板帶軋機(jī)課程設(shè)計(jì)

1、200506070231河北理工大學(xué)冶金與能源學(xué)院課程設(shè)計(jì)題目： 1250 熱軋板帶軋制規(guī)程設(shè)計(jì)與輥型設(shè)計(jì)專業(yè)：材料成型與控制工程班級： 05 成型 2）學(xué)生姓名：李小同指導(dǎo)老師：馬勁紅日期：2009年3月3日目錄I/26II/26概述連軋時(shí)間短，溫降少，占地少，產(chǎn)量高。 1924 年，自從美國第一臺帶鋼熱連軋機(jī)投產(chǎn)以來，連軋帶鋼得到很大的發(fā)展。從手動(dòng)調(diào)節(jié)到 PID 設(shè)定，從簡單計(jì)算機(jī)控制到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)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(shù)的使用，熱連軋機(jī)的產(chǎn)量、精度、板型質(zhì)量得到很大提高。熱軋帶鋼生產(chǎn)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

2、軋，成為 1/2 連軋或 3/4 連軋。目前，粗軋軋機(jī)能力越來越大，控制凸度能力顯著增強(qiáng)，從粗軋就檢測凸度和厚度，為精軋?zhí)峁﹥?yōu)質(zhì)中間坯料，保證精軋穩(wěn)定軋出符合技術(shù)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(fù)原來 220mm 以上，為多品種、高檔次產(chǎn)品生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。21250 中寬帶生產(chǎn)工藝任何企業(yè)沒有優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品質(zhì)量就無法長期生存，沒有眾多的品種和高檔次拳頭產(chǎn)品，就不能在激烈競爭中占領(lǐng)市場。板帶軋制生產(chǎn)線先進(jìn)合理的工藝技術(shù)是保證板材厚度尺寸精度和良好的板形的物質(zhì)基礎(chǔ)。簡陋省略的工藝已經(jīng)無法在市場低迷的環(huán)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(shù)

3、。熱帶300mm 以下是窄帶，多用來生產(chǎn)焊管。 300600mm 為中窄帶，常用來生產(chǎn)五金或焊接結(jié)構(gòu)梁。 6001000mm 為中寬帶，薄帶卷可以冷軋用于家電。這些產(chǎn)品的軋機(jī)一般不安裝昂貴的液壓壓下、彎輥、板型控制設(shè)備，只能依靠坯料加熱溫度控制軋制力，調(diào)節(jié)板型。11001500mm 為寬帶，最寬為 2000mm，它們的軋機(jī)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，由于寬帶質(zhì)量優(yōu)良，國外主張取消中窄帶，用超寬帶進(jìn)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

4、按照設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，設(shè)計(jì)典型產(chǎn)品為1m 板材，生產(chǎn)厚度精度高、板型優(yōu)良、表面光潔度高的高檔次多品種、寬范圍多規(guī)格熱軋帶卷。1250 熱帶軋機(jī)適合軋制帶寬為 6001000mm 左右的板材。本設(shè)計(jì)要求既可以生產(chǎn)冷軋需要的 2.2mm 薄卷，也可生產(chǎn) 25mm 結(jié)構(gòu)用厚帶。2.1 原料及產(chǎn)品介紹依據(jù)任務(wù)要求典型產(chǎn)品所用原料：規(guī)格：板坯厚度： 250mm鋼種： Q195最大寬度： 1050mm長度： 8.5m產(chǎn)品規(guī)格：厚度： 2.6mm板凸度： 6坯料單重： 18 噸3/26因?yàn)樗o坯料寬度較小，并且在粗軋機(jī)前部安裝有大立輥，所以側(cè)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，

