1、1 綜述綜述 .1 1.1 熱軋及熱軋的現狀.1 1.1.1 熱軋定義.1 1.1.2 國內熱軋板帶的生產現狀.1 1.1.3 熱軋及熱軋板帶生產未來發展方向.2 2.軋制工藝及軋制制度的確定軋制工藝及軋制制度的確定 .3 2.1 生產工藝流程.3 2.2 熱軋板帶鋼生產的生產設備.4 2.3 確定產品方案.5 2.4 粗精軋機的主要參數確定：.5 3.產品工藝計算產品工藝計算 .6 3.1 粗軋機組壓下制度的制定.6 3.2 精軋機組壓下制度的制定.8 3.3 咬入條件校核.9 3.4 軋制時間制度.10 3.4.1 粗軋機軋制時間制度.10 3.4.2 精軋機軋制時間制度.11 3.5 溫

2、度制度.13 3.5.1 粗軋溫度制度.13 3.5.2 精軋溫度制度.14 3.6 卷曲溫度制度.15 3.7 速度制度.15 3.7.1 粗軋機速度制度.15 3.7.2 精軋機速度制度.16 3.7.3 粗軋各道次的平均變形速度.16 3.7.4 精軋各道次的平均變形速度.17 4 生產設備校核生產設備校核 .18 4.1 軋制力與軋制力矩.18 4.1.1 軋制力的計算.18 4.1.2 軋制力矩的計算.19 4.1.3 粗軋與精軋的軋制力和軋制力矩.19 4.2 設備能力參數校核.20 4.2.1 軋制力能參數.20 4.3 軋輥強度校核.21 4.3.1 參數計算.21 4.3.2

3、 軋輥強度校核.22 5 結語結語 .27 6 參考文獻參考文獻 .27 1綜述 國民經濟建設與發展中大量使用金屬材料，其中鋼鐵材料占有很大比例，板 帶鋼產品薄而寬的斷面決定了板帶鋼產品在其生產和應用上有其特有的優越條 件，而熱軋帶鋼工藝的成熟，更是為冷軋生產提供了優質的原料，大大地滿足 了國民生產和生活的需要。本車間參考鞍鋼 2150 生產線，典型產品為：q345- a，2.0 mm 1100mm。主要設備有三臺步進式加熱爐，一臺粗軋除鱗機，一架四 輥可逆粗軋機，六機架四輥精軋機組，三臺卷取機，及各種附屬設備。 1.1熱軋及熱軋的現狀 1.1.1 熱軋定義 所謂熱軋，即在金屬再結晶溫度以上進

4、行的軋制，一般指金屬經加熱的過程 而進行的軋制加工。 1.1.2 國內熱軋板帶的生產現狀 以鞍鋼 2150mm 熱軋帶鋼軋機為例，鞍鋼 2150mm 熱軋廠鞍鋼集團公司結合 其三煉廠異地改造，在鞍鋼西部地區新建的一條年產 500 萬噸的 asp 連鑄連軋 生產線。該生產線采用直軋工藝，配備了步進式加熱爐且帶有長行程裝鋼機、 四輥可逆式粗軋機、液壓活套、精軋液壓 agc、awc、竄輥和彎輥裝置、帶自動 跳步功能的全液壓卷取機、全線三級計算機控制等先進技術裝備。熱軋帶鋼廠 目前生產品種有：低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼、船用結構鋼、管線鋼、鍋爐用鋼、 焊瓶鋼、if 深沖鋼、無取向硅鋼、包晶鋼、高強雙相鋼等

5、，產品覆蓋面廣。熱 軋鋼卷除供冷軋、硅鋼繼續深加工外，廣泛應用于建筑、機械加工制造、汽車 制造、造船、卷管、集裝箱制造業等行業。2150 生產線主要設備包括三座步進 梁式加熱爐、一臺板坯高壓水除鱗箱、三架立輥軋機、一架四輥可逆粗軋機、 十二組保溫罩、一臺切頭飛剪、一臺精軋高壓水除鱗箱、七架四輥連軋機組、 一套層流冷卻裝置、三臺地下臥式卷取機及相應輔助配套設施等。 自 1992 年蘭州鋼廠與鋼鐵研究總院合作建立了我國第一套 csp 薄板坯連 鑄機以來，國內各大鋼鐵公司紛紛新建或改造熱連軋廠，不斷擴大品種范圍， 提高產品質量。寶鋼的 2050 和 1580 熱軋線是國內工藝裝備及自動化控制水平 較

