1、200506070231河北理工大學冶金與能源學院型設計課程設計題目：1250熱軋板帶軋制規程設計與輥專業：材料成型與控制工程班級：05成型（2）學生姓名：李小同指導老師：馬勁紅日期：2009年3月3日目錄1概述1.21250中寬帶生產工藝 1.2.1原料及產品介紹 12.2 主要設備的選擇 2.2.2.1 立輥選擇2.軋機布置2.粗軋機的選擇：.4.精軋機的選擇：4.絕熱保溫罩與爐巻箱的選擇 6.3壓下規程設計與輥型設計 7.3.1 壓下規程設計 7.3.2道次選擇確定7.3.3粗軋機組壓下量分配7.3.4精軋機組的壓下量分配 8.3.5校核咬入能力9.3.6確定速度制度 9.3.7軋制溫度

2、的確定123.8 軋制壓力的計算 1.33.9輥縫計算：1.53.10精軋軋輥轉速計算 1.53.11傳動力矩1.64軋輥強度校核與電機能力驗算184.1軋輥的強度校核 1.84.1.1 支撐輥彎曲強度校核 1.84.1.2 工作輥的扭轉強度校核： 204.2電機的校核224.2.1 靜負荷圖224.2.2 主電動機的功率計算 22等效力矩計算及電動機的校核 224.2.4電動機功率的計算235.板凸度和彎輥245.1板型控制理論245.2 板型控制策略255.3板凸度計算模型 265.4影響輥縫形狀的因素27541 軋輥熱膨脹對輥縫的影響 28542 軋輥的磨損對輥縫的影響 29543 原始

3、輥型對輥縫的影響 29544 入口板凸度對輥縫的影響 295.4.5軋輥撓度計算 295.5彎輥裝置31.5.5.1 彎曲工作輥3.1彎曲支撐輥3.15.6 CVC軋機的抽動量計算 3.1結 論33.參考文獻33.1概述連軋時間短，溫降少，占地少，產量高。1924年，自從美國第一臺帶鋼熱連軋機投產以來， 連軋帶鋼得到很大的發展。從手動調節到 PID設定，從簡單計算機控制到計算機系統多層分 布式控制，加上液壓壓下，液壓彎輥，CVC輥型控制等新技術的使用，熱連軋機的產量、精度、板型質量得到很大提高。熱軋帶鋼生產線主要包括粗軋和精軋。粗軋軋件短，一般為可 逆軋制，精軋為67架連軋，成為1/2連軋或3

4、/4連軋。目前，粗軋軋機能力越來越大，控 制凸度能力顯著增強，從粗軋就檢測凸度和厚度，為精軋提供優質中間坯料，保證精軋穩定 軋出符合技術要求的帶卷。粗軋采用大壓下，可以減少道次，提高中間坯溫度。近來坯料厚 度也恢復原來220mm以上，為多品種、高檔次產品生產奠定基礎。21250中寬帶生產工藝任何企業沒有優質的產品質量就無法長期生存，沒有眾多的品種和高檔次拳頭產品，就 不能在激烈競爭中占領市場。板帶軋制生產線先進合理的工藝技術是保證板材厚度尺寸精度 和良好的板形的物質基礎。簡陋省略的工藝已經無法在市場低迷的環境下獲得利潤。不同寬度的熱帶有不同的用途，也需采用不同工藝技術。熱帶300mm以下是窄帶

5、，多用來生產焊管。300600mm為中窄帶，常用來生產五金或焊接結構梁。6001000mm為中寬帶，薄帶卷可以冷軋用于家電。這些產品的軋機一般不安裝昂貴的液壓壓下、彎輥、板型控 制設備，只能依靠坯料加熱溫度控制軋制力，調節板型。11001500mm為寬帶，最寬為2000mm，它們的軋機都安裝液壓壓下、在線彎輥、板型 控制。2000mm超寬熱卷多是用于冷軋鍍鋅汽車板，因為寬帶質量優良，國外主張取消中窄 帶，用超寬帶進行縱剪分切，得到不同寬度卷材，提高成材率。軋輥越窄，板型凸度控制越容易，且市場對于 1m以下冷軋板材，如家電板、家具板或 汽車輔助板有較大需求，故按照設計任務書要求，設計典型產品為

6、1m板材，生產厚度精度 高、板型優良、表面光潔度高的高檔次多品種、寬范圍多規格熱軋帶卷。1250熱帶軋機適合軋制帶寬為 6001000mm左右的板材。本設計要求既可以生產冷軋 需要的2.2mm薄卷，也可生產25mm結構用厚帶。2.1原料及產品介紹依據任務要求典型產品所用原料：規格：板坯厚度：250mm鋼種：Q195最大寬度：1050mm長度：8.5m產品規格：厚度：2.6mm板凸度：6坯料單重：18噸因為所給坯料寬度較小，并且在粗軋機前部安裝有大立輥，所以側壓有效，可以少量控 制成品寬度。坯料選用250mm厚需要較多道次，但對保證壓縮比，生產優質板材具有重要意義，生 產普板時可以降低原料厚度，