5、但對保證壓縮比，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)板材具有重要意義，生產(chǎn)普板時(shí)可以降低原料厚度，以減少道次增加產(chǎn)量。坯料寬度限定 8.5m，加熱爐內(nèi)寬度 9.2m，有利于設(shè)計(jì)高溫 1350）步進(jìn)爐，以便為今后生產(chǎn)高牌號硅鋼、低合金管線鋼儲留設(shè)備能力。2.2 主要設(shè)備的選擇軋鋼機(jī)是完成金屬軋制變形的主要設(shè)備，因此，軋鋼機(jī)能力選取的是否合理對車間生產(chǎn)產(chǎn)量、品種和規(guī)格具有非常重要的影響。選擇軋鋼設(shè)備原則：1） 有良好的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；2） 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；3） 有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，自動(dòng)化，有利于工人勞動(dòng)條件的改善；4） 備品備件要換容易，并有利于實(shí)現(xiàn)備品備件的標(biāo)準(zhǔn)化；5） 在滿足產(chǎn)品方案的

6、前提下，使軋機(jī)組成合理，布置緊湊；6） 保證獲得質(zhì)量良好的產(chǎn)品，并考慮到生產(chǎn)新品種的可能；熱帶軋機(jī)選擇的主要依據(jù)是：車間生產(chǎn)的鋼材品種和規(guī)格。軋鋼機(jī)選擇的主要內(nèi)容是：選取軋機(jī)的架數(shù)、能力、結(jié)構(gòu)以及布置方式。最終確定軋鋼機(jī)的結(jié)構(gòu)形式及其主要技術(shù)參數(shù)。目前強(qiáng)力粗軋機(jī)已經(jīng)達(dá)到單位寬度軋制力 2.6t，本設(shè)計(jì) 1250 軋機(jī)，取軋制力最大 3200 噸。立輥選擇立壓可以齊邊 生產(chǎn)無切邊帶材）、調(diào)節(jié)板坯寬度并提高除磷效果。立壓軋機(jī)包括：大立輥、小立輥及擺式壓力機(jī)三種，各自特點(diǎn)如下：大立輥：占地較多，設(shè)備安裝在地下，造價(jià)高，維護(hù)不方便。而其能力較強(qiáng)，用來調(diào)節(jié)坯料寬度。小立輥：能力較小，多用于邊部齊邊。擺式

7、側(cè)壓：操作過程接近于鍛造，用于控制頭尾形狀，局部變形，提高成材率效果較好。缺點(diǎn)是設(shè)備地面設(shè)備占用場地較多，造價(jià)較高。本設(shè)計(jì)采用連鑄坯調(diào)寬，生產(chǎn)不同寬度帶卷，選擇小立輥齊邊。軋機(jī)布置現(xiàn)代熱帶車間分粗軋和精軋兩部分，精軋機(jī)組大都是67 架連軋，但其粗軋機(jī)數(shù)量和布置卻不相同。熱帶連軋機(jī)主要區(qū)分為全連續(xù)式，3/4 連續(xù)式和 1/2 連續(xù)式，以及雙可逆粗軋等。1）全連續(xù)式：全連續(xù)式軋機(jī)的粗軋機(jī)由56 個(gè)機(jī)架組成，每架軋制一道，全部為不可逆式。這種軋制機(jī)產(chǎn)量可達(dá) 500600 萬噸 / 年，產(chǎn)品種類多，表面質(zhì)量好。粗軋全連軋布置見圖1a。但設(shè)備4/26多，投資大，軋制流程線或廠房長度增大。而且由于粗軋時(shí)坯

8、料短，軋機(jī)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?jiān)O(shè)計(jì)。2）3/4 連續(xù)式圖 1 各種熱連軋及布置圖3/4 連續(xù)式布置形式是先用二輥軋機(jī)軋一道，然后設(shè)置1 架可逆式軋機(jī)軋制3 或 5 道，再由后面兩架軋機(jī)連續(xù)軋制一道 見圖 1b）。后面這兩道看上去作業(yè)率不高，但它是保證中間坯尺寸和凸度的關(guān)鍵，使精軋產(chǎn)品質(zhì)量和軋制過程穩(wěn)定。另外，這種布置采用 250 mm 厚坯，軋制壓縮比大，產(chǎn)品種類全面，曾經(jīng)是國外流行的布置。中粗軋機(jī)組由一架不可逆式二輥破鱗機(jī)架和一架可逆式四輥軋機(jī)架組成，一般使用坯料在 150mm以下，軋制 5 道次，對凸度厚度控制難度大。主要生產(chǎn)普通鋼種帶卷。高檔品種開