6、高的兩條生產線，能穩定生產厚度1.5mm 的熱軋板卷，也能生產少量厚 1.0mm1.2mm 的超薄熱軋帶鋼。1999 年珠鋼引進第一條 csp 薄板坯連鑄連軋線 (1 450mm)，之后相繼建成投產邯鋼 1450mm、包鋼 1700mm、攀鋼、唐鋼 1800mmftsr 機組馬鋼 1800mmcsp 機組、華菱 1800mmcsp 一期工程和上鋼一廠的 1780 熱連軋機組， 本鋼 1880mmcsp 連鑄連軋熱軋生產線設計產能 280 萬噸， 萊鋼 1450 熱連軋機組設計產能 200 萬噸，沙鋼 1700mm 熱連軋生產線設計產 能 450 萬噸。鞍鋼 2150mmcsp 機組設計產能 4

7、50 萬噸。珠鋼 csp 薄板坯連鑄連 軋生產線投產后，計劃采用該工藝生產 2.0mm 以下超薄熱軋帶鋼，目前國內唐 鋼、本鋼等多條 csp 薄板坯生產線均已具備鐵素體區軋制能力。 1.1.3 熱軋及熱軋板帶生產未來發展方向 近年來，熱連軋機很多的技術發展依然集中在板形、厚度精度、溫度與性 能的精準控制、表面的質量控制等方面，如廣泛使用的強力彎輥(wrb)系統、工 作輥竄輥( hcw、cvc)和對輥交叉( pc)技術,工作輥的精細冷卻、高精度的數學 模型的不斷改進等,都使熱軋產品的質量不斷提高。新技術、新設備層出不窮， 如板坯定寬壓力機、 pc 板形控制系統、強力彎輥系統、軋輥在線研磨、中間

8、輥道保溫技術和帶坯邊部感應加熱技術、軋機全部采用交流同步電機和 gto 電 源變換器及 4 級計算機控制、精軋機采用了全液壓壓下及 agc 技術、半無頭軋 制技術、鐵素體加工技術、高強度冷卻技術、新型卷取機等。 今后熱軋寬帶鋼發展方向以深沖鋼板、耐腐蝕高強度熱軋鋼板、成型性優 異的高強及超高強鋼板、超寬幅汽車鋼板、熱鍍鋅鋼板、超細晶高強度鋼板為 發展目標。熱軋窄帶鋼發展方向以增大帶鋼產品的優質比，調整產品結構，開 拓熱軋窄帶鋼產品應用新領域為主。 近代熱軋板帶鋼生產技術發展的主要趨向： （1）.熱軋板帶材短流程、高效率化。這方面的技術發展主要可分兩個層次： 一是常規生產工藝的革新。為大幅度簡化

9、工藝過程，縮短生產流程，節約能源 與金屬等各項消耗，提高經濟效益，不僅充分利用連鑄板坯為原料，而且不斷 開發和推廣應用連鑄板坯直接熱裝與直接軋制技術；二是薄板坯和薄帶坯的連 鑄連軋和連續鑄軋技術逐步完善。 （2）.生產過程連續化。 （3）.采用自動控制不斷提高產品精度和板形質量。 （4）.發展合金鋼種及控制軋制、控制冷卻與熱處理技術，以提高優質鋼及特 殊鋼帶的組織性能和質量1。 2.軋制工藝及軋制制度的確定 2.1 生產工藝流程 參照 2150mm 生產線，熱軋帶鋼軋機的生產工藝流程如圖 2.1 所示。 連鑄板坯 步進式 加熱爐 高壓水 除鱗 r1 （e1,e2） 粗 軋機（帶前后 立輥） 飛

10、剪 保溫罩 精軋后層流冷 卻 精軋機組軋制 高壓水 除鱗箱 卷取機 檢查 卷取，分卷， 橫切 成品 圖 2.1 生產工藝流程圖 2.2熱軋板帶鋼生產的生產設備 1.加熱爐： 3 座步進梁式加熱爐 2.粗軋區： 由高壓水除鱗箱、定寬壓力機、前后帶立輥的四輥可逆式粗軋機、 保溫罩、廢品推出機、輥道、側導板及其他輔助設備組成 3.精軋區： 精軋區主要由切頭飛剪、粗軋除鱗箱、精軋機前立輥軋機、6 機 架四輥不可逆精軋機及其他輔助設備組成 4.卷取機區： 卷取機區主要由精軋機后熱輸出輥道、帶鋼層流冷卻系統、地 下卷取機及其前后設備、鋼卷打捆機、卸卷小車、鋼卷運輸系統及其他輔助設 備組成。 2.3 確定產