7、以減少道次增加產量。坯料寬度限定8.5m,加熱爐內寬度9.2m，有利于設計高溫(1350C)步進爐，以便為 今后生產高牌號硅鋼、低合金管線鋼儲留設備能力。2.2主要設備的選擇車L鋼機是完成金屬軋制變形的主要設備，因此，軋鋼機能力選取的是否合理對車間生產 產量、品種和規格具有非常重要的影響。選擇軋鋼設備原則：(1) 有良好的綜合技術經濟指標；(2) 軋機結構型式先進合理，制造容易，操作簡單，維修方便；(3) 有利于實現機械化，自動化，有利于工人勞動條件的改善；(4) 備品備件要換容易，并有利于實現備品備件的標準化；(5) 在滿足產品方案的前提下，使軋機組成合理，布置緊湊；(6) 保證獲得質量良好

8、的產品，并考慮到生產新品種的可能；熱帶軋機選擇的主要依據是：車間生產的鋼材品種和規格。軋鋼機選擇的主要內容是： 選取軋機的架數、能力、結構以及布置方式。最終確定軋鋼機的結構形式及其主要技術參 數。目前強力粗軋機已經達到單位寬度軋制力 2.6t，本設計1250軋機，取軋制力最大 3200 噸。立輥選擇立壓可以齊邊(生產無切邊帶材)、調節板坯寬度并提高除磷效果。立壓軋機包括：大 立輥、小立輥及擺式壓力機三種，各自特點如下：大立輥：占地較多，設備安裝在地下，造價高，維護不方便。而其能力較強，用來調節坯料 寬度。小立輥：能力較小，多用于邊部齊邊。擺式側壓：操作過程接近于鍛造，用于控制頭尾形狀，局部變形

9、，提高成材率效果較好。缺 點是設備地面設備占用場地較多，造價較高。本設計采用連鑄坯調寬，生產不同寬度帶卷，選擇小立輥齊邊。軋機布置現代熱帶車間分粗軋和精軋兩部分，精軋機組大都是67架連軋，但其粗軋機數量和布置卻不相同。熱帶連軋機主要區分為全連續式，3/4連續式和1/2連續式，以及雙可逆粗軋等。(1) 全連續式：全連續式軋機的粗軋機由56個機架組成，每架軋制一道，全部為不可逆式。這種軋制機產量可達500600萬噸/年，產品種類多，表面質量好。粗軋全連軋布置見圖1a。但設備多，投資大，軋制流程線或廠房長度增大。而且因為粗軋時坯料短，軋機效率低，連軋操作 難度大，效果并不很好，所以一般不采用粗軋連軋

10、設計。（2）3/4連續式二無二袈取匹無立霍e-4j-egsg»-Eh四輯町邃a>- 4(h)立輒圖1各種熱連軋及布置圖然后設置1架可逆式軋機軋制3或5道，再。后面這兩道看上去作業率不高，但它是保證3/4連續式布置形式是先用二輥軋機軋一道， 由后面兩架軋機連續軋制一道（見圖 1 （b） 中間坯尺寸和凸度的關鍵，使精軋產品質量和軋制過程穩定。另外，這種布置采用250mm厚坯，軋制壓縮比大，產品種類全面，曾經是國外流行的布 置。（3）半連續式：半連續式軋機有兩種形式：圖1（C）中粗軋機組由一架不可逆式二輥破鱗機架和一架可逆 式四輥軋機架組成，一般使用坯料在 150mm以下，軋制5道次

11、，對凸度厚度控制難度大。主 要生產普通鋼種帶卷。高檔品種開發難度大，較厚產品也較少生產。而且為保單卷重，常常 設計坯料很長（最高14米），使加熱爐過寬，大大限制了加熱溫度。這類軋機如果使用230mm?坯，則軋制道次過多，溫降過大。但這種布置如果粗軋機能力特別大，如太鋼1549熱連軋線，輔助必要的檢測設備，也可達到道次少溫降小，中間坯溫度穩定的要求。圖2-1(d)中粗軋機是由兩架強力四輥可逆式軋機組成，這種布置即提高軋機利用率，又 能使軋機數量較少，穩定中間坯凸度，減少溫降，故為當前流行方案。根據任務書要求，本設計采用 2架強力四輥可逆軋機組成粗軋機組，第一粗軋機前安裝 小立輥軋機，對側邊進行有

12、效修正。粗軋機的選擇：過去粗軋，為了增大工作輥輥徑，提高咬入能力，多選擇二輥軋機，但是二輥軋機產生 的撓度較大，不能滿足凸度控制要求?，F代四輥軋機，其工作輥直徑已大大提高，并且安裝 液壓平衡彎輥，使軋輥撓度可控。本設計兩架粗軋機詳細資料如下：參考太鋼1549及港陸1250生產實際，初步確定軋機各部件相關尺寸如下： 軋機類型：四輥可逆式軋機 工作輥：軋輥直徑：1000mm輥身長度：1250mm軋輥材料：鑄鋼支承輥:軋輥直徑：1450mm輥身長度：1250mm輥身材料：合金鍛鋼其中，第一架采用電動壓下，行程大。第二架采用長行程液壓缸，且裝配彎輥裝置，用 于控制板凸度，且要求粗軋都達到單位寬度 2.