9、發(fā)難度大，較厚產(chǎn)品也較少生產(chǎn)。而且為保單卷重，常常設(shè)計(jì)坯料很長 中粗軋機(jī)是由兩架強(qiáng)力四輥可逆式軋機(jī)組成，這種布置即提高軋機(jī)利用率，又能使軋機(jī)數(shù)量較少，穩(wěn)定中間坯凸度，減少溫降，故為當(dāng)前流行方案。根據(jù)任務(wù)書要求，本設(shè)計(jì)采用 2 架強(qiáng)力四輥可逆軋機(jī)組成粗軋機(jī)組，第一粗軋機(jī)前安裝小立輥軋機(jī)，對側(cè)邊進(jìn)行有效修正。粗軋機(jī)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(jī)，但是二輥軋機(jī)產(chǎn)生的撓度較大，不能滿足凸度控制要求。現(xiàn)代四輥軋機(jī)，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(shè)計(jì)兩架粗軋機(jī)詳細(xì)資料如下：參考太鋼 1549 及港陸 1250 生產(chǎn)實(shí)際，初步確定軋機(jī)各部

10、件相關(guān)尺寸如下：軋機(jī)類型：四輥可逆式軋機(jī)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(dòng)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(dá)到單位寬度 2.5t，兩架軋機(jī)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(jī)的選擇：熱軋帶鋼精軋機(jī)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(jī)、 HC軋機(jī)、 PC軋機(jī)?，F(xiàn)將各型軋機(jī)簡要介紹如下：CVC軋機(jī) : 軋輥凸度連續(xù)可變的軋機(jī) CVCconti

11、nuously variable crown）軋機(jī)屬于一種新型的四輥軋機(jī)。這種方式大壓下，大張力時(shí)，輥系穩(wěn)定好，國內(nèi)外熱連軋市場占 70%。圖 2 為 CVC軋機(jī)的軋輥原理圖，軋輥整個(gè)外廓磨成 S型 圖。在上輥向左移動(dòng)、下輥向右移動(dòng)時(shí)，板材中心處兩個(gè)軋輥輪廓線之間的輥縫變大，此時(shí)的有效凸度小于零 (b圖。如果上輥向右移動(dòng)下輥向左移動(dòng)的板材中心處兩個(gè)軋輥輪廓線之間的輥縫變小，這時(shí)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(yōu)點(diǎn)是凸度可以在最小和最大凸度之間進(jìn)行無級調(diào)整，這是通過具有S 型曲線的軋輥?zhàn)鲚S向移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。CVC軋輥輥縫調(diào)整范圍也較大，與裹輥裝置配合使用時(shí)

12、如1700 板軋機(jī)的輥縫調(diào)整量可達(dá)600um 左右。由于工作輥具有S 型曲線，工作輥與支撐輥之間是非均勻接觸的。實(shí)踐表明，這種非均勻接觸對軋輥磨損和接觸盈余不會產(chǎn)生太大的影響。精軋基本遵守比例凸度，各道凸度相對于延伸率是確定值。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(biāo)凸度根據(jù)來料凸度確定。HC 軋機(jī)： HC軋機(jī)為高性能板型控制軋機(jī)的簡稱。當(dāng)前用于日本生產(chǎn)的HC 軋機(jī)是在支持輥和工作輥之間加入中間輥并使之橫向移動(dòng)的六輥軋機(jī)，其特點(diǎn)有： a） HC軋機(jī)具有很好的板形控制性，多用于小輥徑冷軋； b）HC軋機(jī)可顯著提高熱帶鋼的平直度； c）壓下量由于不受板型限制而可適

