)之前與札記相連，主要用于將鋼坯從寬展方向進(jìn)行軋制，改善帶鋼的邊部組織性能，主要技術(shù)參數(shù)如下： 輥徑 φ1100mm（1000mm）650mm 軋制力 670KN（最大） 壓下量 50mm/每道次 （最大）

17、 輥縫（開口度） 700-2400mm 主傳動電機(jī)功率 21500KW 轉(zhuǎn)速 n=0160/400r/min 傳動比 i=3.67 軋輥線速度 01.5-6.5m/s 1.5.2 四輥第一粗軋機(jī)（R1） 四輥粗軋機(jī)主要參數(shù)[7]： 最大軋制壓力： 5500t； 工作輥尺寸：輥徑φ1350～φ1230 mm，輥面長2250 mm； 支承輥尺寸：輥徑φ1850～φ1730 mm，輥面長2250 mm； 工作輥?zhàn)畲箝_口度：270mm； 輥?zhàn)悠胶猓翰捎靡簤浩胶飧祝? 主傳動馬達(dá)：26500kw，轉(zhuǎn)速為40

18、/60轉(zhuǎn)/分的直流馬達(dá)。 1.5.3 四輥第二粗軋機(jī)（R2） 四輥粗軋機(jī)主要參數(shù)： 最大軋制壓力：5500t； 工作輥尺寸：輥徑φ1200～φ1100 mm，輥面長2250 mm； 支承輥尺寸：輥徑φ1630～φ1500 mm，輥面長2250 mm； 工作輥?zhàn)畲箝_口度：270mm； 輥?zhàn)悠胶猓翰捎靡簤浩胶飧祝? 主傳動電機(jī)：26500kw，轉(zhuǎn)速為40/80轉(zhuǎn)/分的直流電機(jī)。 1.5.4精軋前立軋機(jī)（FE） 該設(shè)備安裝在精軋F(tuán)1的進(jìn)口側(cè)，在該立軋機(jī)中二個側(cè)立輥的側(cè)壓壓下采用的具有高性能伺服閥控制的長行程液壓缸，運(yùn)用了自動寬度控制系統(tǒng)。該技術(shù)的運(yùn)用將有效地提高帶材的寬度、精度。

19、 主要技術(shù)參數(shù)： 輥?zhàn)又睆剑簃axφ630mm，minφ570mm； 輥身長度：350mm； 輥?zhàn)娱_口度：max1760mm，min720mm； 馬達(dá)參數(shù)：2370kw 870rpm； 低速軸輸出軸轉(zhuǎn)速n2=74rpm； 軋制速度：max146m。 1.5.5精軋機(jī)組（F1～F7） 七架四輥精軋機(jī)機(jī)座之間以6000mm的間距串聯(lián)布置形成了一條七機(jī)架連軋精軋機(jī)組。每個機(jī)座的上下工作輥用一臺直流馬達(dá)通過馬達(dá)接手、齒輪減速（或齒輪座）以及軋機(jī)的主傳動軸驅(qū)動。 精軋機(jī)組主要技術(shù)參數(shù)： 工作輥：F1～F7輥徑輥身長＝850/735mm2250mm； 支承輥：F1～F7輥徑

20、輥身長＝1630/1400mm2250mm； 軋制力：F1～F7max4200t； 主電機(jī)參數(shù)：F1～F7 25500kw200/500rpm。 2 軋制工藝計(jì)算 2.1 確定各道次的軋制速度 可逆式軋制的速度圖有兩種類型：梯形速度圖和三角形速度圖。三角形速度圖的生產(chǎn)率高于梯形速度圖的生產(chǎn)率，但采用三角形速度圖時，若轉(zhuǎn)速高于電機(jī)額定轉(zhuǎn)速，則允許的力矩要降低，當(dāng)軋件較長時，還可能超過電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速。粗軋機(jī)軋長階段道次及精軋機(jī)所有道次一般采用梯形速度圖。本設(shè)計(jì)粗軋階段鋼坯太重，因此采用穩(wěn)定低速軋制制度。 粗軋階段確定咬入轉(zhuǎn)速時，應(yīng)考慮咬入條件，即為改善咬入條件，可以減少壓下量。根據(jù)