13、5t，兩架軋機能力為3200t。第二架粗軋還CVC 竄輥，提高中間坯板形控制能力。精軋機的選擇：熱軋帶鋼精軋機普遍采用長行程液壓壓下、板型控制。板型控制手段除彎輥外還有： CVC軋機、HC軋機、PC軋機?，F將各型軋機簡要介紹如下：CVC軋機:軋輥凸度連續可變的軋機CVC (contin uouslyvariablecrow n)軋機屬于一種新型的四輥軋機。這種方式大壓下，大張力時，輥系穩定好，國內外熱連軋市場占70%圖2為CVC軋機的軋輥原理圖，軋輥整個外廓磨成 S型（瓶型）曲線。上下軋輥互相錯 位180度布置，形成一個對稱的曲線輥縫輪廓。這兩根S型軋輥可以軸向移動，其移動方向一般是相反的。因

14、為軋輥具有對稱 S型曲線。 在軋輥未產生軸向移動時，軋輥構成具 有相同高度的輥縫，其有效凸度等于零（a）圖。 在上輥向左移動、下輥向右移動時，板材中 心處兩個軋輥輪廓線之間的輥縫變大，此時 的有效凸度小于零（b）圖。如果上輥向右移動 下輥向左移動的板材中心處兩個軋輥輪廓線 之間的輥縫變小，這時的有效凸度大于零（c） 圖。CVC軋輥的作用與一般帶凸度的軋輥相 同，但其主要優點是凸度可以在最小和最大 凸度之間進行無級調整，這是通過具有 S型 曲線的軋輥做軸向移動來實現的。 CVC軋輥 輥縫調整范圍也較大，與裹輥裝置配合使用 時如1700板軋機的輥縫調整量可達600um 左右。因為工作輥具有S型曲線

15、，工作輥與 支撐輥之間是非均勻接觸的。實踐表明，這種非均勻接觸對軋輥磨損和接觸盈余不會產戸二門聶生太大的影響。精軋基本遵守比例凸度，各道凸度相對 圖2CVC軋機的軋輥原理圖于延伸率是確定值。各道最佳凸度是由軋輥原始凸度，膨脹凸度，彎輥凸度，CVC撓曲凸度,目標凸度根據來料凸度確定。HC軋機：HC軋機為高性能板型控制軋機的簡稱。當前用于日本生產的HC軋機是在支持輥和工作輥之間加入中間輥并使之橫向移動的六輥軋機，其特點有：（a）HC軋機具有很好的板形控制性，多用于小輥徑冷軋；（b）HC軋機可顯著提高熱帶鋼的平直度；（c）壓下 量因為不受板型限制而可適當提高PC軋機：對輥交叉軋制技術（PairCro

16、ssRo）。PC軋機的工作原理是通過交叉上下成對 的工作輥和支撐輥的軸線形成上下工作輥間輥縫的拋物線，并與工作輥的輥凸度等效。雖然 可以安裝在線ORG但使用效果欠佳，鞍鋼1780、唐鋼1810采用后證明穩定性稍差。所以，本設計F1F5采用當今主流軋制設備 CVC軋機。全部七架四輥精軋機縱向排列，間距為 6米；F1F7均有正彎輥系統，F1F7實行了長 行程液壓厚度自動控制（AGC技術，使帶鋼誤差控制得到全面保證。軋線上裝設水霧冷卻和除 塵系統，小車換輥技術，強力可調層流冷卻設備，卷取厚度達到25mm。所有支撐輥采用油膜軸承靜動壓系統，增大支撐輥輥頸。225絕熱保溫罩與爐巻箱的選擇為了減少輸送輥道

17、上的溫度降以節約能耗，近年來很多熱帶車間還在采用在輸送輥 道上安置絕熱保溫罩或補償加熱爐，或在軋件出粗軋機組之后采用熱卷取箱進行熱卷取等 新技術。輥道保溫罩絕熱塊的結構如圖 3所示；它利用逆輻射原理，以耐火陶瓷纖維做成 絕熱邊，受熱的一面覆以金屬屏膜。受熱的金屬膜 （0.050.5mm厚）迅速升溫至高溫，然后 作為發熱體將熱量逆輻射返回鋼坯。這種保溫罩結構簡單，成本低，效率高，采用它以后 可降低加熱爐出坯溫度達75C,從而提高成材率0.15%，節約燃耗14%，還可以提高板帶 末端溫度約100C使板帶溫度更加均勻，可以軋出更寬更薄重量更大及精度性能質量更高 的板卷，并且，可使帶坯在中間輥道停留達

18、8分鐘，而仍保持可軋溫度，便于處理事故，減少廢品，提高成材率。圖3輥道保溫罩逆輻射絕熱塊結構示意圖1 絕熱氈；2金屬屛；3 金屬屛的折疊部分； 4 安裝件熱卷取箱結構如圖4所示。其主要優點為：1）.粗軋后在入精軋機之前進行熱卷取。以保 存熱量，減少溫度下降，保溫可達 90%以上；2）首尾倒置開卷，以尾為頭喂入軋機，均化板 帶的頭尾溫度，可以不用升速軋制而大大提高厚度精度；3）起儲料作用，這樣可增大卷重提高產量；4）可延長事故處理時間約為89分鐘，從而減少廢品及鐵皮損失，提高成材率；5）可使中間輥道縮短約為30% 40%,節省廠房和基礎設施投資。因此在熱軋帶鋼生產中采用 熱卷取箱式發展的方向；6

