201224050120
河北联合大学轻工学院
课程设计
题目：12mm热轧窄带钢压下规程设计
专业：金属材料工程
班级：12轧钢
学生姓名：赵凯
指导老师：李硕
日期：2015年12月3日
目录
1 任务要求 (3)
1.1 任务要求 (3)
1.2 原料及产品规格 (3)
2 压下规程设计 (3)
2.1 产品规格 (3)
2.2 设计原则 (3)
2.3 粗精轧道次，分配压下量 (4)
2.3.1轧制道次的确定 (4)
2.3.2 粗轧机组压下量分配 (4)
2.3.3 精轧机组的压下量分配 (5)
2.4 咬入能力的校核 (6)
2.5 计算轧制时间 (6)
2.5.1 粗轧速度制度 (6)
2.5.2 精轧速度制度 (7)
2.5.3 各道轧件速度的计算 (8)
2.6 轧制压力的计算 (9)
2.6.1 粗轧温度的确定 (9)
2.6.2 精轧机组温度确定 (10)
2.6.3 粗轧段轧制力计算 (10)
2.6.4 精轧段轧制力计算 (13)
2.7 轧辊强度校核 (14)
2.7.1 支撑辊弯曲强度校核 (15)
2.7.2 工作辊的扭转强度校核 (16)
3 设计总结 (19)
一、设计任务
1、任务要求
（1）、产品宽度1650mm,厚度12mm
（2）、简述压下规程设计原则
（3）、选择轧机型式和粗精轧道次，分配压下量
（4）、校核咬入能力
（5）、计算轧制时间
（6）、计算轧制力
（7）、校核轧辊强度
2、坯料及产品规格
依据任务要求典型产品所用原料：
坯料：板坯厚度：120mm
钢种：Q235
最大宽度：300mm
长度：7m
产品规格：
厚度：12mm
板凸度：6错误!未找到引用源。
坯料单重：2t
二、压下规程设计
1、产品宽度300mm,厚度12mm
2、设计原则
压下规程设计的主要任务就是要确定由一定的板坯轧成所要求的板、带产品的变形制度，亦即要确定所需采用的轧制方法、轧制道次及每道次压下量的大小，在操作上就是要确定各道次辊缝的位置（即辊缝的开度）和转速。因而，还要涉及到各道次的轧制速度、轧制温度及前后张力制度及道次压下量的合理选择，因而广义地来说，压下规程的制定也应当包括这些内容。
通常在板、带生产中制定压下规程的方法和步骤为：
（a ）在咬入条件允许的条件下，按经验配合道次压下量，这包括直接分配
各道次绝对压下量或压下率、确定各道次压下量分配率（△h/∑△h ）及确定各道次能耗负荷分配比等各种方法；
（b ）制定速度制度，计算轧制时间并确定逐道次轧制温度； （c ）计算轧制压力、轧制力矩；
（d ）校验轧辊等部件的强度和电机功率；
（e ）按前述制定轧制规程的原则和要求进行必要的修正和改进。
板带轧制规程设计的原则要求是：充分发挥设备能力，提高产量和质量，并使操作方便，设备安全。 3、粗精轧道次，分配压下量 3.1、轧制道次的确定
有设计要求可知板坯厚度为120mm ；成品厚度为12mm ，则轧制的总延伸率为：
式中 ∑μ 总延伸率 H 坯料原始厚度 h 产品厚度
平均延伸系数取1.36则轧制道次的确定如下
由此得实际的平均延伸系数为：
由上面计算分配轧制道次，和粗精轧平均延伸洗漱如下： I ： 取粗轧5道次，平均道次延伸系数为1.40。
II ：精轧为7道次连轧，各道次平均延伸系数为
按μ分配原则我们将粗、精轧的延伸系数如下：
3.2、粗轧机组压下量分配
根据板坯尺寸、轧机架数、轧制速度以及产品厚度等合理确定粗轧机组总变形量及各道次压下量。其基本原则是：
120
34.28
3.5
H h μ∑===log log34.2812()
log log1.36
p N μμ∑===取整s = 1.34
p μj p μ
(1)、由于在粗轧机组上轧制时，轧件温度高、塑性好，厚度大，故应尽量应用此有利条件采用大压下量轧制。考虑到粗轧机组与精扎机组之间的轧制节奏和负荷上的平衡，粗轧机组变形量一般要占总变形量的60%--80%
(2)、提高粗轧机组轧出的带坯温度。一方面可以提高开轧温度，另一方面增大压下可能减少粗轧道次，同时提高粗轧速度，以缩短延续时间，减少轧件的温降。
(3)、考虑板型尽量按照比例分配凸度，在粗轧阶段，轧制力逐渐较小使凸度绝对值渐少。但是，第一道考虑厚度波动，压下量略小，第二道绝对值压下最大，但压下率不会太高。
本设计粗轧采用四分之三式，轧机配置为四架，粗轧制度为：
第一架轧机为二辊不可逆，轧制一道次；
第二架轧机为四辊可逆，轧制三道次；
第三架轧机为四辊不可逆，轧制一道次（预留一架）。
由此计算粗轧压下量分配数据如下表：
3.3、精轧机组的压下量分配
精轧连轧机组分配各架压下量的原则；一般也是利用高温的有利条件，把压下量尽量集中在前几架，在后几架轧机上为了保证板型、厚度精度及表面质量，压下量逐渐减小。为保证带钢机械性能防止晶粒过度长大，终轧即最后一架压下率不低于10%，此外，压下量分配应尽可能简化精轧机组的调整和使轧制力及轧制功率不超过允许值。
依据以上原则精轧逐架压下量的分配规律是：第一架可以留有余量，即考虑到带坯厚度的可能波动和可能产生咬入困难等，使压下量略小于设备允许的最大压下量，中间几架为了充分利用设备能力，尽可能给以大的压下量轧制；以后各架，随着轧件温度降低、变形抗力增大，应逐渐减小压下量；为控制带钢的板形，厚度精度及性能质量，最后一架的压下量一般在10-15%左右。精轧机组的总压下量一般占板坯全部压下量的10-25%。