21、經(jīng)驗(yàn)資料取平均速度R1為n＝20rpm，R2為n＝30rpm。 精軋末架的軋制速度決定著軋機(jī)的產(chǎn)量和技術(shù)水平。確定末架軋制速度時，應(yīng)考慮保證各主要設(shè)備和輔助設(shè)備生產(chǎn)能力的平衡；軋制帶鋼的厚度及鋼種等，一般薄帶鋼為保證終軋溫度而用高的軋制速度；軋制寬度大及鋼質(zhì)硬的帶鋼時，應(yīng)采用低的軋制速度。本設(shè)計(jì)把終軋速度設(shè)定為14m/s。帶鋼厚度小，其穿帶速度可高些。穿帶速度的設(shè)定可有以下三種方式： 1.當(dāng)選用表格時，按標(biāo)準(zhǔn)表格進(jìn)行設(shè)定； 2.采用數(shù)字開關(guān)方式時，操作者用設(shè)定穿帶速度的數(shù)字開關(guān)進(jìn)行設(shè)定，此時按鍵值即為穿帶速度； 3.選用按溫度計(jì)算的方式時，按溫度模型進(jìn)行設(shè)定，此時應(yīng)按終軋溫度預(yù)測模型反

22、算出穿帶速度，以便盡可能使終軋溫度接近目標(biāo)值。 其它各架軋制速度的確定在精軋機(jī)末架軋制速度確定后，根據(jù)連軋條件——秒流量相等的原則，根據(jù)各架軋機(jī)出口速度和前滑值求出各架軋制速度。 即由 …………………………… (5) 根據(jù)以上公式可依次計(jì)算得： 表8 精軋機(jī)軋制速度 道次 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 VH(m/s) Vh(m/s) 1.1 1.9 2.64 2.7 2.8 4.0 4.2 5.7 6.0 8.1 8.5 11.4 12.0 14 已預(yù)設(shè)末架出口速度為3.5m/s由經(jīng)驗(yàn)向前依次減小以保持微張力軋制

23、（依據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)前一架出口速度是后一架入口速度的95％）依據(jù)秒流量相等得： 2.2 確定軋件在各道次中的軋制時間 粗軋階段軋件在每道中的軋制tf由以下幾部分組成：道次間隙時間t0（它包括空轉(zhuǎn)加速時間、空轉(zhuǎn)減速時間和停留時間）、軋制時間t1，輥道運(yùn)行時間t3即tf＝t0＋t1＋t3其中t1為純軋時間，它可以根據(jù)軋制速度計(jì)算出來。 表9 粗軋軋制延續(xù)時間 道次 1 2 3 4 5 6 軋制時間 5.4 7.6 10.9 10.5 14.5 19.1 由于兩架粗軋機(jī)間距96m，所以軋件尾部從第一架軋機(jī)出口軋出時頭部距第二架有73m，為了保證軋件的軋制溫度，軋件

24、在尾部從第一架出來開始加速到接近第二架入口處減速到入口速度，設(shè)定以平均8m/s的速度前進(jìn)，t12=73/8=9s。 由于軋件較長，取間隙時間t0＝4s所以粗軋總延續(xù)時間tcz=5.4+7.6+10.9+9+10.5+14.5+19.1+44＝93s。 確定精軋速度制度包括：確定末架的穿帶速度和最大軋制速度；計(jì)算各架速度及調(diào)速范圍；選擇加減速度等。精軋純軋時間為：Tzh=2508/3.514=40.8s。 精軋機(jī)組間機(jī)架間距為6米，間隙時間分別為tj1=6/1.9=3.2s；tj2=6/2.7=2.2s；tj3=6/4.0=1.5stj4=6/5.7=1.1s；tj5=6/8.1=