19、）減少氧化鐵皮，熱卷取箱卷取的大量二次氧化鐵皮剝落，進而提 高表面質量。爐卷箱參數：1060mm 允許帶坯厚度：1530mm 帶坯寬度：6001100mm 帶卷重量：17T 單位寬度卷重：15.5kg 入口帶坯溫度：9001160C帶卷內徑：160mm卷曲速度：1.56.0m/s圖4熱卷取箱結構示意圖反開卷速度：05.5m/s1 支撐輥；2托輥；3彎曲輥；4推桿3壓下規程設計與輥型設計3.1壓下規程設計壓下規程設計的主要任務就是要確定由一定的板坯軋成所要求的板、帶產品的變形制度， 亦即要確定所需采用的軋制方法、軋制道次及每道次壓下量的大小，在操作上就是要確定各 道次輥縫的位置(即輥縫的開度)和

20、轉速。因而，還要涉及到各道次的軋制速度、軋制溫度 及前后張力制度及道次壓下量的合理選擇，因而廣義地來說，壓下規程的制定也應當包括這 些內容。通常在板、帶生產中制定壓下規程的方法和步驟為：(a)在咬入條件允許的條件下，按經驗配合道次壓下量，這包括直接分配各道次絕對壓下量或壓下率、確定各道次壓下量分配率( h/ h)及確定各道次能耗負荷分配比等各種方法；(b)制定速度制度，計算軋制時 間并確定逐道次軋制溫度；(c)計算軋制壓力、軋制力矩；(d)校驗軋輥等部件的強度和電機 功率；(e)按前述制定軋制規程的原則和要求進行必要的修正和改進。3.2道次選擇確定軋鋼機機架數目的確定與很多因素有關，主要有：坯

21、料的斷面尺寸、生產的品種范圍、 生產數量的大小，軋機布置的形式、投資的多少以及建廠條件等因素。但在其他條件即定的 情況下，主要考慮與軋機布置的形式有關。本設計采用連續式布置，因此機架數目應不少于 軋制道次即可確定機架數目了。本設計根據板坯厚度為250mm；成品厚度為2.6mm，選擇平均壓下系數口 =1.36,則軋制 總道次N為： (1)式中N機架數目；由坯料到成品的總延伸系數；各道次的平均延伸系數。故:選總15道次，其中粗軋8道次(5+3)，精軋7道次。3.3粗軋機組壓下量分配根據板坯尺寸、軋機架數、軋制速度以及產品厚度等合理確定粗軋機組總變形量及 各道次壓下量。其基本原則是：(1) 因為在粗

22、軋機組上軋制時，軋件溫度高、塑性好，厚度大，故應盡量應用此有利條件 采用大壓下量軋制?？紤]到粗軋機組與精扎機組之間的軋制節奏和負荷上的平衡，粗軋機組 變形量一般要占總變形量的7080%。（2）提高粗軋機組軋出的帶坯溫度。一方面可以提高開軋溫度，另一方面增大壓下可能減 少粗軋道次，同時提高粗軋速度，以縮短延續時間，減少軋件的溫降。（3）考慮板型盡量按照比例分配凸度，在粗軋階段，軋制力逐漸較小使凸度絕對值漸少。 但是，第一道考慮厚度波動，壓下量略小，第二道絕對值壓下最大，但壓下率不會太高。本設計粗軋機組由兩架四輥可逆式軋機組成，各軋制5道和3道次，各道次的壓下量分配如下：表1粗軋壓下量分配道次R1

23、R2R3R4R5R6R7R8延伸系數分配1.341.351.361.381.401.391.361.33出口厚度（mm）2501941539871523828壓下量（mm）565838271914107壓下率（%）22.429.928.027.626.826.926.325.0軋件長度（m11.013.921.729.940.955.975.9101.23.4精軋機組的壓下量分配精軋機組的主要任務是在57架連軋機上將粗軋帶坯軋制成板形、尺寸符合要求的成品 帶鋼，并需保證帶鋼的表面質量和終軋速度。1）精軋各架壓下量分配精軋連軋機組分配各架壓下量的原則；一般也是利用高溫的有利條件，把壓下量盡量集

24、中在前幾架，在后幾架軋機上為了保證板型、厚度精度及表面質量，壓下量逐漸減小。為保 證帶鋼機械性能防止晶粒過度長大，終軋即最后一架壓下率不低于10%，此外，壓下量分配應盡可能簡化精軋機組的調整和使軋制力及軋制功率不超過允許值。依據以上原則精軋逐架壓下量的分配規律是：第一架可以留有余量，即考慮到帶坯厚度 的可能波動和可能產生咬入困難等，使壓下量略小于設備允許的最大壓下量，中間幾架為了 充分利用設備能力，盡可能給以大的壓下量軋制；以后各架，隨著軋件溫度降低、變形抗力 增大，應逐漸減小壓下量；為控制帶鋼的板形，厚度精度及性能質量，最后一架的壓下量一 般在1015%左右。精軋機組的總壓下量一般占板坯全部