13、當(dāng)提高。PC軋機(jī)： 對輥交叉軋制技術(shù) 技術(shù)，使帶鋼誤差控制得到全面保證。軋線上裝設(shè)水霧冷卻和除塵系統(tǒng)，小車換輥技術(shù)，強(qiáng)力可調(diào)層流冷卻設(shè)備，卷取厚度達(dá)到 25mm。所有支撐輥采用油膜軸承靜動(dòng)壓系統(tǒng)，增大支撐輥輥頸。絕熱保溫罩與爐巻箱的選擇為了減少輸送輥道上的溫度降以節(jié)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(bǔ)償加熱爐，或在軋件出粗軋機(jī)組之后采用熱卷取箱進(jìn)行熱卷取等新技術(shù)。輥道保溫罩絕熱塊的結(jié)構(gòu)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，7/26然后作為發(fā)熱體將熱量逆輻射返回鋼坯。這

14、種保溫罩結(jié)構(gòu)簡單，成本低，效率高，采用它以后可降低加熱爐出坯溫度達(dá) 75，從而提高成材率 0.15%，節(jié)約燃耗 14%，還可以提高板帶末端溫度約 100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(zhì)量更高的板卷，并且，可使帶坯在中間輥道停留達(dá) 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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)如圖 4 所示。其主要優(yōu)點(diǎn)為： 1.粗軋后在入精軋機(jī)之前進(jìn)行熱卷取。以保存熱量，減少溫度下降，保溫可達(dá) 90%以上； 2首尾倒置開卷，以尾為頭喂入軋機(jī)，均化板帶的頭尾溫度，可以不用

15、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(chǎn)量； 4可延長事故處理時(shí)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(jié)省廠房和基礎(chǔ)設(shè)施投資。因此在熱軋帶鋼生產(chǎn)中采用熱卷取箱式發(fā)展的方向； 6減少氧化鐵皮，熱卷取箱卷取的大量二次氧化鐵皮剝落，進(jìn)而提高表面質(zhì)量。爐卷箱參數(shù)： 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： 9001160帶卷內(nèi)徑： 160mm卷曲速度： 1.56.0m/s 圖 4 熱卷取箱結(jié)構(gòu)示意圖反開卷速度： 05.5m/s1

16、支撐輥； 2托輥； 3彎曲輥； 4推桿壓下規(guī)程設(shè)計(jì)與輥型設(shè)計(jì)3.1 壓下規(guī)程設(shè)計(jì)壓下規(guī)程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)就是要確定由一定的板坯軋成所要求的板、帶產(chǎn)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 在咬入條件允許的條件下，按經(jīng)驗(yàn)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(fù)荷分配比等各種方法； b）制定速度制度，計(jì)算軋制時(shí)間并確定逐道次軋制溫度； 校驗(yàn)軋輥等部件的強(qiáng)度和電機(jī)功率；e）按前述制定軋制規(guī)程的原則和要求進(jìn)行必要的修正和改進(jìn)。3.2 道次選擇確定軋鋼機(jī)機(jī)架數(shù)目的確定與很多

17、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。但在其他條件即定的情況下，主要考慮與軋機(jī)布置的形式有關(guān)。本設(shè)計(jì)采用連續(xù)式布置，因此機(jī)架數(shù)目應(yīng)不少于軋制道次即可確定機(jī)架數(shù)目了。本設(shè)計(jì)根據(jù)板坯厚度為 250mm；成品厚度為 2.6mm，選擇平均壓下系數(shù) =1.36，則軋制總道次 N 為：1）式中 N機(jī)架數(shù)目；由坯料到成品的總延伸系數(shù)；各道次的平均延伸系數(shù)。故 : 選總 15 道次，其中粗軋 8 道次 由于在粗軋機(jī)組上軋制時(shí)，軋件溫度高、塑性好，厚度大，故應(yīng)盡量應(yīng)用此有利條件采用大壓下量軋制?？紤]到粗軋機(jī)組與精扎機(jī)組之間的軋制節(jié)奏和負(fù)荷