11、品方案 表 2.1 原料規格 板坯厚度 h (mm) 板坯寬度 b(mmmm)板坯長度 l(mm) 200115015000 表 2.2 產品規格 鋼種規格(mmmm) q345-a 2.01100 2.4粗精軋機的主要參數確定： 表 2.3 粗軋機的主要參數 項目2150 生產線 r 最大軋制力，kn50000 軋制力矩，kn.m23980（1.5 倍過載） 主電動機，kwrpm 2ac 10000kw036/90r/min 最大壓下量，mm/道次50 工作輥尺寸 ，mm 1300/12002150 支持輥尺寸，mm 1650/15002150 表 2.4 精軋機的主要參數 項目2150 生

12、產線 允許最大軋制力，kn 45000（f1-f4）/40000（f5-f6） 工作輥尺寸，mm 850/7652450 （f1-f4） 700/6302550 （f5-f6 支承輥尺寸，mm 1600/14502150 彎輥力（單側） ，knf1-f4：2000 ，f5-f6 ：1500 f1 機架輥尺寸，mm 4002150 f6 機架輥尺寸，mm 300 1990 3.產品工藝計算 3.1 粗軋機組壓下制度的制定 粗軋機組的主要任務是將板坯軋成中間坯。本車間粗軋機組由 1 架粗軋機、 前后立輥組成，經過五道次粗軋。 1. 根據成品板寬確定精軋目標寬度 (3.1) 16 (1) fcf b

13、bct 其中：bc成品板寬 1100mm；寬展邊余量(6-8mm)；c1熱膨脹率 (1.4510-5)； tf6精軋機末架出口溫度 850。 所以 16 (1) fcf bbct =1100(1+1.4510-5(850+273.15)+8 =1125.90mm 2. 確定粗軋機組目標寬度 bf1e 由于精軋機組寬展量很小，可以忽略不計。 所以 bf1e=bf=1125.90mm 3. 各道次壓下量分配 出 r 軋機后就進入精軋連軋機組的帶坯目標厚度一般可以根據成品的厚度由規 定表格查出。 表 3.1 帶坯規格 成品厚度(mm)03.893.905.295.306.997.009.499.50

14、12.7 帶坯厚度(mm)323436383840 所以由上表可以得出帶坯厚度選擇 32.00mm，即中間坯厚度為 32.00mm。 粗軋機組壓下量分配一般規律：第一道次不要太大，中間道次采用大壓下量， 最后道次為控制厚度和板形，要適當減小壓下量。 表 3.2 粗軋各道次壓下率分配范圍表（% 表示壓下率） 道次123456 五道%2030354040503050 - 六道%152322302635274030503335 本次設計選擇五道次粗軋。根據以上兩個表可制定本次設計的粗軋各道次 的壓下分配為： 表 3.3 粗軋各道次壓下量 道次12345 h(mm)200170127.582.8749

15、.72 h(mm) 3042.544.6333.1517.72 h(mm)170127.582.8749.7232 壓下率(%)1525354035.64 4. 粗軋各道次寬展量的計算 由齊貝爾公式： (3.2)hirhhcb i / i 在溫度高于 1000時 c=0.35 式中： 第 i 道次的寬展量，mm； 第 i 道次的壓下量，mm； i b i h 則： 6.90mm；13.68mm ii hrhhcb/ 1 ii hrhhcb/ 2 19.62mm；19.33mm ii hrhhcb/ 3 ii hrhhcb/ 4 12.59mm ii hrhhcb/ 5 表 3.4 粗軋各道次寬

16、展量 道次 i12345 bi(mm) 6.9013.6819.6219.3312.59 所以 bi=6.90+13.68+19.624+19.33+12.59=72.12mm。 5. 寬向所需的總的側壓量 由公式： ， (3.3) ief bbbcb 102 式中：寬向的總側壓量，mm；c2熱膨脹系數，取 1.015； b 常溫下坯料的寬度，mm； 0 b 所以： =1.0151150-1125.9+72.12=113.47 ief bbbcb 102 因為可逆軋輥的設前后立輥，在精軋軋制前側壓一次，在粗軋各道次軋制后各 側壓一次，共側壓六道次。 6. 各道次寬度計算 由于坯料加熱發生膨脹，

