板带钢轧制工艺课程设计(新)

1、板带钢轧制工艺课程设计(新) 2 板带钢轧制工艺课程设计板带钢轧制工艺课程设计教学大纲课程设计目的及基本要求 本课程设计是学生学习完有关板带材轧制工艺理论课程后进行的一个重要的独立性实践教学环节。其目的是培养培养学生尝试在给定条件下结合工程实际进行中厚板、热带或冷带轧制工艺制度的制订，通过训练使学生较好地理论联系实际，并培养获得综合应用所学的理论知识去分析和解决工程实际问题的能力，帮助学生巩固、深化和拓展知识面，使之得到一次较全面的设计训练。为毕业设计和实际工程设计奠定基础。 本课程设计基本要求是学生在指导老师下达的设计任务书的基础上，理论联系实际，确定板带钢轧制方式，初步拟定轧制道次及道次变

2、形量，通过运用所学相关理论知识对拟定的压下制度进行计算与校验，其间涉及板带钢轧制温度制度、速度制度、张力制度与辊型制度等的制订，并最终完善板带钢压下制度的修正与制订。课程设计内容及任务 板带钢轧制工艺制度制订的内容主要包括压下制度、速度制度、温度制度、张力制度及辊型制度等。压下制度即压下规程或轧制规程，是板带钢轧制工艺制度的制订的核心内容。其中压下制度必然影响到速度制度、温度制度和张力制度，而压下制度与辊型制度决定着板带轧制时的辊缝大小和形状。 压下制度的内容包括轧制方式（中厚板生产）、轧制道次数、道次压下量（率）等。 速度制度的内容包括主电机传动方式、各道次轧制时的咬入（穿带）速度、抛出（甩

3、尾）速度、稳定轧制速度（或最大转速）等。 温度制度针对热轧板带钢生产，其内容包括开轧温度、道次轧制温度、终轧温度、卷取温度等，也包括轧制延续时间、间隙时间及冷却速度等的确定。 张力制度针对冷轧带钢生产，其内容包括连轧机机架间张力、开卷（卷取）机与轧机间的张力的确定。 辊型制度的内容包括板带轧机机整个辊系总的辊型值大小的确定、辊型值的分配，轧辊辊型曲线的选择、换辊制度及新型板形轧机（如CVC轧机）辊型曲线的确定等。 板带钢轧制工艺课程设计任务书是由指导老师下达。任务书包括具体课程设计题目、课程设计内容及要求、设计参数、进度要求与参考文献等（见表2-1）板带钢轧制工艺课程设计安排 板带钢轧制工艺课

4、程设计安排如下： 1.准备。分析设计任务书、明确设计任务及要求，查阅标准及相关资料。 2.明确板带钢轧制工艺课程设计与计算步骤。 3.绘制图纸说明。在中厚板轧机压下规程设计时，绘制速度制度图及电机负荷图要求使用A3坐标纸精确绘制，图中具体标明各部分时间、转速及电机负荷大小数据。 4.编写设计说明书。设计说明书包括前言、目录、正文、参考文献等内容，正文采用四级标题如： 1 1.1 1.1.1 1.1.1.1?，前言、目录、参考文献的撰写参考最近出版的教材。 5.时间安排（见表2-2）。板带钢轧制工艺制度制订的原则和要求 板带钢轧制工艺制度的确定要求板带钢生产达到优质、高产、低消耗的目的，充分发挥

5、设备潜能、提高产量、保证质量，并且操作方便、设备安全。因此，合理地轧制规程设计应该满足下列原则和要求： （1）在设备能力允许的条件下尽量提高产量 充分发挥设备潜能以提高产量的途径不外是提高压下量、缩减轧制道次、确定合理速度制度、缩短轧制周期、减少换辊时间、提高作业率及合理选择原料坯重等。对于可逆轧机而言主要是提高压下量以缩减道次；对于连轧机则主要是合理分配压下并提高轧制速度。无论是提高压下量或提高速度，都涉及轧制压力、轧制力矩和电机功率。一方面要充分发挥设备潜能，另一方面又要保证设备安全和操作方便，这就是只能在设备能力允许的前提下去努力提高产量。从设备能力着眼，限制压下量和速度提高的主要因素有

6、： 1）咬入条件； 2）轧辊及接轴叉头等强度条件； 3）电机能力的限制。 （2）在保证操作稳定方便的条件下提高质量 1）保证操作稳便的钢板轧制的定心条件 为了能够使轧制时轧件稳定于轧制中心线而不产生偏移，必须使轧制时承载辊缝形状具有凸透镜形状。以便当轧件轧制时离轧辊中线发生偏移时具有自动调整功能。为此在辊型设计与制定压下规程时，必须保证满足定心要求产生轧辊挠度所需的最小轧制力或最小压下量。 2）提高板形及尺寸精度质量 为了保证板形质量及厚度精度，轧制时必须遵循均匀延伸或所谓“板凸度一定”的原则，特别是成品及成品前2道次的压下量的选择。板凸度一定的原则是按均匀变形理论推导出道次间轧件横断面厚差变