本次设计采用7架连轧，结合设备、操作条件直接分配各架压下量如下：
精轧机组压下量分配及各项参数如表(2)所示:
4、咬入能力的校核
热轧钢板时咬入角一般为15～22°，低速咬入可取20°，由公式
其中D 为对应道次轧机工作辊直径。
轧辊的工作辊直径选用400mm ，粗精轧机工作辊相同。 将各道次压下量及轧辊直径代入可得各轧制道次咬入角为：
粗、精轧各道次咬入角的校核
5、计算轧制时间
(1)粗轧速度制度
粗轧为保证咬入，采用升速轧制。根据经验资料，取平均加速度a=40rpm/s ，平均减速度b=60rpm/s 。由于咬入能力很富裕故可采用稳定高速咬入，考虑到粗轧生产能力与精轧生产能力得匹配问题，确定粗轧速度如下：咬入速度为n 1=50rpm ，抛出速度为n 2=20rpm 。
粗轧各道次的轧制转速均可设置为n 1=50rpm ，则粗轧的稳定轧制速度为：
道 次 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 延伸系数分配
1.32
1.35 1.32 1.30 1.28 1.27 1.26 出口厚度（mm ） 16.58 1
2.29 9.31 7.16 5.60 4.41 120 压 下 量（mm ） 5.82 4.29 2.98 2.15 1.56 1.19 0.91 压 下 率（%） 26.0 25.9
24.2
23.1
21.8
21.3
20.6
轧件长度(m)
50.66 68.35 90.23 117.32 150.00 190.48 240.00
道 次:
R1
R2 R3
R4
R5
F1
F2
F3
F4
F5
F6
F7
轧辊直径（mm ） 400 400
400 400 400 400 400 400 400 400 400 400
压下量（mm ） 34.3 25.3 18.7 11.5 7.8 5.82 4.29 2.98 2.15 1.56 1.19 0.91
咬入角(°)
212
22.5 19.3 15.2 12.4 10.5 9.2 7.5 6.4 5.4 4.6 4.2
arccos(1)
h
D
α?=-
因此，对于各架粗轧机减速用时：s b n n t 5.060
50
20122=--=-= 稳定轧制时间：
间隙时间：s D
n l
t j 5.3601==
π t=0.5*5+9.33+13.34+19.18+26.50+35.71+12=110.06s
(2)精轧速度制度确定
确定精轧速度制度包括：确定末架的穿带速度和最大轧制速度；计算各架速度及调速范围；选择加减速度等。
精轧末架的轧制速度决定着轧机的产量和技术水平。确定末架轧制速度时，应考虑轧件头尾温差及钢种等，一般薄带钢为保证终轧温度而用高的轧制速度；轧制宽度大及钢质硬的带钢时，应采用低的轧制速度。本设计典型产品12mm ，终轧速度设定为12m/s 。
末架穿带速度在8m/s 左右，带钢厚度小，其穿带速度可高些。穿带速度的设定可有以下三种方式：
I 、当选用表格时，按标准表格进行设定；
II 、采用数字开关方式时，操作者用设定穿带速度的数字开关进行设
定，此时按键值即为穿带速度；
III 、其它各架轧制速度的确定：当精轧机末架轧制速度确定后，根
据秒流量相等的原则，各架由出口速度确定轧件入口速度。根据各架轧机出口速度和前滑值求出各架轧辊线速度和转速。 （3）各道轧件速度的计算：
12345 3.14500.4
1.05/6060
nD v v v v v m s
π??=======()Ri i wRi i
l l t v -=
已预设末架出口速度为12 m/s 由经验向前依次减小以保持微张力轧制依据秒流量相等原则即
其中i v 为各机架出口速度；
i h 为各机架出口厚度。
根据以上公式可依次计算得：
各道次精轧速度的确定
道次
F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 入口速度（m/s ） 1.9 2.5 3.4 4.5 5.9 7.5 9.5 出口速度(m/s) 2.5
3.4
4.5
5.9
7.5
9.5
12.0
精轧阶段加速前纯轧时间：s v DN s t j s 3.137
=+=
π
式中 j s ——精轧机组末架至卷曲机间距，取100m D ——卷取机卷筒直径 N ——参数，取5
7v ——第七架穿带速度，取8s m /
精轧机组间机架间距为6米，各道次纯轧时间为t X =300×12/12/12=85.7s
间隙时间分别为t j1=6/2.5=2.4s ；t j2=6/3.4=1.76s ；t j3=6/4.5=1.5s ；
tj4=6/5.9=102s ；t j5=6/7.5=0.8s ； t j6=6/9.5=0.63s; t j7=6/12=0.5s 则精轧总延续时间s t t t t j x s 61.07161.87.8513.3=++=++=∑。
r i i c v H vh v h
==
6、轧制压力的计算
（1）粗轧温度确定
为了确定各道次轧制温度，必须求出逐道次的温度降。高温轧制时轧件温度降可以按辐射散热计算，计算原则为：对流和传导所散失的热量可大致与变形功所转化的热量相抵消。由于辐射散热所引起的温度降在热轧板带时可按下式计算：
41)1000
(9
.12T h Z t =? 有时为简化计算,也可采用以下经验公式
1
116400h Z t t ?-=?