25、壓下量的1025%。本次設計采用7架連軋，結合設備、操作條件直接分配各架壓下量如下：精軋機組壓下量分配及各項參數如表（2）所示：表2精軋機組壓下量分配及參數道次F1F2F3F4F5F6F7延伸率分配1.31.421.41.351.31.31.3入口厚度（mm）21159.76.75.14.02.2壓下量（mm6.05.33.01.61.10.80.6壓下率(%)2.635.330.923.921.620.018.8軋件長度(m)141.7219.1317.2416.7531.3664.1871.33.5校核咬入能力熱軋鋼板時咬入角一般為1522。，低速咬入可取 20。，由公式3:-=arcco

26、s(1 ) ( 2) D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3粗軋各道次咬入角的校核道次：R1R2R3R4R5R6R7R8軋輥直徑(mm)10001000100010001000100010001000壓下量(mm)565838271914107咬入角(° )19.3019.6116.4-精軋機各架所軋軋件的厚度較小，精軋咬入角校核省略。3.6確定速度制度(1) 粗軋速度制度粗軋為保證咬入，采用升速軋制。根據經驗資料，取平均加速度a=40rpm/s，平均減速度b=60rpm/s。因為咬入能力很富裕故可采用穩定高速咬入，考慮到粗軋生產能力與精 軋生產能力得匹配問題，確

27、定粗軋速度如下：咬入速度為ni=40rpm/s，拋出速度為n 2=20rpm/s(2) 粗軋軋制延續時間：每道次延續時間t j = tzh 0，其中t。為間隙時間，tzh為純軋制時間，tzh t1 2設V1為t 1時間內的軋制速度，V2為t2時間內的平均速度，則V二 Dn1 / 60，v2n2)/120(D 取平均值)減速時間t2減速段長12 “2V2 ,穩定軋制段長11 =t1v1 ,t二(I -l2)/V二(I -上2 V2 ) / Vi 0軋制第一二道次時，以第一架為計算標準，ni=30rpm/s , n2=30rpm/s，軋件長度I =250 8.5 = 10.95m，減速時間t?=匹

28、土 =遼旦=0s，減速時平均速度194b60V2 -(D(ni n2)/120 = 3.14 1000 60/120 = 1.570m/s,l2 = 0,V1=1.57m/s, t1 = (I -12)/v (l - t2v2)/ V)= 10.95/1.57 = 6.98s。則軋制延續時間為 6.98s。按照以上公式可求得粗軋各道次軋制時間:表4各道次軋制時間道次R1R2R3R4R5R6R7R8軋制時間(S) 7.0100138128174199269359速度梯形圖如下：圖5可逆軋制速度圖因為兩架粗軋機間距 7m,所以軋件尾部從前一架軋機出口到后一架入口所需時間 t12=7/1.7=4.1

29、s因為軋件較長，取間隙時間t0 = 3s所以粗軋總延續時間t=6.98+9.95+13.81+12.75+17.39+19.85+26.90+35.85+3*8=167.48s(3) 精軋速度制度確定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；計算各架速度及調 速范圍；選擇加減速度等。精軋末架的軋制速度決定著軋機的產量和技術水平。確定末架軋制速度時，應考慮 軋件頭尾溫差及鋼種等，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 鋼質硬的帶鋼時，應采用低的軋制速度。本設計典型產品2.6mm,故終軋速度設定為12m/s左右。末架穿帶速度在10m/s左右，帶鋼厚度小，其穿帶速度可高

30、些。穿帶速度的設定可 有以下三種方式：(1) 當選用表格時，按標準表格進行設定；(2) 采用數字開關方式時，操作者用設定穿帶速度的數字開關進行設定，此時按鍵值 即為穿帶速度；(3 )其它各架軋制速度的確定：當精軋機末架軋制速度確定后，根據秒流量相等的 原則，各架由出口速度確定軋件入口速度。根據各架軋機出口速度和前滑值求出各架軋 輥線速度和轉速。各道軋件速度的計算：已預設末架出口速度為 12m/s由經驗向前依次減小以保持微張力軋制(依據經 驗設前一架出口速度是后一架入口速度的95 %)依據秒流量相等得：VH6 =Vh6 h6 / H6 =12 2.63.2 = 9.75m/sVh5 =0.95V

31、H6 -0.95 9.75 = 9.26m/s根據以上公式可依次計算得：表5各道次精軋速度的確定道次F1F2F3F4F5F6F7入口速度(m/s)1.141.712.613.985.517.409.75出口速度(m/s)1.622.483.785.237.039.2612.00(4) 精軋機組軋制延續時間精軋機組間機架間距為6米，各道次純軋時間為Tzh=250 X 12/2.6/12=96.5s間隙時間分別為tji=6/1.62=3.70s ; tj2=6/2.48=2.42s ; tj3=6/3.78=1.59s ; tj4=6/5.23=1.15s ;tj5=6/7.03=0.85s ;