7、化规律。 （3）应保证板带钢组织性能和表面质量 对于板带钢组织控制可通过热轧条件下控制轧制与控制冷却来实现，具体通过合理制定轧制温度、终轧温度及卷取温度，制定道次压下率或阶段累积压下率，控制冷却速度等措施来实施。对于板带钢表面的控制， 245 热轧取决于除鳞系统，冷轧取决于酸洗质量及平整工序的控制等。中厚板轧机压下规程设计 中厚板轧机布置多为单机架可逆轧机或双机架可逆轧机串列布置。轧制产品宽度尺寸远大于原料宽度，因此轧制方式是中厚板压下规程设计中必须考虑的内容之一。中厚板生产中，轧机操作多为手工作业，压下规程中道次分配多为经验法，如何在保证设备安全的前提下，充分发挥设备潜能，并且保证产品质量进

8、行生产是一直追求的目标。 2.3.1 中厚板压下规程设计的步骤 （1）根据原料及产品尺寸选择轧制方式。双机架轧制时注意两机架的轧制能力平衡，粗轧机架上的累积压下量占总体的7085左右。 （2）根据原料、产品和设备条件，在咬入能力允许的条件下，按经验分配各道次压下量，这包括直接分配各道次压下量或压下率、确定各道次压下量分配率及确定各道次能耗负荷分配比等各种方法。 （3）制定速度制度，计算轧制时间并确定逐道次轧制温度。 （4）计算轧制压力、轧制力矩及总传动力矩。 （5）校核轧辊等部件的强度和电机过载过热能力。 （6）按前述制订轧制规程的原则和要求进行必要的修正和改进。 2.3.2 道次压下量的影响

9、与分配 （1）限制道次压下量的因素 限制道次压下量的因素有金属塑性、咬入条件、轧辊强度及接轴叉头等的强度条件、轧制质量。 1） 咬入条件的限制 轧制时轧件所允许的最大压下量受最大咬入角与轧辊直径的限制。 ?hmax?D(1?cos?max)?D(1? 式中 ?hmax最大压下量； 1?f 2 ) （2-1） D轧辊直径； f摩擦系数； ?max最大咬入角。 最大咬入角取决于轧件咬入时的摩擦系数，摩擦系数又与轧制速度有关。因此最大咬入角与轧制速度的关系见表2-3。 表2-3 最大咬入角与轧制速度的关系 对于给定设备条件下，可通过降低轧辊转速度来改善咬入条件。 2）轧辊强度条件 轧制钢板时，由于轧

10、制压力大，轧辊强度往往是限制道次压下量的主要因素。 计算二辊板带轧机所用平辊的弯曲应力时，轧制力按均布载荷考虑，即只须计算辊身中间断面处的弯曲正应力，一般采用的计算式为： b8P(a?) （2-2） ?3 ?D 式中 ?弯曲正应力； 246 P轧制力； D辊身直径； a为压下螺丝中心距； b为轧件宽度。 当为四辊轧机时，支承辊按承担轧制时的全部弯曲力矩来考虑，只需考虑辊颈处弯曲应力，其计算式为： ?8P(a?L) ?d3 （2-3） z 式中 L辊身长度； dz支撑辊辊颈直径。 在四辊轧机上，当工作辊为主传动时，工作辊辊颈处通常应计算弯曲和扭转的合成应力。 其弯曲应力计算式为： ?8P(a?L

11、) ?d3 （2-4） g 式中 dg-工作辊辊颈直径。 辊颈受扭时，其扭转应力为 ?16Mn ?d3 （2-5） g 式中 ?辊颈扭转时的剪应力； Mn辊颈断面扭矩，取决于传动轧辊的总力矩。 钢轧辊弯扭合成应力按韧性材料考虑，用第四强度理论计算： ?2?3?2 （2-6） 式中 ?合成应力。 铸铁轧辊弯扭合成应力按脆性材料考虑，用莫尔理论计算： ?0.375?0.6252?4?2 （2-7） 传动辊辊头一般只计算扭转应力，计算式为： ?MnK?W （2-8） K 式中 WK传动辊辊头扭转断面系数。 轧辊辊身与辊颈满足强度条件为： ?或? （2-9） 式中 ?许用应力，由轧辊材质决定。 ?Rm