17、熱膨脹系數為 c2=1.015，b=b0c2(3.4). 所以加熱后坯料寬為：b=11501.015=1167.25mm 表 3.5 立輥壓下量及各道次寬度 道次 i12345精軋前 寬展量(mm)6.9013.6819.6219.3312.590 側壓下量(mm)26.6123.0821.1618.7616.327.14 軋前寬度(mm)1174.1 5 1161.2 2 1157.7 6 1155.9 3 1149.7 6 1133.4 4 軋后寬度(mm)1147.5 4 1138.1 4 1136.6 0 1137.1 7 1133.4 4 1125.9 0 3.2 精軋機組壓下制度的

18、制定 精軋機組的壓下量分配原則一般是充分利用高溫這一有利條件，把壓下量 集中在前幾架。對于薄規格產品，在后幾架軋機上為保證板形、厚度及表面質 量，壓下量逐漸減小；但對于厚規格產品，后幾架壓下量也不宜過小，否則對 板形不利。具體分配時，應注意以下幾個方面： 1 . 第一架可以留有適當的余量，即是考慮到帶坯厚度的波動和可能產生的咬入困 難等，而使壓下量略小于設備允許的最大壓下量； 2. 第二、三架要充分利用設備能力，給予盡可能大的壓下量； 3. 以后各機架逐漸減少壓下量，到最后一架一般在 712%左右，以保證板形、 厚度、精度和性能。 精軋機組各架相對壓下量一般分配如下： 表 3.63.6 精軋壓

19、下率分配表（% 表示壓下率） 綜上，制定精軋機組壓下量分配，見表 3.7 表 3.73.7 精軋機組的壓下規程 機架號f1f2f3f4f5f6 軋前厚 h (mm)3217.68.85.283.282.30 軋后厚 h (mm)17.68.85.283.282.32.0 壓下量 h(mm)14.48.83.522.00.980.30 壓下率(%)455040373013.04 軋后的成品厚度h=2.0mm。 3.3 咬入條件校核 表 3.8 各機架工作輥直徑 機架rf1f3f4f6 工作輥尺寸(mm)1300/12002150850/7652450700/6302550 壓下量與咬入角的關系如

20、下： =arcos（1-h/d） （3.5） 其中：h-壓下量，mm；d-工作輥直徑，mm。 道次1234567 6 架%405035453040253515251015 7 架%4050354530402540253520281015 計算時工作輥直徑取小值，工作輥直徑相同時，只須校核壓下量最大的。 軋制鋼板時，最大咬入角為 1522，低速咬入時取 20，計算有： r: h（最大）=44.63mm d=1200mm 所以 =arcos（1-44.63/1200）=15.67 符合； f1: h（最大）=14.40mm d=765mm 所以 =arcos（1-14.40/765）=11.13

21、符合； f5: h（最大）=2.03mm d=630mm 所以 =arcos（1-2.03/630）=4.60 符合； 3.4 軋制時間制度 3.4.1 粗軋機軋制時間制度 正確選擇粗軋機的速度制度是實現快速軋制的重要環節。粗軋機軋輥的 加速度a=40 轉/分/秒，減速度b=60 轉/分/秒，在板帶軋制時，由于軋件較長， 故選用梯形速度制度。 各道次的純軋時間采用公式(3.6)計算： (3.6) 2222 160 () 22 hphyhphy zh h nnnnnnnn l t abndab 其中：l該道軋后軋件長度 ，lib0h0 l0/ bihi； nh梯形速度圖的恒定轉速，轉/分；np軋

22、件的拋出速度，轉/分； ny軋件的咬入速度，轉/分；d工作輥的平均直徑，d=1.25m。 粗軋機的速度制度見下表：li=200145015000/( bi hi) 表 3.93.9 粗軋各道次速度制度 單位：mm 道次12345 軋后寬度1147.541138.141136.61137.171133.44 h170.00127.5082.8749.7232.00 l17684.8923774.6036628.0761018.6495119.72 np(轉/分)2020204040 nh(轉/分)4040406060 ny(轉/分)2020204040 tzh（s）6.769.0814.0015