25、0.7s；tj6=6/11.4=0.5s；tj7=6/14=0.4s。則精軋總延續(xù)時間為s。 各架軋機(jī)的速度的確定除應(yīng)滿足連軋關(guān)系外，還應(yīng)具有較大的調(diào)速范圍，以滿足不同品種的要求。（由末架軋制速度的兩個極限值按秒流量相等推算出各架轉(zhuǎn)速再乘以一系數(shù)即可得出各架的調(diào)速范圍。） 2.3 軋制圖表 本設(shè)計(jì)粗軋采用兩架可逆軋制，精軋用七架連軋，如圖4所示軋制圖表 圖4 軋制圖表 2.4 軋制溫度的確定 為了確定各道的軋制溫度，必須求出逐道的溫度降。高溫時軋件的溫降可按輻射散熱計(jì)算，因?yàn)閷α骱蛡鲗?dǎo)所散失的熱量大致可以與變形功所轉(zhuǎn)換的熱量抵消。輻射散熱所引起的溫降可由下列近似公式計(jì)算： …

26、…………………………………….(6) 式中：—道次間溫降，℃；—輻射時間，即該道次的軋制時間，s； —軋件厚度，mm；—前一道軋件的絕對溫度，K。 取板坯加熱溫度為1250℃，出爐溫降為30℃，粗軋前高壓水除鱗溫度降為40℃，則第一道開軋溫度定為1180℃，則第一道次溫度為： 鋼坯從R1出口道R2入口有96m的距離，在輥道上有熱傳導(dǎo)和輻射傳熱產(chǎn)生溫降為78℃。所以R2入口溫度為1100℃，帶入公式依次得粗軋各道次軋制溫度： 表10 粗軋軋制溫度 道次 1 2 3 4 5 6 T(oC) 1180 1171 1159 1081 1059 1033 粗軋

27、完得中間板坯經(jīng)過一段中間輥道進(jìn)入熱卷取箱，再經(jīng)過飛剪、除鱗機(jī)后，再進(jìn)入精軋第一架時溫度降為980℃。由于精軋機(jī)組溫度降可按下式計(jì)算： ………………………….(7) 式中 、——精軋前軋件的溫度與厚度； 、——精軋后軋件的溫度與厚度。 代入數(shù)據(jù)可得精軋機(jī)組軋制溫度： 表11 精軋軋制溫度 道次 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 T(oC) 980 966 941 917 901 866 845 2.5 各道的變形抗力 各道次相應(yīng)的軋溫度確定后，可根據(jù)橫井法計(jì)算各道次的變形抗力 ………… ……………（8） …(9) 分別

28、為入口和出口厚度mm Tk軋制溫度 K N 軋輥的轉(zhuǎn)速r/min R 軋輥半徑 mm r 壓下率 C 軋件含碳量 ％ 常數(shù)a0～a7有如下值 a0=0.126，a1 =-1.715，a2 =2534，a3 =2851，a4 =2968，a5 =-1120，a6 =0.13， a7=0.21 幾何狀態(tài)系數(shù)Kg為： …………………………(10) 出口寬度mm Zp拋物線平均狀態(tài)比 ……………..………………(11) 拋物線軋件平均厚度 ………………………………(12) b0～b4有如下值： b0=0.53，b1=-1.66，b2=0.24，b

29、3=0.28，b4=0.39 帶入數(shù)據(jù)計(jì)算的各道次的變形抗力為： 表12 變形抗力 道次 1 2 3 4 5 6 7 粗軋(Mpa) 精軋(Mpa) 78 93.5 79 105 81 113 96 125 102 147 112 167 194 計(jì)算各道的平均單位壓力：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可取應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù)η＝0.785+0.25l/h，其中h為變形區(qū)軋件平均厚度，l為變形區(qū)長度，單位壓力大時（20107Pa）應(yīng)考慮軋輥彈性壓扁的影響，因?yàn)榇周垥r變形抗力不會超過這一值，故可不計(jì)算壓扁影響，此時變形區(qū)長度。則平均單位壓力為： ……………………