12、 n 式中 Rm轧辊抗拉强度； 247 n安全系数，一般取5。 许用应力取值见表2-4。 表2-4轧辊许用应力取值 轧辊辊头满足强度条件为： ?K? （2-10） ?0.577?，钢轧辊?式中 ?许用切应力，?3 ?0.8?，铸铁轧辊? 3）电机能力的限制 A、发热校核 保证主电机正常运转的条件之一是稳定运转时不过热，即主电机的温升不超过允许温升。这就要控制住电机在一个轧制周期内，反应主电机发热状态的等效力矩（或称均方根力矩）M均不超过额定力矩。主电机不过热的条件可表示为： M均?MH （2-11） M均 式中 M均 等效力矩； MH 主电机的额定力矩； ?ti 一个轧制周期内各段纯轧时间的总

13、和； ?t'i 一个轧制周期内各段间歇时间的总和； Mi 各段轧制时间所对应的力矩； M'i 各段间歇时间对应的力矩。 B、过载校核 主电机允许在短暂时间内，在一定限度内超过额定负荷进行工作。即主电机负荷力矩中的最大力矩不超过电机额定力矩与过载系数的乘积，电机即能正常工作。校核主电机的过载条件为： Mmax?KGMH （2-12） 式中 MH 主电机的额定力矩； KG 主电机的允许过载系数，直流电机；交流同步主电机； Mmax 轧制周期内的最大力矩。 另外，主电机达到允许最大力矩时，其允许持续时间在15S以内，否则主电机温升将超过允许范围。 4）金属塑性的限制

14、轧制时受轧件塑性的影响，对不同的材质，其变形量是不同的，且在不同的轧制工艺条件下，即使材质相同，此时的变形量也是不同的。为保证轧制的稳定、正常，需对轧件的塑性能力进行正确估量。 5）产品质量要求的限制 精轧阶段的压下量对成品钢板的板形及尺寸精度有很大的影响。为了获得良好的产品质量，一般要求精轧阶段的最终几道次压下量（率）稍小，但道次压下量（率）必须大于临界值，以阻止异常再结晶致使晶粒粗大且不均匀，导致产品性能下降。 （2）道次压下量的分配规律 248 道次压下量通常有两种分配规律。 1）中间道次有最大的压下量。开始道次受到咬入条件的限制，同时考虑到热轧的破鳞作用及坯料的尺寸公差等，为了留有余地

15、，给予小的压下量。以后为了充分利用钢的高温给予大的压下量。随着轧件温度下降，轧制压力增大，压下量逐渐减小。最后为了保证板形采用较小的压下量，但这个压下量又必须大于再结晶的临界变形量，以防止晶粒过粗大，如图2-1（a）所示。 2）压下量随道次逐渐减小。 压下量在开始道次不受咬入条件限制，开轧前除鳞比较好，坯料尺寸比较精确，因此轧制一开始就可以充分利用轧件的高温采用大的压下量，以后随轧件温度的下降压下量逐渐减少，最后12道次为保证板形采用小的压下量，须大于再结晶的临界变形量，如图2-1（b）所示。这种压下分配规律在二辊可逆和四辊可逆式轧机上经常使用。 图2-1 两种道次压下量的分配规律 从上述压下

16、量分配来看，总的趋势是压下量由大到小，但是相对压下量在相当多的道次范围内却是逐渐上升的。咬入角的限制一般只在开始道次起作用，板形限制一般只在终了12道次起作用，中间道次可按轧辊强度和电机能力所允许的最大压下量（这部分约占13以上的道次）。这部分的压下量分配有两种方法可供选择：一种是等强度的方法，即使金属对轧辊的压力按道次（在连轧机上按机架）是相等的；另一种是等能耗分配方法，即使电机的能耗按道次或机架分配相等，或者当连轧机机座电机功率不相等时，使各电机的相对负荷相等或按某一系数分配（负荷分配系数）。第一种方法充分利用了轧辊强度，由于轧制力相等在连轧时对各架轧辊的摩损相同，有利于统一换辊。第二种方

17、法充分利用了电机的能力，获得较高的轧制速度和小时产量，显然此时在各机架上或各道次上对轧辊的压力将是不同的。这两种方法选择哪一种，视具体条件的薄弱环节而定。如四辊轧机则往往电机功率为限制压下量的因素。 2.3.3 速度制度的选择 中厚板轧制一般采用可调速的可逆式轧制，正确选择这类轧机的速度制度是快速轧钢的重要环节。 （1）速度制度的类型 可逆式轧制的速度图有两种类型： 1）梯形速度图 如图2-2所示。其各部分组成如下：0时间内，转速从0增至，为空载加速阶段；时间内，转速由增至（为轧件咬入速度），为负载加速阶段；时间内，转速保持恒速，为高速轧制阶段；时间内，转速从降至（为轧件的抛出速度），为负载减