23、.5224.22 tj(s)55555 注：tj為道次間歇時間。 粗軋軋完后帶坯長度為 l=200115015000/321133.44=95.12m，=2.62m/s 60 dn v 3.4.2精軋機軋制時間制度 1. 確定最末架 f6 的穿帶速度v6及出口速度 穿帶速度是指軋件頭部從第一架入口到最后一架入口的速度，末架穿帶速度以 成品厚度為依據，可以查下表得出。 表 3.103.10 末架軋機速度 序號12345 厚度 mm1.701.901.912.102.112.402.412.702.712.90 穿帶速度,m/s10.8010.8510.6510.5010.15 最大速度,m/s1

24、6.5016.5017.2017.2017.20 拋鋼速度，m/s13.6514.3514.3514.3514.35 由于本車間的典型產品厚度h=2.0mm，所以末架軋機穿帶速度為 10.85m/s,最大 軋制速度為 16.50m/s，拋鋼速度為 14.35m/s。 2. 各機架軋制速度和穿帶速度 末架軋機軋制速度確定以后，可由秒流量相等原則，即由下列公式 (3.7) 1 116 66 (1)(1) hh hvsh vs 計算出各機架的軋制速度和穿帶速度。由于熱扎過程中前滑很小，可以忽略不 計，所以公式(3.8)可簡化為： (3.8) 1 12266 vhv hv h 表 3.113.11 精

25、軋機組各架軋制速度 機架123456 穩定軋速 （m/s） 1.883.756.2510.0714.3416.50 穿帶速度(m/s)1.232.474.116.629.4310.85 3. 精軋機速度圖 圖 3.13.1 精軋機組速度圖 注:1 點：穿帶速度末機架 10.85m/s； 2 點：帶鋼頭部出末架后開始第一級加速，加速度為 0.05-0.1m/s2； 3 點：帶鋼頭部咬入卷取機后開始第二級加速，加速度為 0.05-0.2 m/s2； 4 點：帶鋼以工藝設置的最高速度軋制 16.50m/s； 5 點：帶鋼尾部離開第二架精軋機時，開始第一級減速，減速度為 0.51.2 m/s2，末機架

26、減到 14.35m/s； 6 點：以 14.35m/s 速度等待拋鋼； 7 點：帶鋼尾部離開精軋機組，開始第二級減速，減速度為 0.5-1.5 m/s2， 末機架減到 10.85m/s； 8 點：軋機以穿帶速度等待下一條帶鋼； 9 點：第二條帶鋼開始穿帶。 3.5溫度制度 溫度是影響鋼板組織和性能的最主要的因素，要控制鋼板的組織和性能就 必須在生產過程中控制溫度制度，帶鋼熱連軋的溫度控制主要由以下幾部分組 成：開軋溫度的控制；精軋機組終軋溫度的控制；卷取溫度的控制。 3.5.1 粗軋溫度制度 板坯在加熱爐中加熱至 1200，考慮到鋼坯從加熱爐到粗軋機組有溫降， 第一道次開軋溫度定為 1150。

27、由于軋件頭部和尾部溫度降不同，為設備安全 著想，確定各道次溫降時應以尾部溫度為準。 由 (3.9) 4 12.9(/ )(273)/1000ttz ht 其中：z該道次間隙時間和純軋時間，s； t0前一道次溫度,； h前一道次軋后厚度, mm。 所以： 第一道次的頭部溫度：1150 第一道次軋后尾部溫度為： 1150-12.9(6.76/200)(1150+273)/10004=1148.21； 第二道次尾軋后部溫度為： 1150-12.9(6.76+9.08+5)/170(1150+273)/10004=1143.52； 第二道次軋前頭部溫度： 1148.01-12.95/170(1148.

28、21+273)/10004=1146.66； 第三道次軋后尾部溫度 1146.66-12.9(9.08+5+14)/127.50(1146.66+273)/10004=1135.12 第三道次軋前頭部溫度： 1143.52-12.95/127.50(1143.52+273)/10004=1141.48 第四道次軋后尾部溫度為： 1135.12-12.9(5+14+15.52)/82.87(1141.48+273)/10004=1119.97； 第四架的軋前頭部溫度為： 1135.12-12.95/82.87(1135.12+273)/10004=1132.06； 第五道次軋后尾部溫度為： 11