其中 1t 、1h ——分别为前一道轧制温度（℃）与轧轧出厚度，mm ；
Z ——辐射时间即该道次轧制延续时间t j Z=t j ；
T 1——前一道的绝对温度 ，K ； h ——前一道的轧出厚度。
表6 粗轧各道次的温降
道次 R1 R2 R3 R4 R5 温降(℃)
4
8
16
32
59
由于轧件头部和尾部温度降不同，为设备安全着想，确定各道次温度降时以尾部为准。根据现场生产经验数据，确定开轧温度为1200℃，带入公式依次得各道次轧制温度：
粗轧各道次的温度
道次 R1 R2 R3 R4 R5 T(℃) 1196
1188
1172
1140
1081
（2）精轧机组温度确定
粗轧完得中间板坯经过一段中间辊道进入热卷取箱，再经过飞剪、除鳞机后，再进入精轧第一架时温度降为1050℃。由于精轧机组温度降可按下式计算：)(100--=i i h h C t t n
n n h h h
t t C --=00)( (5)
式中 0t 、0h ——精轧前轧件的温度与厚度
n t 、n h ——精轧后轧件的温度与厚度［3］代入数据可得精轧机组
轧制温度：
根据生产现场经验可以预定终轧温度为800℃，即t n=800℃，计算得： C=46,
表8 精轧各道次轧制温度(℃) 道次
F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 温度℃ 1002
988
966
941
906
866
816
上述计算应当在现场同类车间进行实测验证，本设计为课程设计，没有现场数据验证，待毕业实习到现场实测温度。
(3)粗轧段轧制力计算
粗轧段轧制力公式：
p Bl P =
①求各道次的变形抗力：变形抗力由各道次的变形速度、变形程度，变形温度共同决定。
变形速度按下式计算：
)/(/2h H R h v +?=ε
式中 R 、v ——轧辊半径及线速度。
根据变形程度、温度、变形速率数据，查Q235高温抗力曲线图，得到Q235变形抗力列入表9。
表9 各道次轧件的变形抗力
道 次 R1 R2 R3 R4 R5 线速度 V(m ／s) 1.05
1.05
1.05
1.05
1.05
温 度 (℃) 1196
1188
1172
1140
1081
压下率ε(％) 28.6
29.5
31
27.6
25.8
入口厚度(mm) 120
85.7
60.4
41.7
30.2
出口厚度 (mm) 85.7
60.4
41.7
30.2
22.4
变形速度（s-1）
4.23
5.11
6.29
7.00
7.88
屈服强度σs(MPa) 69.3 74.25 80.00 84.35 94.40
②计算各道的平均单位压力：根据克林特里公式计算应力状态影响系数
η＝0.785+0.25l /h
其中h 为变形区轧件平均厚度，l 为变形区长度，单位压力大时（300MPa ）应考虑轧辊弹性压扁的影响，因为粗轧时变形抗力不会超过这一值，故可不计算压扁影响，此时变形区长度h R l ?=。则平均单位压力为：
各道计算p 列入表11。再将轧件宽度、变形区长和平均单位压力数据代入公式(6)，可得各道次轧制力(见表11)。
1.15 1.15(0.7850.25)
s s l
p h
σησ-==+
表11 粗轧各道的轧制力
（4）精轧段轧制力计算
目前普遍公认的最适合于热轧带钢轧制力模型的SIMIS 理论公式：
T p LcKK BQ P =
式中：P ——轧制力N ； B ——轧件宽度mm ；
Qp ——考虑接触弧上摩擦力造成应力状态的影响系数；
L c ——考虑压扁后的轧辊与轧件接触弧的水平投影长度mm ； K ——决定金属材料化学成分以及变形的物理条件－变形温度、
变形速度及变形程度的金属变形阻力K=1.15s σ；
K T ——前后张力对轧制力的影响系数； 由以上公式可知平均单位压力：T p KK Q p =
① 计算p Q 时用西姆斯公式的简化公式克林特里公式
其中 2
h
H Hm +=
② K 可以按照粗轧时的计算方法计算，数据如前表 ③K T 按下式计算K
a a K f
b T ττ)1(1-+-
=
因为前张力对轧制力的影响较后张力小，所以a>0.5，本设计中取a=0.7，前后张力均取3MPa 。
④接触弧投影长度计算：
m
c p H L Q 27
.075.0+=
一般以为接触弧长度水平投影长度为R h Lc ??=
表12 精轧各道的轧制力
道 次: F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 轧制力(KN) 3312
3250
3114
3005
2873
2801
2723
7、轧辊强度校核