18、速阶段；时间内，转速从降至零，为空载减速阶段。之后开始反向转动。 249 图2-2 可逆式轧机梯形速度图 由图可见，是纯轧时间，是第一道与第二道之间的间隙时间。 2）三角形速度图如图2-3所示。三角形速度图与梯形速度图相比，没有等速轧制阶段，其它各段相同。 由上述两种速度图可知：一个轧制道次的纯轧时间为： tz?t4?t1（梯形速度图） tz?t3?t1（三角形速度图） 两道次间的非轧制时间即间隙时间，t3t1。即上道次空转减速时间与下道次空转加速时间。 图2-3 可逆式轧机三角形速度图 ?轧制节奏时间T （2-13） 式中 各道次纯轧时间的总和； 各道次之间间隙时间的总和； 前一根轧件轧完至

19、下一根轧件开始轧制的间隔时间。 三角形速度图的生产率高于梯形速度图的生产率，但采用三角形速度图时，若转速高于电机额定转速，则允许的力矩要降低，当轧件较长时，还可能超过电机的最高转速。因此，应根据轧件长度，电机的调速范围和对轧制周期的要求确定选用哪种速度图。 （2）合理速度制度的确定 制定可逆式轧机的速度制度包括：确定选用何种速度图（三角形、梯形），选择各道次的咬入和抛出转速，计算最大转速及纯轧时间，确定间隙时间。 1）咬入和抛出转速的选择 咬入和抛出转速确定的原则是：获得较短的道次轧制节奏时间、保证轧件顺利咬入、便于操作和适合于主电机的合理调速范围。咬入和抛出转速的选择不仅会影响本道次的纯轧时

20、间，而且还会影响到两道次间的间隙时间。 由于压下的动作时间随各道压下量而定，轧辊逆转、回送轧件时间可以根据所确定的咬入、抛出转速改变，道次间的间隙时间要大于或等于压下时间、轧辊逆转、回送轧件时间。 250 图2-4 三角形速度图 图2-5 梯形速度图 这样轧辊咬入和抛出转速的选择就应当本着在调整压下时间之内完成轧辊逆转动和在保证可靠咬入的前提下获得最短轧制时间这个原则。 因此，对于第一道或者是受咬入条件限制的道次就要从咬入条件出发考虑咬入速度。对于最后一道为了缩短纯轧时间，缩短轧件在辊道间的运送时间，抛出速度就可以较高。 中间道次则应使前一道的抛出速度与后一道的咬入速度相等，此时有最短的轧制节

21、奏。 tj?n3n1? ba ?n3?n1 式中 a、b主电机加、减速度。 2）最大转速与纯轧时间的计算 对于三角形速度图（见图2-4） tjab(a?b) （2-14） 1n?n1n?n3Ag?(n2?n1)21?(n2?n3)2 2a2b 60lAg? ?D 则最大转速计算得 2?ab?120ln12n3?n2? （2-15） ?(a?b)?Dab? 式中 D轧辊直径； l轧件轧制长度。 三角形速度制度的纯轧时间： （2-16） 对于梯形速度图（见图2-5），梯形速度图的等速段轧辊转度可在不超过电机允许的最大转速范围内选取。 Ag? 故等速轧制时间： 1n?n1n?n3(n2?n1)21?

22、(n2?n3)2?n2(t3?t2) 2a2b 22?1?60ln12n3(a?b)n2 （2-17） (t3?t2)?n2?D2a2b2ab? 加速轧制时间： 251 （2-18） 减速轧制时间： （2-19） 故梯形速度制度的纯轧时间为： 2.3.4 温度制度的确定 精确计算各道次轧制温度是为了准确计算轧制压力，并进行轧辊强度、电机能力校核的依据。热轧时轧件的温度下降与辐射、对流、接触传导的热量损失有关，也与轧制变形功、摩擦所转化的热量有关。热轧时的辐射散热是最主要的，以对流、接触传导的热量损失与轧制变形功、摩擦所转化的热量引起的温升相抵消，对辐射传热公式进行修正并得出温降经验公式： ?t

23、?12.9ZT14() （2-20） h11000 式中 t道次间温降； T1上一道次的轧件温度； Z辐射时间，即上一道次轧制至下一道次轧制的延续时间，为上一道次的纯轧时间与轧后的间隙时间之和； h1上一道次轧制后的厚度。 在应用上述公式进行道次温度计算时，可逆轧制道次间头尾交替进行，为保证设备运行的安全性，始终以轧件尾部脱离轧辊一端作为道次温度计算依据。 在上述温降公式应用上，要对计算结果进行修正。温降小于5时按5选取，510时按10选取。 中厚板钢冷却制度包括确定开始冷却温度、终了冷却温度和冷却速度。通常轧后冷却装置总是尽可能地接近于轧机，使轧完的钢板能及时得到冷却，所以冷却开始温度接近于