29、32.06-12.9(5+15.52+24.22)/49.72(1132.06+273)/10004=1086.82； 因此，帶坯出粗軋的溫度為 1086.82。粗軋各道次尾部溫度變化如表 4.15。 表 3.12 粗軋各道次尾部溫度變化 道次12345 溫度()1148.011142.981133.991117.751082.29 3.5.2 精軋溫度制度 根據現場經驗，帶坯在輥道上運行時的溫降為 12/s，設定輥道降溫為 30，精軋在除鱗箱的溫降為 30，由于精軋前立輥與精軋機組距離較近，忽 略此處溫降，那么帶坯頭部進入精軋機的溫度為 1086.82-30-30=1026.82。精 軋末架

30、的出口溫度為 850。考慮到軋制過程中塑性變形熱和摩擦熱，以冷卻 水降溫，輻射散熱等多重因素的影響，結合現場實際，采用溫降公式： (3.10) (1) i i h ttc h 其中：開軋溫度；t 軋前厚度；h 軋后溫度； n t 軋后厚度 n h 根據上公式 ，所以 c=(1026.82-850)2.0/(32-2.0)=11.79()() nnn ctt h hh t1=1026.82-11.79(32/17.6-1)=1017.17 t2=1026.82-11.79(32/8.8-1)=995.74 t3=1026.82-11.79(32/5.28-1)=967.16 t4=1026.82

31、-11.79(32/3.28-1)=923.59 t5=1026.82-11.79(32/2.3-1)=874.58 t6=1026.82-11.79(32/2.0-1)=849.97 ,所以取精軋末架的出口溫度為 850。 表 3.13 精軋各架溫度變化 機架f1f2f3f4f5f6 溫度()1017.17995.74967.16923.59874.58849.97 3.6卷曲溫度制度 卷取溫度也一樣對產品的性能起著決定性的作用，卷取溫度的影響：卷 取溫度過高會因卷取后的再結晶和緩慢冷卻而產生粗晶粒和碳化物的集聚。卷 取溫度越低，帶鋼的機械性能和延伸率降低，帶鋼的加工性能變壞。本車間的 產品

32、卷取溫度一般都在 550-650之間，根據具體的產品溫度會有所不同。 3.7 速度制度 3.7.1 粗軋機速度制度 由于軋件較長，為操作方便，可采用梯形速度圖。根據經驗資料平均加速度 a=40rpm/s, 平均減速度 b=60rpm/s。由于咬入能力很富余，且咬入時速度高有 利于軸承油膜的形成，故可采用穩定速度咬入。 根據實際生產情況，各速度取值為：第一、二、三道次取咬入速度和恒定轉速 nh=ny=40rpm，拋出速度=20rpm，第四、五道次取 nh=ny=60rpm ，=40rpm p n p n 3.7.2 精軋機速度制度 秒流量相等原則：即各架上單位時間內通過的金屬體積應相等。 或 n

33、nv hvhvh 2211 nnn svhsvhsvh111 222111 前面查表有拋出速度為 14.35m/s，根據式可計算出前五架 nnv hvhvh 2211 的拋出速度： 帶入數據得： v1=14.352.0/17.6=1.63m/s; v2=14.352.0/8.8=3.26m/s； v3=14.352.0/5.28=5.44m/s; v4=14.352.0/3.28=8.75m/s; v5=14.352.0/2.3=12.48m/s 同理，求出其余道次穿帶速度和最高速度，數據見下表 3.14： 道次穿帶速度 m/s最高速度 m/s拋出速度 m/s 11.231.871.63 22

34、.463.753.26 34.116.265.44 46.6210.068.75 59.4414.3512.48 610.8516.5014.35 3.7.3粗軋各道次的平均變形速度 由公式： .(3.11);.(3.12) hh r h v 2 60dnv =1.2 40/60=2.51m/s 1 v 2 v 3 v =1.2 60/60=3.77m/s 4 v 5 v 代入數據得 =2 2.51(30/600) 0.5/(200+170)=3.03 1 3 10 1 s =2 2.51(42.5/600) 0.5/(170+127.5)=4.49 2 3 10 1 s =2 2.51(44

35、.63/600) 0.5/(127.5+82.87)=6.50 3 3 10 1 s =2 3.77(33.15/600) 0.5/(82.87+49.72)=13.37 4 3 10 1 s =2 3.77(17.72/600) 0.5/(49.72+32)=15.36 5 3 10 1 s 得粗軋各道次變形速度如下表 3.15 表 3.15 粗軋各道次變形速度 速度 m/s2.512.512.513.773.77 變形速度（s-1）3.034.496.5013.3715.36 3.7.4 精軋各道次的平均變形速度 由公式： hh r h v 2 代入數據得： =2 1.87(14.4/38