轧辊的破坏决定于各种应力（其中包括弯曲应力、扭转应力、接触应力，由于温度分布不均或交替变化引起的温度应力以及轧辊制造过程中形成的残余应力等）的综合影响。具体来说，轧辊的破坏可能由以下三方面的原因造成：
（1） 轧辊的形状设计不合理或设计强度不够.例如,在额定负荷下轧辊因强度不够而撕裂后因接触疲劳超过许用值,是辊面疲劳剥落等;
（2） 轧辊的材质、热处理或加工工艺不合要求。例如，轧辊的耐热裂性、耐粘附性及耐磨性差，材料中夹杂物或残余应力过大等：
（3） 轧辊在生产过程中使用不合理。热轧轧辊在冷却不足或冷却不均匀时，会因热疲劳造成辊面热裂；在冬季新换上的冷辊突然进行高负荷热轧，热轧的轧辊骤然冷却，往往会因温度应力过大，导致轧辊表层剥落甚至断辊；压下量过大或因工艺过程安排不合理造成过负荷轧制也会造成轧辊破坏等；
设计轧辊时，通常是按工艺给定的轧制负荷和轧辊参数进行强度校核。由于对影响轧辊强度的各种因素（如温度应力、参与应力、冲击载荷值等）很难准确计算，为此，设计时对轧辊的弯曲和扭转一般不进行疲劳校核，而是将这些因素的影响纳入轧辊的安全系数中（为了保护轧机其他重要部件，轧辊的安全系数是轧件各部件中最小的）。
为防止四辊板带轧机轧辊辊面剥落，对工作辊和支撑辊之间的接触应力应该做疲劳校验。
四辊轧机的支撑辊直径D 2与工作辊径D 1之比一般在1.5～2.9范围之内。显然，支撑辊的抗弯端面系数较工作辊大的多，即支撑辊有很大的刚性。因此，轧制时的弯曲力矩绝大部分有支撑辊承担。在计算支撑辊时，通常按承受全部轧制力的情况考虑。由于四辊轧机一般是工作辊传动，因此，对支撑辊只需计算辊身中部和辊径端面的弯曲应力。
7.1. 支撑辊弯曲强度校核
支撑辊的弯曲力矩和弯曲应力分布见下图7。
图7四辊轧机支撑辊计算图
在轧辊的1-1断面和2-2断面上的弯曲应力均应满足强度条件，即
b R d P
c ≤=--)2.0/(311111σ
b R d P
c ≤=--)2.0/(3
22222σ
式中
P ——总轧制压力；
d 1-1、d 2-2——1-1和2-2断面的直径；
c 1、c 2——1-1和2-2断面至支反力P/2处的距离；
R b ——许用弯曲应力。
支撑辊辊身中部3-3断面处弯矩是最大的。若认为轴承反力距离L 等于两个压下螺丝的中心距L 0，而且把工作辊对支撑辊的压力简化成均布载荷（这时计算误差不超过9～13%），可得3-3断面的弯矩表达式
)8
4(
0L
L P M W -=
辊身中部3-3断面的弯曲应力为
b R D L L P ≤-=
-3
2
0334.0)
2/(σ
式中的D 2应以重车后的最小直径代入。
因粗轧机是可逆轧制，精轧机组性能相同故只需校核其中受力最大的一道即可，因在粗轧机上轧制时第一道的轧制力最大，精轧机上第一架轧制力最大，故其支撑辊受力最大，所以我们计算轧机支撑辊时只计算粗轧第一架和精轧第一架的弯曲应力。
又因辊颈直径d 和长度一般近似地选： d = (0.5～0.55) D 、L/d = 0.83～1.0， 计算时以精轧机为例：
本设计取d = 0.7D 、d l / = 1.0所以辊颈直径d =420mm ，l ＝420mm ， c 1、c 2，r 的取值[查〈〈轧钢机械〉〉（修订版）北京科技大学邹家祥主编P88]。
取r/D = 0.12,r ＝72mm ，c 1 =138mm ，错误!未找到引用源。
=210mm,mm d 42011=-,mm d 60022=-上面D 2重车后（支承辊6%）的最小直径为：D 2=564mm,P =3312kN
把前面的数据代入上式计算：
MPa d Pc 31)4202.0/(138********)2.0/(3311111=???==--σ
MPa d Pc 16)6002.0/(21010003312)2.0/(3322222=???==--σ
MPa D L L P 205644.0)
6001020(100033124.0)2/(3
3
2033=?-?=-=
-σ 本设计支撑辊为合金锻钢R b =140～150 MP a ，可见支撑辊的弯曲应力小于该许用应力，故满足要求。
粗轧第一架用以上的方法计算得11-σ、22-σ、33-σ数值同样满足弯曲应力要求。
7.2工作辊的扭转强度校核：
1）轧制力矩
轧制力矩按下式计算h R P M z ?=12ψ式中 ψ — 合力作用点位置系数（或力臂系数），板一般ψ取为0.4～0.5，
粗轧第一架轧机的轧制力矩
218920.4520034.30.14z M MNm =???=
精轧第一架轧机的轧制力矩
233120.45200 5.820.1z M MNm =???=
2）、附加摩擦力矩
传动工作辊所需要的静力矩，除轧制力矩外，还有附加摩擦力矩
m M ，它由以下两部分组成，即
21m m m M M M +=，
其中1m M 在四辊轧机可近似地由下式计算：
???