32、tj6=6/9.26=0.65s 則精軋總延續時間為Tzh ' tj =96.15 10.36= 106.36s。軋制節奏圖表見圖圖6軋制節奏圖表3.7軋制溫度的確定(1) 粗軋溫度確定為了確定各道次軋制溫度，必須求出逐道次的溫度降。高溫軋制時軋件溫度降可以 按輻射散熱計算，而認為對流和傳導所散失的熱量可大致與變形功所轉化的熱量相抵消 因為輻射散熱所引起的溫度降在熱軋板帶時可按下式計算："中需4(3)有時為簡化計算，也可采用以下經驗公式其中、一一分別為前一道軋制溫度C)與軋軋出厚度，mmZ輻射時間即該道次軋制延續時間tjZ=tj ；Ti前一道的絕對溫度，K;h 前一道的軋出厚

33、度。表6粗軋各道次的溫降道次R1R2R3R4R5R6R7R8溫降(C)35912.21.32.74.92.因為軋件頭部和尾部溫度降不同，為設備安全著想，確定各道次溫度降時以尾部為準。根據現場生產經驗數據，確定開軋溫度為1200 C,帶入公式依次得各道次軋制溫度：表7粗軋各道次的溫度道次R1R2R3R4R5R6R7R8T( C)1196119111821170114811161041949(2)精軋機組溫度確定粗軋完得中間板坯經過一段中間輥道進入熱卷取箱，再經過飛剪、除鱗機后，再 進入精軋第一架時溫度降為920 C。因為精軋機組溫度降可按下式計算:ho(to - t n )hntto-CA)C-

34、廠(5)hiJho - hn式中to、ho 精軋前軋件的溫度與厚度tn、hn精軋后軋件的溫度與厚度31代入數據可得精軋機組軋制溫度：根據生產現場經驗可以預定終軋溫度為82o C，g卩tn=82o C,計算得：C=14.13,t i= (92o-14.13 ) *21/15 = 9oo.2 ; 12=899.4s ;13=875.7s ; 14=861.8s表8精軋各道次軋制溫度卜)道次F1F2F3F4F5F6F7溫度C900889875861845827805上述計算應當在現場同類車間進行實測驗證，本設計為課程設計，沒有現場數據驗證， 待畢業實習到現場實測溫度。3.8軋制壓力的計算(1)粗軋段

35、軋制力計算粗軋段軋制力公式：P 二 Bl p(6) 求各道次的變形抗力：變形抗力由各道次的變形速度、變形程度，變形溫度共同決定。變形速度按下式計算：；=2vh/R/(H h)(7)式中R、v 軋輥半徑及線速度。根據變形程度、溫度、變形速率數據，查Q195高溫抗力曲線圖，得到 Q195變形抗力列入表9。表9粗軋各道次軋件的變形抗力道次R1R2R3R4R5R6R7R8線速度V(mZ S)1.561.561.562.622.622.822.822.82溫度2)1196119111821170114811161140949壓下率£ (%)22.429.928.027.626.826.926.

36、325.0入口厚度(mm)2501941539871523828出口厚度(mm)194153987152382821屈服強度(T s(MPa)2842495466727679表10精軋各道次軋件的變形抗力道次F1F2F3F4F5F6F7軋件出口速V(m / S)1.542.503.815.277.079.3012.00溫度W )905898887871851833820壓下率£ (%)28.635.330.923.921.620.018.8入口厚度(mm)21159.76.75.14.03.2出口厚度(mm)159.76.75.14.03.212.6屈服強度(T s(MPa)8494

37、104124146164184 計算各道的平均單位壓力：根據克林特里公式計算應力狀態影響系數n= 0.785+0.25 l/h其中h為變形區軋件平均厚度，l為變形區長度，單位壓力大時(300MPa)應考慮軋輥 彈性壓扁的影響，因為粗軋時變形抗力不會超過這一值，故可不計算壓扁影響，此時變形區長度| -.R.ih。則平均單位壓力為：E =1.156(0.785 0.25丄)，(8)h各道計算p列入表11。再將軋件寬度、變形區長和平均單位壓力數據代入公式(6)，可得各道次軋制力(見表11)。表11粗軋各道的軋制力道次R1R2R3R4R5R6R7R8變形區長度(mm)16717013711697837

38、059出口厚度(mm)194153987152382821屈服強度t (MPa)s2842495466727679平均壓力(p)74.883.198.0109.9132.6150.5166.1179.9帶寬(mm)10501050105010501050105010501050軋制力(P/kN)1314014860141801340913575132271233011183(2) 精軋段軋制力計算目前普遍公認的最適合于熱軋帶鋼軋制力模型的SIMIS理論公式：P =BQpLcKKT (9)式中：P軋制力N;B軋件寬度mmQp考慮接觸弧上摩擦力造成應力狀態的影響系數；Lc考慮壓扁后的軋輥與軋件接觸