24、轧制终了温度。冷却开始温度越高（在Ar3以上），强度提高就越大，冷却开始温度越低，强度提高较少，但材料的韧性比较高。 冷却终了温度影响到铁素体的晶粒尺寸，第二相的种类、数量、硬度等，其变化规律比较复杂。一般停止冷却的温度都在Ar1以下，终了温度对低碳钢影响较大，对高碳、低锰钢的影响较小。根据对材料性能的要求，通过试验确定冷却终了温度。 冷却速度提高，材料的强度也提高，冷却速度的控制以不产生马氏体为原则，一般冷却速度取10s左右。 总之轧后冷却对提高材料的强度效果较大，而低温轧制（未再结晶区的轧制）对提高材料的韧性效果较大，这两者的配合即可得到综合机械性能良好的钢材。 对于高强度钢板采用轧后直接

25、淬火，这不仅节省了能源，而且直接淬火回火材的性能优于传统的调质材。 因为中厚板的板厚、板宽都大于带钢，又没有卷取过程，冷却时容易造成性能不均匀，板形变坏，冷却后又不能进行矫直，因此中厚板的轧后冷却除了要确定合适的冷却工艺外，还必须有合适的冷却设备和方式，这样才能使冷却工艺用于生产。 2.3.5 辊型制度的制定 辊型制度是通过轧辊辊型设计实现的。轧辊辊型设计的目的就是要予先设计出合理的轧辊磨削凸凹度曲线，以补偿轧制时辊缝形状的变化量，获得横断面厚度较均匀的板材产品。在辊型设计时，对于轧辊的磨损不必考虑，而是在辊型使用和调整时加以考虑。这是因为轧辊磨损是时间的函数，新使用的轧辊无磨损，而在使用过程

26、中轧辊磨损量随时间增长而增加。故设计辊型只考虑轧辊的不均匀热膨胀和轧辊的弹性弯曲变形。 辊型设计的内容为确定轧辊辊身中部的磨削总凸（凹）度值（即所需总辊型值）及其在一套轧辊上的分配；设计合理的辊型曲线。 轧辊的辊型值： 252 ?y?Dc?De （2-21） 式中 ?y轧辊辊型值或轧辊凸度，当为正值时为凸辊形，为负值时是凹辊形； Dc、De轧辊辊身中部、边部辊径。 原始辊型的合理选择或设计，是以正常生产条件下，相对稳定的轧制力、辊温及辊身磨损等特点为依据而进行的。在不正常情况下如何调整辊型，要靠操作、控制完成，因此，为得到良好板形的钢板，要进行合理的辊型设计，并配合辊型控制才有可能。在生产中原

27、始辊型的选定，不完全是计算，主要靠经验积累数据与必要的理论计算，通过不断的修改才能确定。检验辊型是否合理，可以从下列条件衡量： 1）产品厚度公差的稳定性。 2）轧辊使用寿命，换辊周期。 3）钢板在轧制中是否稳定。 4）辊型调整方便程度。 （1） 确定总原始（磨削）凸度 一套轧辊的总原始凸度（或原始辊型）系指一套轧辊在首次使用时所有轧辊的总挠度，总的有效温度及辊缝凸度的代数和。 （2-22） 式中 ? ?Y ?Yy一套轧辊总的原始凸度； 一套轧辊的总挠度； f?L承载辊缝凸度； T一套轧辊的总热凸度。 1） 轧辊挠度计算 对于二辊轧机，对轧辊弯曲变形的考虑，主要是计算辊身中间与辊身边缘的挠度差，

28、此差值即为轧辊挠度（见图2-6）。 （2-23） 式中 P轧制压力； D轧辊直径； E、G轧辊弹性模量、弹性剪切模量； a、b、L压下缧丝间距、轧件宽度、轧辊辊身长度。 253 图2-6 轧辊挠度 对于四辊轧机轧辊弯曲挠度计算，支承辊的弹性弯曲以及工作辊与支承辊间相互弹性压扁的不均匀性，决定了工作辊的弯曲挠度。正确确定工作辊的弯曲挠度，才能正确设计轧辊的辊型，以保证带钢沿宽度方向的厚度均匀性。 综合考虑支承辊弹性弯曲及工作辊与支承辊间相互弹性压扁，其工作辊挠度的计算公式为： 对于上工作辊挠度 A?B?d?D?Yf?q? （2-24） ?(1?)2(1?) 下工作辊挠度 A?B?d?D?Yf?q

29、? （2-25） ?(1?)2(1?) ?1.1?1?3?2?18?K 1.1?3? l7A?1(?)?2?L12 3?4u2?u3 B?(1?u),(u?b/L) 12 Pq?L d?DK?ln(0.97)q? 式中 工作辊与支承辊间单位长度上的平均压力； P 轧制压力； L工作辊辊身长度，mm； l轴承支反力的间距，mm；，其中为压下螺丝中心距； 偏移量，mm；与轴承宽度C、轧制压力、轴承及支座的自位性能等因素有关，约为 、工作辊、支承辊直径，mm； b 轧件宽度，mm； ； 254 ?d?、?D?上工作辊和上支承辊的实际凸度，mm； ?d?、?D?下工作辊和下支承辊的实际凸度，mm。 以