18、上的平衡，粗軋機(jī)組變形量一般要占總變形量的 7080%。(2提高粗軋機(jī)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(shí)提高粗軋速度，以縮短延續(xù)時(shí)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(dòng)，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(shè)計(jì)粗軋機(jī)組由兩架四輥可逆式軋機(jī)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R1R2R3R4R5R6R7R8延伸系數(shù)分配1.341.351.361.381.401.391.361.33出口厚度 mm）2501

19、941539871523828壓下量 mm）565838271914107壓下率 %）22.429.928.027.626.826.926.325.09/26軋件長度 所示 :表 2 精軋機(jī)組壓下量分配及參數(shù)3.5 校核咬入能力道次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 mm）6.05.33.01.61.10.80.6壓下率 141.7219.1317.2416.7531.3664.1871.3熱軋鋼板時(shí)咬入角一般為15 22 ，低速咬入可取20，由公式harccos(1)D2）將各道次壓

20、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 19.3019.6116.4-精軋機(jī)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(jù)經(jīng)驗(yàn)資料，取平均加速度a=40rpm/s ，平均減速度 b=60rpm/s 。由于咬入能力很富裕故可采用穩(wěn)定高速咬入，考慮到粗軋生產(chǎn)能力與精軋生產(chǎn)能力得匹配問題，確定粗軋速度如下：咬入速度為n1=40rpm/s ，拋出速度為n2=20rpm/s(2

21、 粗軋軋制延續(xù)時(shí)間：每道次延續(xù)時(shí)間t jt zht0 ，其中 t0 為間隙時(shí)間， tzh 為純軋制時(shí)間，t zht 1t 2設(shè) v1 為 t 1時(shí)間內(nèi)的軋制速度，v2 為 t2 時(shí)間內(nèi)的平均速度，則v1Dn1 / 60 ，v2D( n1 n2 ) /120(D取平均值 t 2n1n2b減速時(shí)間減速段長 l 2t 2 v2 ，穩(wěn)定軋制段長 l1t1v1 ，t1(ll 2 ) / v1(lt 2 v2 ) / v1 。軋制第一二道次時(shí)，以第一架為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，n1=30rpm/s ， n2 =30rpm/s ，軋件長度2508.5 10.95mn1n230300lt2b60194，減速時(shí)間s，減速時(shí)平

22、均速度v2D(n1n2 ) / 120 3.14 100060/ 1201.570m / s,l2 0,V1=1.57m/s,t1(l l 2 ) /v1 (lt2 v2 ) / v110.95/ 1.57 6.98s 。則軋制延續(xù)時(shí)間為6.98s 。按照以上公式可求得粗軋各道次軋制時(shí)間：表 4 各道次軋制時(shí)間道次R1R2R3R4R5R6R7R8軋制時(shí)間 (S7.010.013.812.817.419.926.935.911/26速度梯形圖如下：圖 5 可逆軋制速度圖由于兩架粗軋機(jī)間距7m，所以軋件尾部從前一架軋機(jī)出口到后一架入口所需時(shí)間t 12 =7/1.7=4.1s 由于軋件較長，取間隙時(shí)

23、間t 0 3s 所以粗軋總延續(xù)時(shí)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(jì)算各架速度及調(diào)速范圍；選擇加減速度等。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(shí)，應(yīng)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(zhì)硬的帶鋼時(shí)，應(yīng)采用低的軋制速度。本設(shè)計(jì)典型產(chǎn)品 2.6mm，故終軋速度設(shè)定為 12m/s 左右。末架穿帶速度在 10m/s 左右，帶鋼厚度小，其穿帶速度可高些。穿帶速度的設(shè)定可有