? ??=z g
z m D
D Pfd M 1 式中 f ——支撑辊轴承的摩擦系数，取f ＝ 0.005；
z d ——支撑辊辊颈直径，对于粗轧机：z d ＝420mm ； 对于精轧
机：z d ＝280mm 。
g D 、z D —— 工作辊及支撑辊直径，对于粗轧机：g D ＝400mm ，
z D =600mm ；对于精轧机：g D ＝400mm ，z D = 600mm
代入后）可求的：粗轧机：1m M ＝1.4P =0.026MNm 精轧机：1m M ＝0.94P =0.031MNm ,
2m M 可由下式计算： ))(11
(12m z m M M M +-=η
式中 η—— 传动效率系数，本轧机无减速机及齿轮座，但接轴倾角
3≥α，故可取η＝0.94，故得
第一架粗轧机
()0.011MNm =0.026)+(0.14*0.064=064.012m z m M M M +=
第一架精轧机
()0.008MNm
=0.031)+(0.1*0.064=064.012m z m M M M +=
3）轧机的空转力矩
轧机的空转力矩（k M ）粗轧机:
/0.60.080.019K Z M M MNm =?=
精轧机:
/0.60.080.013K Z M M MNm =?=
因此电机轴上的总传动力矩为： k m z M M M M ++=
由于有支撑辊承受弯曲力矩，故工作辊可只考虑扭转力矩，即仅计算传动端的扭转应力。扭转应力为 k
k
W M =
τ 式中 k M ——作用在一个工作辊上的最大传动力矩；
k W ——工作辊传动端的扭转断面系数。
驱动一个工作辊的传动力矩1K M 有轧制力矩1M 、工作辊带动支撑辊
的力矩s M 和工作辊轴承的摩擦力矩1f M 组成，即
111f s K M M M M ++=
上式各参数的计算公式为；
反力P s 对工作辊的力臂：S=mcos γ+R 1sin γ 此校核亦按轧制力矩最大得一架计算，精轧粗轧各一道次。将各参数代入公式得：粗轧第一道M K1=5.11MNm,精轧第一道次M K1＝2.06MNm
工作辊传动端的扭转断面系数为： W k =πD 3/16 则扭转应力τ=M k /W k
表19工作辊的扭转应力
参数
R1
F1
MK
1
(MNm) 0.17 0.121 Wk（错误!未找到引用
源。）
0.0125 0.0125
T（Mpa）13.60 9.68
本设计工作辊为合金铸铁σ
b =350～400 MP
a
，而许可扭应力约为
[τ]=0.36σ
b 即[τ]=126-144 MP
a
可见工作辊的弯曲应力远远小于该许用
应力，故能满足生产要求。
三、设计总结
本设计是结合了薄板坯的生产工艺，在此基础上完成了纯理论的计算和生产线的设置，其数据的准确性和工艺的适当性值得验证。
参考文献：
[1]《金属塑形加工学》王廷敷齐克敏主编冶金工业出版社2010年8月
[2]《轧钢机械》邹家祥主编（第三版）冶金工业出版社2009年8月
[3]《轧钢车间设计》袁康冶金工业出版社1986年
[4]《轧钢》期刊2009年12月版
1450四辊热带钢粗轧机组压下规程设计及四辊组轧机座辊系设计 一、设计技术参数： 1、原料：180—200mm ×1300mm ；产品：30—50×1260mm 2、材质：Q235、Q195、08F 、20 3、工作辊采用四列圆锥滚子轴承，支承辊采用滚动轴承 4、出炉温度1100℃—1150℃，精轧机组开轧温度930℃—950℃ 二、设计要求 1、制定轧制规程：设计轧制道次压下量，压下率，轧制力，轧制力矩 2、确定四辊轧机辊系尺寸 3、绘制辊系装配图和轧机零件图 三、工作量 1、完成CAD 设计图2张 2、完成设计计算说明书 3、查阅文献5篇以上 四、工作计划 11.14——11.15 准备参考资料 11.15——11.25 计算，画草图 11.28 中期检查 11.28——12.07 画电子图，写说明书 12.08——12.09考核答辩 一、1450四辊热带钢粗轧机组的L/D1、L/D2及D2/D1初定 由《轧钢机械》（第三版）诌家祥主编教材表3—3可知： L=1450mm ，其中L/D1=1.5—3.5（常用比值为1.7—2.8）取L/D1=2.0 ∴D1=L/2.0=1450/2.0=725mm L/D2=1.0—1.8(常用比值为1.3—1.5)取L/D2=1.4 ∴D2=L/1.4=1450/1.4=1035.7mm,取D2=1040mm. 二、1450四辊热带钢粗轧机组压下规程设计 从设计技术参数中提供的数据可以看出，Q235、Q195和08F 属于普通碳素钢，查《金属塑性变形抗力》教材可知，Q235的变形抗力最大。而20号钢为优质碳素结构钢，其变形抗力也比较大，故在制定压下规程的时候制定了两个，来综合考虑。限假定轧制原料为180mm ×1300mm ，产品为50×1300mm 。 轧制道次 n = λ log log log 1 F F o - =35 .1log 130050log 1300200log ）（）（?-? =5.20 取n=5 1、粗轧机组压下规程满足的要求： ⑴为保证精轧坯要求的温度，尽可能的减少粗轧的轧制道次和提高粗轧机组的轧制速度 ⑵为简化精轧机组的调整，粗轧机组提供的精轧坯厚度范围尽可能小，一般精轧坯厚度为20—65mm