30、上各式中的?1、 ?2、?、?及?各值列于表2-5。 表2-5 ?1、 ?2、?、?及? 等符号所代表的参数及其数值 2） 承载辊缝凸度（即板凸度）确定 设沿钢板宽度厚度偏差值的变化视为二次曲线，相应承载辊缝的凸度应为 （2-26） 式中 承载辊缝凸度 ?b钢板沿宽度上的厚度偏差（即横向厚差）； 辊身长度； 钢板宽度。 其控制即保持轧制时轧件有足够的稳定性，又不致使钢板厚度偏差过大，控制范围为 故辊缝凸度： 2 ?L? ?L?(0.10.15)(?)? （2-27） ?b? 式中 、钢板厚度的允许正、负偏差的绝对值。 3）热凸度计算 四辊轧机辊系是由工作辊和支承辊所构成，其热凸度的计算应分别进

31、行。 工作辊的热凸度为 ?dZ?k?td （2-28） 255 支承辊热凸度为： ?DZ?k?tD （2-29） 式中 分别为工作辊、支承辊热凸度； 考虑轧辊中心与表层温度不均匀系数； 轧辊热膨胀系数； 、分别为工作辊、支承辊中部与其两侧温度差。 原始总凸度没考虑轧辊磨损，是因为可以通过合理选择原始总凸度来予以补偿它的影响。对于四辊轧机由于工作辊与支承辊的换辊周期不同，以用每换一次工作辊时使其辊型凸度增加一定值，以弥补支承辊磨损带来的影响。 （2）总原始凸度的分配 对于二辊轧机，一般为上下辊平均分配总原始凸度。 在四辊轧机上，支承辊一般做成圆柱形，工作辊带辊型，辊型值可以分配在一个工作辊上，也

32、可以平均分配在两个工作辊上，应用较多的是一个工作辊带辊型。 （3）辊型曲线的设计 当总原始凸度分配后，还需确定沿辊身长度辊型曲线。一般辊面采用曲线型和折线型两类曲线，曲线型辊面可以是抛物线、双曲线和圆弧线辊面，其中以抛物线辊面应用较广。曲线型辊面轧制钢板的横向厚差小，但辊型加工复杂，需要在特殊、精密的专用（磨）床上进行加工。采用折线型辊面，加工简便，即采用辊身中部为圆柱形而两侧带锥度的简化辊型。有用三段折线代替曲线，也有用五段折线更近似于曲线，如图2-7所示， 图中? 、?11?L。 34? 图2-7 简化辊型曲线形式 2.3.6 中厚板压下规程设计示例 某中厚板厂为双机架四辊可逆轧机布置：

33、（1） 四辊可逆式粗轧机 1）基础参数 最大轧制力：86000 KN 传递力矩：2× 轧制速度：0± 最大开口度：1000(新辊)mm 轧机机械静压靠刚度：7900KN/mm 2）主电机 主电机功率：2×6000 kw (AC)， 主电机转速：0±40/100 r/min 主电机型号：BPT600012 256 电动压下速度：033mm/s 主电机额定电流：2198A 主电机额定电压：1650V 基速时主电机过载系数：115%，连续 250%，60s 275%dh 10s(偶尔)，切断 高速时主电机过载系数：115%，连续 225%，60s 250%，1

34、0s(偶尔)，切断 275%，切断 3）轧辊 A、工作辊 工作辊尺寸: 1210/1110×4100mm 工作辊换辊配对重量:165t(上81t,下84t) 工作辊冷却水压力、耗量、介质：，380m3/h，浊环水 工作辊换辊行程：13500mm 工作辊换辊横移行程：3050mm 工作辊材质：高镍铬无限冷硬复合铸铁 工作辊单重：53950kg B、支承辊 支承辊尺寸: 2200/2000×4000mm 支承辊换辊重量:550t(上264t，下254t，支架32t) 支承辊换辊行程：28000mm 支承辊材质：Cr2锻钢辊 支承辊单重：162000kg 4）轧辊轴承 型号：油膜

35、轴承ZYC160075WJ 油膜轴承使用油品：N460高粘度润滑油 油膜轴承工作压力：± 油膜轴承供油温度：40±5 5）压下系统 主令控制器：W6102RP 压下螺丝规格：S850×50mm 压下涡轮副规格：A=910，ZC1型 型式： 电动APC压下 压下电机：2×380 kw (AC)，6301000 r/min 从电机到压下螺丝总传动比： 电动压下速度： 0 33mm/s 主平衡缸工作压力：21MPa 压下螺丝最大行程：700mm 指针盘大针一圈相当于压下量变化50mm 小针一圈相当于压下量变化 600mm 指针盘直径：1500mm 液压平衡装置