30、……..(13) 1.粗軋段軋制力計(jì)算 粗軋段軋制力根據(jù)公式：計(jì)算 將數(shù)據(jù)代入公式可得各道次軋制力。 表13 粗軋軋制力 道次 1 2 3 4 5 6 軋制力（KN） 39440 45220 47120 47060 43950 35210 此過程由VB程序計(jì)算。 2.精軋段軋制力計(jì)算 用SIMIS公式計(jì)算熱軋帶鋼軋制力： …………………………….(14） 式中：——軋制力N； B——軋件寬度mm； Qp——考慮接觸弧上摩擦力造成應(yīng)力狀態(tài)的影響系數(shù)； Lc——考慮壓扁后的軋輥與軋件接觸弧的水平投影長度mm； K——決定金屬材料化

31、學(xué)成分以及變形的物理?xiàng)l件－變形溫度、變形速度及變形程度的金屬變形阻力K=1.15； KT——前后張力對軋制力的影響系數(shù)； 由以上公式可知平均單位壓力： ①計(jì)算時用西姆斯公式的簡化公式克林特里公式 …………………………………..(15) 式中： ②K可以按照粗軋時的計(jì)算方法計(jì)算，數(shù)據(jù)如前表 ③KT按下式計(jì)算 …………………………………(16) 因?yàn)榍皬埩堉屏Φ挠绊戄^后張力小，所以a>0.5，本設(shè)計(jì)中取a=0.7，前后張力均取3Mp。 ④接觸弧投影長度計(jì)算： 一般以為接觸弧長度水平投影長度為 ………………………………………(17) 當(dāng)考慮到軋輥受到很大的軋制力時軋

32、輥將壓扁則接觸弧水平投影長度將為 …………….(18) 式中： ——接觸弧上的平均單壓力 ——泊松系數(shù) E——彈性模量 對鋼軋輥，彈性模量E＝2.1105Mp；泊松系數(shù)＝0.3； 因此m＝1.110-5Mp-1 將各道次參數(shù)輸入可得精軋各道次軋制力。 表14 精軋軋制力 道次 1 2 3 4 5 6 7 軋制力（KN） 15680 17200 17600 18060 18000 15460 12550 整個計(jì)算過程由VB程序進(jìn)行算。 2.6 計(jì)算各道的傳動力矩 由下式計(jì)算： ……………..……………………(19) 其中： 1. 軋制

33、力矩由下式計(jì)算： …………………………………………(20) 為合力作用點(diǎn)系數(shù)。一般對熱軋板帶軋制約為0.42～0.50，對于粗軋=0.46，精軋＝0.4 ，為變形區(qū)長度，mm； 計(jì)算結(jié)果如下： 表15 軋制力矩 道次 1 2 3 4 5 6 7 粗軋 (KNm) 精軋 (KNm) 6990 815 7057 839 7557 845 7694 879 7302 864 6924 837 796 2. 附加摩擦力矩由兩部分組成： …………………..………………….(21) 式中：—軋輥的軸承中的摩擦力矩；—傳動機(jī)構(gòu)中的摩擦力矩。

34、 表 16 軋輥的軸承中的附加摩擦力矩 道次 1 2 3 4 5 6 7 粗軋 (KNm) 精軋 (KNm) 106 28 121 31 126 33 129 35 123 38 116 39 41 在四輥軋機(jī)中 ……………………………………(22) 支撐輥軸徑mm 式中：—支承輥軸承的摩擦系數(shù)，此處取0.003。 、—工作輥及支承輥的直徑。 計(jì)算結(jié)果如表（7-11） 傳動機(jī)構(gòu)中摩擦力矩可由下式計(jì)算： …………………………..(23) 式中：—傳動效率系數(shù)?？扇?0.94，減速比=1， 所以 帶入