200706040210 大学冶金与能源学院课程设计题目：热轧窄带钢压下规程设计专班业：材料成型与控制工程成型（）级：07 成型（2）学生姓名：学生姓名：XX 指导老师：指导老师：XXX 日期：2011 年3 月10 日热轧窄带钢压下规程设计一、设计任务1、任务要求（1）、产品宽度300mm,厚度3.5mm （2）、简述压下规程设计原则（3）、选择轧机型式和粗精轧道次，分配压下量（4）、校核咬入能力（5）、计算轧制时间（6）、计算轧制力（7）、校核轧辊强度2、坯料及产品规格依据任务要求典型产品所用原料：坯料：板坯厚度：120mm 钢种：Q235 最大宽度：300mm 长产品规格：厚度：3.5mm 度：7m 板凸度：6 坯料单重：2t 二、压下规程设计1、产品宽度300mm,厚度 3.5mm 2、设计原则压下规程设计的主要任务就是要确定由一定的板坯轧成所要求的板、带产品的变形制度，亦即要确定所需采用的轧制方法、轧制道次及每道次压下量的大小，在操作上就是要确定各道次辊缝的位置（即辊缝的开度）和转速。因而，还要涉及到各道次的轧制速度、轧制温度及前后张力制度及道次压下量的合理选择，因而广义地来说，压下规程的制定也应当包括这些内容。通常在板、带生产中制定压下规程的方法和步骤为：（a）在咬入条件允许的条件下，按经验配合道次压下量，这包括直接分配各道次绝对压下量或压下率、确定各道次压下量分配率（△h/∑△h）及确定各道次能耗负荷分配比等各种方法； 2
热轧窄带钢压下规程设计（b）制定速度制度，计算轧制时间并确定逐道次轧制温度；（c）计算轧制压力、轧制力矩；（d）校验轧辊等部件的强度和电机功率；（e）按前述制定轧制规程的原则和要求进行必要的修正和改进。板带轧制规程设计的原则要求是：充分发挥设备能力，提高产量和质量，并使操作方便，设备安全。3、粗精轧道次，分配压下量粗精轧道次，3.1、轧制道次的确定有设计要求可知板坯厚度为120mm；成品厚度为 3.5mm，则轧制的总延伸率为：?∑ = 式中H 120 = = 34.28 h 3.5 ? ∑ 总延伸率H 坯料原始厚度h 产品厚度平均延伸系数取 1.36 则轧制道次的确定如下N= log ? ∑ log 34.28 = = 12(取整) log ? p log1.36 ? ps由此得实际的平均延伸系数为：= 12 ? ∑ =1 .3 4 ? ∑ 7 34.28 = =1.3 1.45 ?cp 5 由上面计算分配轧制道次，和粗精轧平均延伸洗漱如下：I ：取粗轧 5 道次，平均道次延伸系数为 1.40。II ：精轧为7 道次连轧，各道次平均延伸系数为按? 分配原则我们将粗、精轧的延伸系数如下：道次延伸系数粗轧? jp = 7 精轧 1.4 1.42 1.45 1.38 1.35 1.32 1.35 1.32 1.30 1.28 1.27 1.26 3.2、粗轧机组压下量分配根据板坯尺寸、轧机架数、轧制速度以及产品厚度等合理确定粗轧机组总变形量及各道次压下量。其基本原则是： 3 热轧窄带钢压下规程设计 (1)、由于在粗轧机组上轧制时，轧件温度高、塑性好，厚度大，故应尽量应用此有利条件采用大压下量轧制。考虑到粗轧机组与精扎机组之间的轧制节奏和负荷上的平衡，粗轧机组变形量一般要占总变形量的60%--80% (2)、提高粗轧机组轧出的带坯温度。一方面可以提高开轧温度，另一方面增大压下可能减少粗轧道次，同时提高粗轧速度，以缩短延续时间，减少轧件的温降。(3)、考虑板型尽量按照比例分配凸度，在粗轧阶段，轧制力逐渐较小使凸度绝对值渐少。但是，第一道考虑厚度波动，压下量略小，第二道绝对值压下最大，但压下率不会太高。本设计粗轧采用四分之三式，轧机配置为四架，粗轧制度为：第一架轧机为二辊不可逆，轧制一道次；第二架轧机为四辊可逆，轧制三道次；第三架轧机为四辊不可逆，轧制一道次（预留一架）。