24、以下三種方式：(1 當(dāng)選用表格時(shí)，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(shí)，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(shí)按鍵值即為穿帶速度；3）其它各架軋制速度的確定：當(dāng)精軋機(jī)末架軋制速度確定后，根據(jù)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(jù)各架軋機(jī)出口速度和前滑值求出各架軋輥線速度和轉(zhuǎn)速。各道軋件速度的計(jì)算：已預(yù)設(shè)末架出口速度為12m/s 由經(jīng)驗(yàn)向前依次減小以保持微張力軋制依據(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：VH 6Vh6 h6 / H 6 12 2.63.2 9.75m / sVh 50.95VH 6 0.95 9.759.26m/s根據(jù)以上公

25、式可依次計(jì)算得：表 5 各道次精軋速度的確定道次F1F2F3F4F5F6F712/26入口速度 1.622.483.785.237.039.2612.00(4 精軋機(jī)組軋制延續(xù)時(shí)間精軋機(jī)組間機(jī)架間距為6M，各道次純軋時(shí)間為Tzh=250 12/2.6/12=96.5s間隙時(shí)間分別為 t j1 =6/1.62=3.70s ； t j2 =6/2.48=2.42s ； t j3 =6/3.78=1.59s ； tj4=6/5.23=1.15s ； t j5 =6/7.03=0.85s ； t j6 =6/9.26=0.65s 則精軋總延續(xù)時(shí)間為Tzht j 96.15 10.36 106.36s。

26、軋制節(jié)奏圖表見圖 6。圖 6 軋制節(jié)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(shí)軋件溫度降可以按輻射散熱計(jì)算，而認(rèn)為對流和傳導(dǎo)所散失的熱量可大致與變形功所轉(zhuǎn)化的熱量相抵消。由于輻射散熱所引起的溫度降在熱軋板帶時(shí)可按下式計(jì)算：t 12.9Z (T1) 4h10003）有時(shí)為簡化計(jì)算, 也可采用以下經(jīng)驗(yàn)公式4）其中、分別為前一道軋制溫度35912.21.32.74.92.由于軋件頭部和尾部溫度降不同，為設(shè)備安全著想，確定各道次溫度降時(shí)以尾部為準(zhǔn)。根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定開軋溫度為1200，帶入公式依次得各道次軋制溫度：13/26表 7粗軋

27、各道次的溫度道次R1R2R3R4R5R6R7R8T( 1196119111821170114811161041949式中t 0 、 h0 精軋前軋件的溫度與厚度tn 、 hn 精軋后軋件的溫度與厚度3 代入數(shù)據(jù)可得精軋機(jī)組軋制溫度：根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)可以預(yù)定終軋溫度為820 ，即 t n=820，計(jì)算得：C=14.13,t1=道次F1F2F3F4F5F6F7溫度 900889875861845827805上述計(jì)算應(yīng)當(dāng)在現(xiàn)場同類車間進(jìn)行實(shí)測驗(yàn)證，本設(shè)計(jì)為課程設(shè)計(jì)，沒有現(xiàn)場數(shù)據(jù)驗(yàn)證，待畢業(yè)實(shí)習(xí)到現(xiàn)場實(shí)測溫度。3.8 軋制壓力的計(jì)算(1 粗軋段軋制力計(jì)算粗軋段軋制力公式：P Bl p(6求各道次的變形

28、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(jì)算：2vh / R /( Hh)(7式中R 、 v軋輥半徑及線速度。根據(jù)變形程度、溫度、變形速率數(shù)據(jù)，查Q195 高溫抗力曲線圖，得到Q195 變形抗力列入表 9。14/26表 9 粗軋各道次軋件的變形抗力道次R1R2R3R4R5R6R7R8線速度 V(m S1.561.561.562.622.622.822.822.82溫 度(1196119111821170114811161140949壓下率 (22.429.928.027.626.826.926.325.0入口厚度 (mm2501941539871523828