36、工作压力：21MPa 主平衡缸平衡重量：476t 257 主平衡柱塞缸规格：600×1200mm （2）四辊可逆式精轧机 1）基础参数 最大轧制力：86000 KN 传递力矩：2× 轧制速度：07m/s 最大开口度：500(新辊)mm 轧机机械静压靠刚度：8000KN/mm 2）主电机 主电机功率：2×8600 kw (AC)， 主电机转速：0±60/130 r/min 主电机型号：BPT800012 电动压下速度：033mm/s 主电机额定电流：2890A 基速时主电机过载系数：115%，连续 ，60s 偶尔)，切断 高速时主电机过载系数：115%，连

37、续 ，60s ，10s(偶尔)，切断 ，切断 3）轧辊 A、工作辊 工作辊尺寸: 1210/1110×4100mm 工作辊换辊配对重量:165t(上81t,下84t) 工作辊冷却水压力、耗量、介质：，380m3/h，浊环水 工作辊换辊行程：13500mm 工作辊换辊横移行程：3050mm 工作辊材质：高镍铬无限冷硬复合铸铁 工作辊单重：53950kg B、支承辊 支承辊尺寸: 2200/2000×4000mm 支承辊换辊重量:550t(上264t，下254t，支架32t) 支承辊换辊行程：28000mm 支承辊材质：Cr2锻钢辊 支承辊单重：162000kg 4）轴承（同四

38、辊粗轧机） 5）压下系统 主令控制器：W6102RP 压下螺丝最大行程：700mm 压下螺丝规格：S850×50mm 压下涡轮副规格：A=910，ZC1型 压下制动器：2TEXU710Ed201/6 型式：电动APC压下+液压AGC压下 主平衡缸工作压力：21MPa 258 250% 275%dh 10s( 225% 250% 275% AGC液压缸规格：1450/1350×80mm AGC液压缸数量：2个 高度：900mm 工作行程：50mm 最大压下行程：80 mm 压下速度（对称点）：5 mm/s 工作压力：27 MPa 作用力：44585 KN 压下螺丝最大行程：7

39、00mm 指针盘大针一圈相当于压下量变化50mm 小针一圈相当于压下量变化600mm 指针盘直径：1500mm 液压平衡装置工作压力：21 MPa(210Kg/cm2) 主平衡缸平衡重量：476t 主平衡柱塞缸规格：600×1200mm 试对切割后的连铸板坯尺寸230×2100×3200，品种为Q235，最终轧成16×3000×实长的中板进行压下规程设计。 具体设计步骤如下： （1） 根据原料及产品尺寸选择轧制方式，采用先横轧展宽再纵轧的轧制方式。 双机架轧制时注意两机架的轧制能力平衡，粗轧机架上的累积压下量占总体的7085左右。设粗轧终了轧件

40、厚度为H1，则： 230?H1 ?7085% 230?16 H1=8050mm。 （2） 根据原料、产品和设备条件，在咬入能力允许的条件下，按经验分配各道次压下量（率）。 咬入条件： ?hmax?D(1?cos?max) ?hmax?11101?cos(2022?)?6780mm 注意展宽道次数决定在机前（后）转钢，展宽后考虑切边余量取80150mm。 轧成品阶段道次分配要考虑板形问题，也可考虑最后一道空过以减轻或消除钢板扣头或翘头问题影响钢板顺利进入热矫直机。 初步确定中厚板压下规程如表2-6。 表2-6 中厚板压下规程表 259 （3）制定速度制度，计算轧制时间并确定逐道次轧制温度。 当轧

41、件较短时，尽量采用三角形速度制度以节省纯轧时间；轧件较厚，道次压下量较大时采用低速咬入。粗轧机加/减速度为30/50rpm/s，精轧机加/减速度为50/80 rpm/s。在粗轧上采用三角形速度制度，在精轧机上采用梯形速度制度。 轧制间隙时间粗轧间隙时间按13s选取，轧件在辊道上转钢时间68s，精轧间隙时间46s。 开轧温度取1100。道次温降按公式（2-20）进行计算，轧制温度计算始终以轧件尾部脱离轧辊为准。在计算道次温降时，当计算温降小于5时按5选取；当温降在510按10选取；当温降大于10时按实际温度选取。粗轧后轧件进入精轧温降前温降3050。轧制道次高压水除鳞轧件附加温降2040。 第一