由此计算粗轧压下量分配数据如下表：道次延伸系数分配出口厚度（mm）压下量（mm）34.3 25.3 18.7 11.5 7.8 压下率（%）28.6 29.5 31.0 27.6 25.8 轧件长度（mm）9800 13900 20144 27815 37500 R1 R2 R3 R4 R5 1.40 1.42 1.45 1.38 1.35 85.7 60.4 41.7 30.2 22.4 3.3、精轧机组的压下量分配精轧连轧机组分配各架压下量的原则；一般也是利用高温的有利条件，把压下量尽量集中在前几架，在后几架轧机上为了保证板型、厚度精度及表面质量，压下量逐渐减小。为保证带钢机械性能防止晶粒过度长大，终轧即最后一架压下率不低于10%，此外，压下量分配应尽可能简化精轧机组的调整和使轧制力及轧制功率不超过允许值。依据以上原则精轧逐架压下量的分配规律是：第一架可以留有余量，即考虑到带坯厚度的可能波动和可能产生咬入困难等，使压下量略小于设备允许的最大压下量，中间几架为了充分利用设备能力，尽可能给以大的压下量轧制；以后各架，随着轧件温度降低、变形抗力增大，应逐渐减小压下量；为控制带钢的板形，厚度精度及性能质量，最后一架的压下量一般在10-15%左右。精轧机组的总压下量一般占板坯全部压下量的10-25%。4
太原科技大学 课程设计 题目：100万吨热连轧工艺设计 院系：材料科学与工程学院 专业：机械设计及其自动化 班级：机自0911班 学生姓名：张骁康 学号：200812030534 指导老师：杨霞 日期：2013年1月4日
目录 一.题目及要求 二.工艺流程图 三.主要设备的选择 3.1立辊选择 3.2轧机布置 3.3粗轧机的选择 3.4精轧机的选择 3.5工作辊窜辊系统 四．压下规程设计与辊型设计 4.1压下归程设计 4.2道次选择确定 4.3粗轧机组压下量分配 4.4精轧机组压下量分配 4.5校核咬入能力 4.6确定速度制度 4.7轧制温度的确定 4.8轧制压力的计算 4.9传动力矩 五．轧辊强度校核 5.1支撑辊弯曲强度校核 5.2工作辊的扭转强度校核 2
六．参考文献 3
一题目及要求 1.1计题目 已知原料规格为1.5~19.6×1250~1850mm，钢种为Q345A，产品规格为19.6×1250mm。 1.2的产品技术要求 （1）碳素结构钢热轧板带产品标准（GB912-89)，尺寸、外形、重量及允许偏差应符合GB-709-88标准 钢板长度允许偏差 切边钢板宽度允许误差 2)表面质量：表面要缺陷少，需要平整，光洁度要好。 1
二工艺流程图 坯料→加热→除鳞→定宽→粗轧→(热卷取→开卷)→精轧→冷却→剪切→卷取 三主要设备的选择 轧钢机是完成金属轧制变形的主要设备，因此，轧钢机能力选取的是否合理对车间生产产量、品种和规格具有非常重要的影响。 选择轧钢设备原则： （1）有良好的综合技术经济指标； （2）轧机结构型式先进合理，制造容易，操作简单，维修方便； （3）有利于实现机械化，自动化，有利于工人劳动条件的改善； （4）备品备件要换容易，并有利于实现备品备件的标准化； （5）在满足产品方案的前提下，使轧机组成合理，布置紧凑； （6）保证获得质量良好的产品，并考虑到生产新品种的可能； 热带轧机选择的主要依据是：车间生产的钢材品种和规格。轧钢机选择的主要内容是：选取轧机的架数、能力、结构以及布置方式。最终确定轧钢机的结构形式及其主要技术参数。 3.1立辊选择 立压可以齐边（生产无切边带材）、调节板坯宽度并提高除磷效果。立压轧机包括：大立辊、小立辊及摆式压力机三种，各自特点如下： 大立辊：占地较多，设备安装在地下，造价高，维护不方便。而其能力较强，用来调节坯料宽度。 小立辊：能力较小，多用于边部齐边。 摆式侧压：操作过程接近于锻造，用于控制头尾形状，局部变形，提高成材率效果较好。缺点是设备地面设备占用场地较多，造价较高。 本设计采用连铸坯调宽，生产不同宽度带卷，选择小立辊齐边。 3.2 轧机布置 现代热带车间分粗轧和精轧两部分，精轧机组大都是6~7架连轧，但其粗轧机数量和布置却不相同。热带连轧机主要区分为全连续式，3/4连续式和1/2连续式，以及双可逆粗轧等。（1）全连续式： 全连续式轧机的粗轧机由5~6个机架组成，每架轧制一道，全部为不可逆式。这种轧制机产量可达500~600万吨/年，产品种类多，表面质量好。粗轧全连轧布置见图1a。但设备多，投资大，轧制流程线或厂房长度增大。而且由于粗轧时坯料短，轧机效率低，连轧操作难度大，效果并不很好，所以一般不采用粗轧连轧设计。 2