39、弧的水平投影長度mmK決定金屬材料化學成分以及變形的物理條件-變形溫度、變形速度及變形 程度的金屬變形阻力 K=1.15 J ;Kt前后張力對軋制力的影響系數；計算Qp時用西姆斯公式的簡化公式克林特里公式Qp= 0.75 0.27LcH；H h其中Hm2 K可以按照粗軋時的計算方法計算，數據如前表 Kt按下式計算Kt =1 a b d fK因為前張力對軋制力的影響較后張力小，所以a>0.5，本設計中取a=0.7，前后張力均取3MPa 接觸弧投影長度計算：一般以為接觸弧長度水平投影長度為V R表12精軋各道的軋制力道次：F1F2F3F4F5F6F7軋制力(KN)98987968767074

40、396782578851203.9輥縫計算：表13精軋各道的軋制力道次：F1F2F3F4F5F6F7軋機剛度(KN/mm)8000800080007500750060005000出口厚度(mm)159.76.75.14.02.962.6設定輥縫13.768.75.744.113.102.041.583.10精軋軋輥轉速計算其中中性角精軋是帶張力連軋，軋件出入口速度與張力大小密切相關。因而，軋輥轉速是精軋軋制必需設定的操 作數據。它是由軋輥線速度求得。軋輥線速度與設定軋件出口速度相差前滑系數，故需要求得精軋各 架前滑值。按照巴甫洛夫公式，前滑計算如下-(11)軋輥直徑選取如下：前 5架F1F5D

41、=500mm ;后兩架FsRD=400mm。軋輥線速度和軋輥轉速計算見表14。表14精軋轉速道次：F1F2F3F4F5F6F7出口厚度（mm）159.76.75.14.03.22.6中性角3.543.382.692.051.731.661.46前滑值0.060.070.060.050.050.040.04出口速度（m/s）1.542.503.815.277.079.3012.00軋輥線速度（m/s）1.452.373.635.086.909.1411.78軋輥轉速55.4606266718492(rpm)3.11傳動力矩1 ）傳動力矩軋制力矩按下式計算 Mz =2P'. h式中* 合力

42、作用點位置系數（或力臂系數）， 中厚板一般*取為0.40.5，粗軋道次*取大值，隨軋件的變薄則取小值。各道次的 軋制力矩值如下表：表15各道的軋制力矩的計算（Mz/MNM）道次R1R2R3R4R5R6R7R8粗軋2.112.431.881.501.271.060.840.64道次F1F2F3F4F5F6F7一精軋0.372.780.200.140.110.070.05一傳動工作輥所需要的靜力矩，除軋制力矩外，還有附加摩擦力矩Mm，它由以下兩部分組成，即M m = M m1 M m2，其中Mm1在四輥軋機可近似地由下式計算：Sg、Mm1 =Pfdz（12）1DZ丿式中f 支撐輥軸承的摩擦系數，取

43、f = 0.005 ;dz支撐輥輥頸直徑，對于粗軋機：dz = 986mm對于精軋機：dz = 680mmDg、Dz 工作輥及支撐輥直徑，對于粗軋機：Dg = 1000mm Dz=1450mm 對于精軋機：Dg = 500mm Dz =800mm代入后(12)可求的：粗軋機：Mm1 = 034； P精軋機：Mm1 = 1.7 P, Mm2可由1下式計算：Mm2 =( -1)(Mz Mm1)式中 傳動效率系數，本軋機無減速機及齒輪座，但接軸傾角:_3，故可取=0.94，故得Mm2 =0.064 M z M m1表16各道摩擦力矩計算(Mz/MNM)道次R1R2R3R4R5R6R7R8粗軋0.18

44、0.210.170.140.130.120.100.08道次F1F2F3F4F5F6F7一精軋0.080.060.060.050.040.030.01一2)軋機的空轉力矩軋機的空轉力矩(MQ根據實際資料可取為電機額定力矩的3%6%，即粗軋機0.975 疋 5500、4Mk =(0.030.06)= 10.721.4 10 Nm60取 Mk = 0.150.15 MNm ;精軋機：Mk =(0.03 0.06)0.975 10000 = 9.2 16.310°Nm 取 Mk = 0.1 MNm60因此電機軸上的總傳動力矩為：M =M z M m Mk表17各道的總的傳動力矩計算(Mz/

45、MNM)道次R1R2R3R4R5R6R7R8粗軋2.442.782.201.791.551.331.080.87道次F1F2F3F4F5F6F7一精軋0.513.190.320.260.230.180.16一4軋輥強度校核與電機能力驗算軋輥的破壞決定于各種應力（其中包括彎曲應力、扭轉應力、接觸應力，因為溫度 分布不均或交替變化引起的溫度應力以及軋輥制造過程中形成的殘余應力等）的綜合影 響。具體來說，軋輥的破壞可能由以下三方面的原因造成：（1） 軋輥的形狀設計不合理或設計強度不夠.例如，在額定負荷下軋輥因強度不夠而撕裂 后因接觸疲勞超過許用值，是輥面疲勞剝落等；（2）軋輥的材質、熱處理或加工工藝