35、數(shù)據(jù)計(jì)算得： 表 17 傳動機(jī)構(gòu)中的摩擦力矩 道次 1 2 3 4 5 6 7 粗軋 (KNm) 精軋 (KNm) 153 3.4 230 4.6 238 6.2 245 6.7 216 9 183 11 12 總的附加摩擦力矩: ……………………………………….(24) 帶入數(shù)據(jù)得： 表18 總摩擦力矩 道次 1 2 3 4 5 6 7 粗軋 (KNm) 精軋 (KNm) 265 6.2 249 8.7 267 11.8 278 14 254 19.6 221 23 25

36、.1 3.空轉(zhuǎn)力矩是指空載轉(zhuǎn)動時軋機(jī)主機(jī)列所需的力矩。通常是根據(jù)轉(zhuǎn)動部分軸承引起的摩擦力矩計(jì)算之。一般可按經(jīng)驗(yàn)公式確定： …………………………………..(25) 式中：—電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩， (N﹒m) …………………………………(26) 式中：—電機(jī)的額定功率，kw； —電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，r/min。 四輥軋機(jī)：Nm 2.7 軋輥輥縫和轉(zhuǎn)速的設(shè)定 軋鋼機(jī)在軋制時產(chǎn)生巨大的軋制力，通過軋輥，軸承和壓下螺絲最后傳遞到機(jī)架，有機(jī)架來承受。軋鋼機(jī)上所有的零件都是受力部分，他們在軋制力作用下都要產(chǎn)生彈性變形。因?yàn)檫@個緣故，軋機(jī)受力時軋輥之間的實(shí)際間隙要比空載時大。通常我們把軋鋼時軋機(jī)

37、的輥縫彈性增大量稱為彈跳值。彈跳值是從總的方面來反映軋鋼機(jī)受力后軋機(jī)變形的大小，他是于軋制力的大小成正比。在相同的軋制力作用下，軋機(jī)的彈跳值越小說明軋機(jī)的剛性愈好。 有軋機(jī)剛性的定義：知，軋機(jī)剛性與軋制力和軋機(jī)的彈跳值有關(guān)，所以如果測得軋制力及與其對應(yīng)的彈跳值就可以求得該軋機(jī)的剛性系數(shù)。彈跳值可以用軋輥壓靠法和軋制法測得。所以軋出鋼板的厚度可以用下式表示： … ……………….(27) 軋輥輥縫為： 本次設(shè)計(jì)軋機(jī)剛度系數(shù)取K=8OOt/mm， =100t，帶入數(shù)據(jù)計(jì)算如表20, 21： 表19 粗軋機(jī)軋輥轉(zhuǎn)速和輥縫設(shè)定 道次 1 2 3 4 5

38、 6 輥縫（mm） 轉(zhuǎn)速（r/min） 183.2 20 129.3 20 91.1 20 61.2 31 44.3 31 33.1 31 表20 精軋機(jī)軋輥轉(zhuǎn)速和輥縫設(shè)定 道次 1 2 3 4 5 6 7 輥縫（mm） 轉(zhuǎn)速（r/min） 19.3 20 13.6 26 9.2 34 6.5 42 4.7 53 3.4 67 3.1 76 實(shí)踐證明，在軋制過程中軋件在高度方向上受到壓縮的金屬，一部分縱向流動，使軋件延伸，而另一部分金屬橫向流動使軋件寬展。軋件的延伸是由于被壓金屬向軋輥入口和出口兩個方向流動的結(jié)果。在軋制過程中，軋件的出口速度Vh大于軋輥在該處的線速度V，而軋件進(jìn)入速度VH小于軋輥在該處的轉(zhuǎn)速。 中性角γ是決定變形區(qū)內(nèi)金屬相對軋輥運(yùn)動的一個參量。在此軋件運(yùn)動速度同軋輥線速度相等。根據(jù)關(guān)系中性角的簡化公式： ………………………….（27） 則軋輥的前滑值為： ………………………….（28） 軋輥的轉(zhuǎn)速根據(jù)公式： ……………………………（29） 因此m＝1.110-5Mp-1