42、道次尾部温降： ZT141.171100?2734 取5温降，第一道次轧制温度为1095。 第二道次尾部温降： ZT141.17?2?1.331100?2734 第二道次头部刚进入辊缝的温降： ZT141.17?21100?2734 ()?12.9?()?0.69?C；取5温降。 为了体现与第一道次轧制温度的差异，第二道次轧制温度为1090。 第三道次尾部温降： ZT141.33?2?1.221095?2734 为了体现与第二道次轧制温度的差异，第三道次轧制温度为1085。 其他道次温降计算依此类推。 中厚板速度制度及温度制度制定结果见表2-7。 表2-7 中厚板轧制速度制度及温度制度 260

43、 （4）计算轧制压力、轧制力矩及总传动力矩。 1）轧制压力的计算公式： P?pbR?h?10?3 式中 P轧制压力，kN； 平均单位压力，/MPa； b轧件宽度,/mm； R轧辊半径, /mm； ?h压下量, /mm。 此次设计钢种为Q235，采用爱克隆德公式用于热轧时计算平均单位压力，其公式为： ? p?(1?m)(K?) 式中 m外摩擦对单位压力影响的系数； K平面变形抗力，/MPa； 粘性系数； ?平均变形速度，/s。 -1 ? 261 其中 m?1.6fR?h?1.2?h H?h f?a(1.05?0.0005t) 对钢轧辊a=1，对铸铁轧辊。 K?9.8(14?0.01t)(1.4?

44、C?Mn) ?0.1(14?0.01t) ?h ?R ?H?h2v0 式中 f摩擦系数； t轧制温度,/ ； C、Mn以%表示的碳、锰含量； v0轧辊线速度，。 近来，有人对爱克隆德公式进行修正： C?取值与轧制速度有关，见表2-8。 表2-8 C?取值与轧制速度关系 K?9.8(14?0.01t)(1.4?C?Mn?0.3Cr) 根据GB700-查得Q235化学成分，其含碳量为0.22%，含锰量为0.65%，本次设计取0.17%C、0.54%Mn。 2）轧制力矩及总传动力矩计算 总传动力矩的计算公式： M?Mz?Mm?Mk?Md i 式中 M总传动力矩，； Mz轧制力矩，； i传动比； Mm

45、摩擦力矩，； Mk空转力矩，； Md动力矩，； 其中 Mz?2P?R?h 式中 ?力臂系数；对于热轧板带时，。 262 其中 MMm1m?i?(1 ?1)Mz 11i 式中 Mm1轧辊轴承的附加摩擦力矩，； Mm1?Pd1f1 d1传动辊辊颈直径，/m； f1轧辊轴承摩擦系数，对于液体摩擦轴承取。 ?1传动机构的效率，即从主电机到轧机的传动效率； 其中 Mk?(0.030.06)MH 式中 MH电动机的额定转矩； n H NH电动机额定功率，/kW； nH电动机额定转速，/rpm。 计算单台电机额定力矩，粗轧机为，精轧机为。M?m2iDi d?i?2?dn 其中 860?dt 2 ii ?mD

46、76.4?dn dt 式中 ?m22 iDi传动机构中总的转动惯量，； i dn dt电动机加、减速度，。 在计算传动机构的动力矩时，第一道次为例，计算如下： 工作辊加速动力矩： M?2mgD2 g 76.4?dn 支撑辊折算的加速动力矩： Mm2 轧件折算的加速动力矩： 263 Md3? ?( 60v2dn )? ?ndt 式中 mj轧件质量； mj?0.23?2.1?3.2?7.8?12t V轧制速度； 则Md3? ?( 60v2dn12 传动机构中动力矩除上述计算部分外，还包括电动机电枢、联接轴、万向接手，齿轮座（如果有）等， 为此总的动力矩在上述三部分之和的基础上放大1020%，即：

47、Md?1.11.2(Md1?Md2?Md3) 3）轧制压力及电机传动总力矩计算见表2-9。 表2-9 中厚板轧制各道次轧制力和传动力矩 （5）校核轧辊等部件的强度和电机过载过热能力（略）。 （6）按前述制订轧制规程的原则和要求进行必要的修正和改进。 最终计算中厚板轧制压下规程表见表2-10。通过计算粗轧第6道次最大修正总力矩，按过载校核（取过载系数）不通过，需要对压下量或对速度制度做适当调整。 表2-10 中厚板轧制压下规程设计示例（Q235， 230×2100××3000×实长） 264 244热连轧带钢轧机轧制规程设定 2.4.1 热连轧带钢轧机轧制规程设定的内容 热连轧带钢轧机轧制规程设定是计算机控制的主要功能之一。其主要任务是根据来料条件（主要是钢坯温度、钢种、带坯厚度及宽度等）和成品要求（主要是厚度和终轧温度）去确定各架轧机的空载辊缝和速度。 热连轧带钢轧机轧制规程设定内容包括