46、不合要求。例如，軋輥的耐熱裂性、耐粘附性及耐 磨性差，材料中夾雜物或殘余應力過大等：（3）軋輥在生產過程中使用不合理。熱軋軋輥在冷卻不足或冷卻不均勻時，會因熱疲勞 造成輥面熱裂；在冬季新換上的冷輥突然進行高負荷熱軋，熱軋的軋輥驟然冷卻，往往會 因溫度應力過大，導致軋輥表層剝落甚至斷輥；壓下量過大或因工藝過程安排不合理造成 過負荷軋制也會造成軋輥破壞等；設計軋輥時，通常是按工藝給定的軋制負荷和軋輥參數進行強度校核。因為對影響軋輥強 度的各種因素（如溫度應力、參與應力、沖擊載荷值等）很難準確計算，為此，設計時對 軋輥的彎曲和扭轉一般不進行疲勞校核，而是將這些因素的影響納入軋輥的安全系數中（為了保護

47、軋機其他重要部件，軋輥的安全系數是軋件各部件中最小的）。 為防止四輥板帶軋機軋輥輥面剝落，對工作輥和支撐輥之間的接觸應力應該做疲勞 校驗。4.1軋輥的強度校核四輥軋機的支撐輥直徑 D2與工作輥徑D1之比一般在1.52.9范圍之內。顯然，支撐 輥的抗彎端面系數較工作輥大的多，即支撐輥有很大的剛性。因此，軋制時的彎曲力矩 絕大部分有支撐輥承擔。在計算支撐輥時，通常按承受全部軋制力的情況考慮。因為四 輥軋機一般是工作輥傳動，因此，對支撐輥只需計算輥身中部和輥徑端面的彎曲應力。支撐輥彎曲強度校核支撐輥的彎曲力矩和彎曲應力分布見下圖7o文爭駕曲施力 甘礦他Q布圖7四輥軋機支撐輥計算圖在軋輥的1-1斷面和

48、2-2斷面上的彎曲應力均應滿足強度條件，即二 i=PG/（0.2di3）乞 Rb （13）；_ 2/ = Pg/（0.2d二）&（14）式中P總軋制壓力；d1-1、d2-21-1和2-2斷面的直徑；C1、C2 1-1和2-2斷面至支反力 P/2處的距離； Ro 許用彎曲應力。支撐輥輥身中部3-3斷面處彎矩是最大的。若認為軸承反力距離L等于兩個壓下螺絲的中心距Lo，而且把工作輥對支撐輥的壓力簡化成均布載荷（這時計算誤差不超過913%）,可得3-3斷面的彎矩表達式m*£（15）輥身中部3-3斷面的彎曲應力為3-3P(L° -L/2)0.4D；-Ro (16)式中的D2應

49、以重車后的最小直徑代入。因粗軋機是可逆軋制，精軋機組性能相同故只需校核其中受力最大的一道即可，因 在粗軋機上軋制時第四道的軋制力最大，精軋機上第三架軋制力最大，故其支撐輥受力 最大，所以我們計算軋機支撐輥時只計算粗軋第二架和精軋第一架的彎曲應力。又因輥頸直徑d和長度一般近似地選：d=(0.5 0.55)D、L/d=0.83 1.0 ,計算時以粗軋機為例：本設計取 d=0.68D、L/d=1.0 所以輥頸直徑 d=986mm L= 986mm ci、C2, r的取值查軋鋼機械(修訂版)北京科技大學鄒家祥主編P94。取 r/D=0.12,d = 54mm ci=180mm=266mm,di=986

50、mm, d2/= 1450mm上面 D2重車后的最小直徑為：D=800mm,P=14860KN把前面的數據代入上式計算：c1J =Pc1/(0.2d131) =14860 1000 180/(0.2 9863) = 21.8MPac2 =Pc2/(0.2d23 14806 1000 266/(0.2 14503) = 10.1MPaP(L0L3/2)J486 1000(143493)=18.2MPa0.4D；0.4 14503本設計支撐輥為合金鍛鋼 Rb=140150MR，可見支撐輥的彎曲應力遠遠小于該許用 應力，故滿足要求。精軋第一架用以上的方法計算得、匚2/、二3數值都滿足彎曲應力要求。工

51、作輥的扭轉強度校核：因為有支撐輥承受彎曲力矩，故工作輥可只考慮扭轉力矩，即僅計算傳動端的扭轉 應力。扭轉應力為.二皿Wk式中Mk作用在一個工作輥上的最大傳動力矩；W.工作輥傳動端的扭轉斷面系數。驅動一個工作輥的傳動力矩Mk1有軋制力矩M1、工作輥帶動支撐輥的力矩Ms和工作輥軸承的摩擦力矩 Mf1組成，即M K1 二 M 1 M s M 門或 M = P a Ps s Pf -式中s反力對工作輥的力臂；-工作輥軸承處摩擦圓半徑。：5：上式各參數的計算公式為;支撐輥對工作輥的反力：PsCOS® + Y)張力軋制時軋制壓力偏離垂直方向的角度：二arcsin Tl一To2P其中一前張力；To 后張力；P 軋制力。工作輥與支撐輥連心線與垂直線夾角0 =arcs in e/(R i+R)(17)其中e工作輥相對于支撐輥的偏心距一般e=510m