29、出口厚度 (mm194153987152382821屈服強(qiáng)度 s(MPa2842495466727679表 10 精軋各道次軋件的變形抗力道次F1F2F3F4F5F6F7軋件出口速 V(m S1.542.503.815.277.079.3012.00溫 度(905898887871851833820壓下率 (28.635.330.923.921.620.018.8入口厚度 (mm21159.76.75.14.03.2出口厚度 (mm159.76.75.14.03.212.6屈服強(qiáng)度 s(MPa8494104124146164184計(jì)算各道的平均單位壓力：根據(jù)克林特里公式計(jì)算應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù) 0

30、.785+0.25 l / 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(shí)h ，各道計(jì)算 p 列入表 11 。再將軋件寬度、變形區(qū)長和平均單位壓力數(shù)據(jù)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(qū)長度 (mm16717013711697837059出口厚度 (mm19415398715238282115/26屈服強(qiáng)度 (MPas2842495466727679平均壓力 (p74.883.198.0109.9132.6150.5166.1179.9帶寬 (mm105010501050105010501050

31、10501050軋制力 (P/kN13140148601418013409135751322712330111830.5 ，本設(shè)計(jì)中取a=0.7 ，前后張力均取 3MPa。接觸弧投影長度計(jì)算：Lch一般以為接觸弧長度水平投影長度為R表 12精軋各道的軋制力道次 :F1F2F3F4F5F6F7軋制力 (KN98987968767074396782578851203.9 輥縫計(jì)算：表 13 精軋各道的軋制力16/26道次 :F1F2F3F4F5F6F7軋機(jī)剛度 (KN/mm8000800080007500750060005000出口厚度 其中中性角(11軋輥直徑選取如下：前5 架 F1 F5D=5

32、00mm ；后兩架 F6 F7D=400mm。軋輥線速度和軋輥轉(zhuǎn)速計(jì)算見表14。表 14 精軋轉(zhuǎn)速道次 :F1F2F3F4F5F6F7出口厚度）159.76.75.14.03.22.61.542.503.815.277.079.3012.00軋輥線速度 (m/s1.452.373.635.086.909.1411.78軋輥轉(zhuǎn)速 rpm）55.46062667184923.11 傳動(dòng)力矩1）傳動(dòng)力矩軋制力矩按下式計(jì)算M z2PR1 h 式中 合力作用點(diǎn)位置系數(shù)道次R1R2R3R4R5R6R7R8粗軋2.112.431.881.501.271.060.840.64道次F1F2F3F4F5F6F7精

33、軋0.372.780.200.140.110.070.0517/26傳動(dòng)工作輥所需要的靜力矩，除軋制力矩外，還有附加摩擦力矩M m ，它由以下兩部分組成，即M mM m1M m2 ，其中 M m1 在四輥軋機(jī)可近似地由下式計(jì)算：M m1D gPfdzD z12）式中f 支撐輥軸承的摩擦系數(shù)，取f 0.005；dz 支撐輥輥頸直徑，對于粗軋機(jī)：d z 986mm； 對于精軋機(jī)： d z 680mm。D g 、 D z 工作輥及支撐輥直徑，對于粗軋機(jī)：D g 1000mm， D z =1450mm；對于精軋機(jī)： D g 500mm， D z = 800mm代入后 道次R1R2R3R4R5R6R7R

34、8粗軋0.180.210.170.140.130.120.100.08道次F1F2F3F4F5F6F7精軋0.080.060.060.050.040.030.012）軋機(jī)的空轉(zhuǎn)力矩軋機(jī)的空轉(zhuǎn)力矩 道次R1R2R3R4R5R6R7R818/26粗軋2.442.782.201.791.551.331.080.87道次F1F2F3F4F5F6F7精軋0.513.190.320.260.230.180.16軋輥強(qiáng)度校核與電機(jī)能力驗(yàn)算軋輥的破壞決定于各種應(yīng)力 其中包括彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力、接觸應(yīng)力，由于溫度分布不均或交替變化引起的溫度應(yīng)力以及軋輥制造過程中形成的殘余應(yīng)力等）的綜合影響。具體來說，軋輥的破壞