36、2.5) 0.5/(32+17.6)=14.63 1 3 10 1 s =2 3.75(8.8/382.5) 0.5/(17.6+8.8)=43.09 2 3 10 1 s =2 6.26(3.52/382.5) 0.5/(8.8+5.28)=85.30 3 3 10 1 s =2 10.06(2/382.5) 0.5/(5.28+3.28)=169.96 4 3 10 1 s =2 14.35(0.98/325) 0.5/(3.28+2.3)=286.88 5 3 10 1 s =2 16.5(0.3/315) 0.5/(2.3+2)=236.84 6 3 10 1 s 得精軋機軋各道次變形

37、速度如下表 3.16： 表3.16 精軋各道次變形速度 機架123456 速度，m/s1.973.486.069.4913.1415.52 變形速度， （s-1）14.6343.0985.30169.96286.88236.84 4生產設備校核 4.1軋制力與軋制力矩 4.1.1 軋制力的計算 s.ekelund 公式是用于熱軋時計算平均單位壓力的半經驗公式，它適合于熱軋時 的計算，公式為： (4.1)(1 ( kmp 式中：k溫度和成分對軋制力的影響系數； m表示外摩擦對單位壓力影響的系數； 粘性系數；平均變形速度， m/s。 其中： ；。 1/2 1.6 ()1.2/()mf r hhhh

38、 1/2 2 (/)/()vh rhh 則軋制壓力為： (4.2) 1.61.22/ 1 2 hh bbfrhhh r prhk hhhh 其中： ；(140.01 )(1.4), 10mpaktcmn0.01(140.01 ), 10mpa;t c t軋制溫度，； c以%表示碳含量， ；0.2c (1.050.0005 )fat mn以%表示的錳含量 c決定于軋制速度的系數。見表 4.11.0;mn 對于鋼軋輥；鑄鐵軋輥。1a 0.8a 表 4.1 c的選擇 軋制速度（m/s)661010151520 c10.80.650.6 4.1.2 軋制力矩的計算 軋制力矩可用以下公式計算： (4.3

39、) 1/2 2()mpx r h 其中：-軋制壓力，t； 作用點系數， ，薄件小于 0.5。 px0.3 0.6x 4.1.3 粗軋與精軋的軋制力和軋制力矩 數據由上面公式列表計算,取， 1a 表 4.2 粗軋的軋制力與軋制力矩 道次12345 t() 1148.211143.521135.121119.971086.82 h(mm) 200170127.582.8749.72 h(mm) 170127.582.8749.7232 h(mm) 3042.544.6333.1517.72 ri(mm)600600600600600 f0.4760.4790.4830.4910.509 m0.17

40、30.2310.3340.5180.746 k(mpa)65.51766.82569.16373.38582.605 c1110.80.8 0.2520.2570.2660.2260.254 v（m/s）2.512.512.513.773.77 （s-1）3.034.496.5013.3715.86 (mpa)p 77.74783.68294.57115 .985151.262 bh（mm ） 1174.171161.221157.761155.931149.76 bh（mm）1147.541138.141136.601137.171133.44 p(kn)12029.215212.36174

41、83.5518222.7417186.12 x0.540.480.440.420.38 m（kn.m ） 1291.10919433.752288.8042055,9901417.671 表 4.3 精軋的軋制力與軋制力矩 道次123456 t() 1017.17995.74967.16923.59874.58849.97 h(mm) 3217.68.85.283.282.30 h(mm) 17.68.85.283.282.302.50 h(mm) 14.48.83.522.00.980.30 ri(mm)382.5382.5382.5382.5315315 f0.5450.5560.5720

42、.5930.6410.625 m0.9561.4461.9732.2272.4781.839 k(mpa)101.312106.956115.315126.545151.372142.997 c11110.70.6 0.3900.4110.4440.3890.3780.330 v（m/s）1.873.756.2610.0614.3516.50 (mpa)p 209.326304.933455.429621.712903.628627.857 (bh+bh)/21116.721116.721116.721116.721116.721116.72 p(kn)16427.7817707.441458

43、2.2414803.0711925.244934.49 x0.340.3360.3280.320.3160.315 m（kn.m ） 975.362821.869428.057327.546167.62038.375 4.2設備能力參數校核 4.2.1 軋制力能參數 表 4.4 軋輥的物理性質 軋輥名稱材質許用應力泊松比彈性模量（gpa） 工作輥 f1f4實心鍛鋼=120mpa; =60mpa 0.3e=206 工作輥 f5f6高鎳鉻=120mpa; =60mpa 0.3e=206 支持輥 f1f6高速鋼=120mpa; =60mpa 0.3e=206 r1 工作輥、支撐 輥 合金鍛鋼=120

44、mpa; =60mpa 0.3e=206 4.3軋輥強度校核 在本設計中，由于粗軋五道采用同一臺軋機，精軋 14 機架輥徑相同，56 機架輥徑相同，所以對于同一輥徑的情況下，只需要校核軋制力最大的一道。 對于 r1 校核第四道次，f1f4 校核第三道，f5f6 校核第四道。由于各機架均 為四輥軋機，所以本設計以粗軋機為例畫圖進行校核。 校核時，需要校核軋制力較大，軋輥尺寸較小的道次。對于四輥軋機，當 采用工作輥驅動時，由于工作輥受彎矩小，主要由支承輥承擔，兩輥之間圧靠 會產生接觸應力，因此在設計校核中，支撐輥校核輥身與輥徑的彎曲應力，工 作輥校核輥身彎曲應力，輥頭的彎曲組合應用，以及兩輥間的接

45、觸應力大小。 4.3.1 參數計算 由于校核時應考慮危險情況，故有關尺寸應按最危險情況取值，現將有關 的軋輥參數列出如下： 1工作輥 r1 粗軋機主要尺寸為：輥徑 d輥身長度 l；1200mm2150mm，輥頸采用滾動 軸承，故根據經驗公式，其尺寸如下：d=（0.50.55）d=600660，取為 600mm；，取為 550mm； 0.831.0477.25 632.5ld 輥頭采用滑塊式萬向接軸，其主要尺寸如下： 輥頭的直徑 d1=d-（515）=1200-（515）=11851195， 取 1190mm。 厚度 s=(0.250.28)d1=297.5333.2mm，取 300mm。 b=

46、(0.150.2)d1=178.5238mm，取 200mm。 ，根據表 4.5 選擇抗扭斷面系數/0.667b s 208 . 0 壓下螺絲中心距21505502700allmm 表 4.5 抗扭斷面系數 sb/11.52345 0.2080.3460.4930.8011.151.789 其它參數選擇方法相同，結果列表如下表 4.6。 表 4.6 工作輥參數選擇結果 單位 mm 項目輥徑 d輥身長度 l輥頸 d輥頸 l輥頭 d1輥頭 b輥頭 s r1120021506005501190200300 f1f47652450400360750130200 f5f66302450330300620

47、110160 2支撐輥 r1 粗軋機主要尺寸為： 輥徑 d輥身長度 l：1500mm2150mm 輥頸：=780mm， =700mmdl 壓下螺絲中心距mmlla28507002150 表 4.7 支撐輥參數選擇結果 單位 mm 項目輥徑 d輥身長度 l輥頸 d輥頸 l r115002150780700 f1f614502150760680 4.3.2 軋輥強度校核 由于 r1、f1f6 軋機均為四輥軋機，校核方法相同。工作輥與支撐輥輥 身中央處的彎矩可按下列公式計算： ， 442 1 blp m d 422 2 lap m d 式中：工作輥輥身中央處的彎矩；支撐輥輥身中央處的彎矩； d m1

48、 d m2 軋制力；輥身長度；pl 壓下螺絲中心距；所軋板帶鋼寬度。ab 粗軋第四道次粗軋第四道次 粗軋選軋制力大的第四道次進行校核，已知數據：電機功率 p=10000kw, 輥頭寬度： 2222 1 0 1190300 221151.56 2222 ds bmm （1）工作輥輥身的彎曲應力 經支承輥傳遞，工作輥的壓力（最大應力）位于工作輥輥身和輥頸的交界處， 則dxxq pl m b xd 2 0 1 4 工作輥所受軋制載荷均勻分布，則上式可簡化為： 44288 1 blppbpl m d 7 1 1 33 1 1.822 102.151.13717 ()() 2 44244 13.12120 0.10.1 1.2 d d d p lb m