35、可能由以下三方面的原因造成：1） 軋輥的形狀設(shè)計(jì)不合理或設(shè)計(jì)強(qiáng)度不夠 . 例如 , 在額定負(fù)荷下軋輥因強(qiáng)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(zhì)、熱處理或加工工藝不合要求。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(yīng)力過大等：3） 軋輥在生產(chǎn)過程中使用不合理。熱軋軋輥在冷卻不足或冷卻不均勻時(shí)，會因熱疲勞造成輥面熱裂；在冬季新?lián)Q上的冷輥突然進(jìn)行高負(fù)荷熱軋，熱軋的軋輥驟然冷卻，往往會因溫度應(yīng)力過大，導(dǎo)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(fù)荷軋制也會造成軋輥破壞等；設(shè)計(jì)軋輥時(shí)，通常是按工藝給定的軋制負(fù)荷和軋輥參數(shù)進(jìn)行強(qiáng)度校

36、核。由于對影響軋輥強(qiáng)度的各種因素 如溫度應(yīng)力、參與應(yīng)力、沖擊載荷值等）很難準(zhǔn)確計(jì)算，為此，設(shè)計(jì)時(shí)對軋輥的彎曲和扭轉(zhuǎn)一般不進(jìn)行疲勞校核，而是將這些因素的影響納入軋輥的安全系數(shù)中22Pc2 /(0.2d232 )Rb(14式中P總軋制壓力；d1-1 、d2-2 1-1和 2-2 斷面的直徑；c 1、 c2 1-1和 2-2 斷面至支反力P/2 處的距離；Rb 許用彎曲應(yīng)力。支撐輥輥身中部3-3 斷面處彎矩是最大的。若認(rèn)為軸承反力距離L 等于兩個(gè)壓下螺絲的中心距 L0 ，而且把工作輥對支撐輥的壓力簡化成均布載荷48輥身中部3-3 斷面的彎曲應(yīng)力為P(L0L/2)Rb3 30.4D23(16式中的 D

37、2 應(yīng)以重車后的最小直徑代入。因粗軋機(jī)是可逆軋制，精軋機(jī)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(jī)上軋制時(shí)第四道的軋制力最大，精軋機(jī)上第三架軋制力最大，故其支撐輥受力最大，所以我們計(jì)算軋機(jī)支撐輥時(shí)只計(jì)算粗軋第二架和精軋第一架的彎曲應(yīng)力。又因輥頸直徑d 和長度一般近似地選：20/26d =(0.5 0.55 D、 L/d=0.831.0 ，計(jì)算時(shí)以粗軋機(jī)為例：本設(shè)計(jì)取 d=0.68D 、 L/d = 1.0所以輥頸直徑 d =986mm， L 986mm， c 1、 c 2， r 的取值 查軋鋼機(jī)械 (172其中 e工作輥相對于支撐輥的偏心距一般e=5取；10mme=5mmR1 、 R2工作輥半徑、支撐輥半徑。支撐輥與工作輥的反力Ps 的作用線與工作輥和支撐輥連心線間的夾角：=arcsin( 2+m/2式中 2 支撐輥軸承的摩擦圓半徑其值計(jì)算為 =f*d/2，其中 f 機(jī)械摩擦系數(shù)見書因是滾動(dòng)軸承取f=0.004 ；d輥徑直徑 m滾動(dòng)摩擦力臂一般 m=0.1 0.3mm 本設(shè)計(jì)取 m=0.2mm。工作輥軸承處的反力 s對工作輥的力臂：S=mcos +R s