第二章习题 一、填空 1.中厚板轧机有、、和万能式等四种型式。 二辊可逆式三辊劳特式四辊可逆式 2.中厚板轧机一般采用来命名。 工作辊的辊身长度 3.四辊可逆式轧机由一对小直径和一对大直径组成。 工作辊支承辊 4.万能式轧机是在在四辊(或二辊)可逆轧机的一侧或两侧带有的轧机。 立辊 5.中厚板轧机的布置型式有、、三种形式。 单机座、双机座、半连续式或连续式、 6.中厚板轧机常采用的布置形式是。 双机座 7.双机座布置是把粗轧和两个阶段的任务分到两个机座上完成。 精轧 8.中厚板加热炉的型式主要有、、三种。连续式加热炉室状式加热炉均热炉 9.用于板坯加热的连续式加热炉主要是和两种型式。 推钢式步进式 10.三段式加热炉，三段指的是预热段、加热段和__________。 均热段 11.中厚板的轧制分为、、三个阶段。 除鳞粗轧精轧 12.中厚板精轧阶段的主要任务是控制。 质量 13.中厚板的展宽方法有、、和角轧－纵轧法四种。 全纵轧法、全横轧法、横轧-纵轧法、 14.平面形状控制是指钢板的控制。
矩形化 15.厚板的轧制分为、和三个阶段。 整形轧制展宽轧制精轧 16.展宽比是指展宽轧制后的与之比。 板宽轧前板宽 17.轧制比是指伸长轧制后的与之比。 钢板长度轧前板坯长度 18.中厚板的冷却方式有和两种。 自然冷却、控制冷却（工艺冷却） 19.中厚板矫直机一般为式矫直机。 辊 20.中厚板划线的目的是。 将毛边钢板剪切或切割成合格的最大矩形。 21.划线的方法有、和等多种方法。 人工划线小车划线光标投射 22.中厚板剪切机的任务是、切尾、、剖分、及取样。 切头切边定尺剪切 23.中厚板生产中常用的热处理作业有常化、淬火、、四种。 回火退火 24.中厚板生产中常用的热处理作业有、、回火、退火四种。 常化淬火 25.速度制度是指变化的曲线图。 轧辊转速随时间 26.可逆式轧机有和两种速度制度。 梯形、三角形 27.当轧件较长时一般采用速度制度。 梯形 28.当轧件较短时一般采用速度制度。 三角形 29.轧件在每道中的轧制时间由、、匀速轧制时间、组成。
前言 板钢轧制制度的确定要求充分发挥设备潜力、提高产量、保证制度，并且操作方便、设备安全。合理的轧制规程设计必须满足下列原则和要求：在设备允许的条件下尽量提高产量，充分发挥设备潜力提高产量的途径不外是提高压下量、减少轧制道次、确定合理速度规程、缩短轧制周期、提高作业率、合理选择原料增加坯重等。在保证操作稳定的条件下提高质量，为保证钢板操作的稳定，要求工作辊缝成凸型，而且凸型值愈大操作愈稳定。 压下规程是钢板轧制制度中最基本的核心内容，它直接关系着轧机的产量和产品的质量。轧制制度中得其他内容如温度制度、速度制度都是以压下制度为核心展开的。反过来，温度制度、速度制度也影响到压下速度。
目录 1·制定生产工艺和工艺制度………………………………………………………… 1·1制定生产工艺流程…………………………………………………………… 1·2制定生产工艺制度……………………………………………………………2·压下规程制定…………………………………………………………………… 2·1坯料的选择……………………………………………………………………… 2·2确定轧制方法…………………………………………………………………… 2·3轧制道次的确定，分配各道次压下量………………………………………… 2·4咬入能力的校核…………………………………………………………………3·速度制度确定…………………………………………………………………………4·温度制度确定…………………………………………………………………………5·压下规程表的制定……………………………………………………………………6·各道次变形程度和变形速率的制定………………………………………………… 6.1 变形程度的确定………………………………………………………………… 6.2 变形速率的确定…………………………………………………………………7·轧制压力的制定………………………………………………………………………… 7.1 变形抗力的确定………………………………………………………………… 7.2 平面变形抗力的确定…………………………………………………………… 7.3 计算平均压力p………………………………………………………………… 7.4 轧制压力的确定…………………………………………………………………8·电机输出力矩的制定………………………………………………………… 8.1 传动力矩的计算……………………………………………………… 8.2 附加摩擦力矩的确定………………………………………………… 8.3 空转力矩的计算……………………………………………………… 8.4 动力矩的计算………………………………………………………… 8.5 电机输出力矩的计算………………………………………………… 8.6 电机额定力矩的计算…………………………………………………9·电机的校核………………………………………………………………… 9.1 主电机能力的限制…………………………………………………
窄带钢边部局部增厚缺陷的研究 摘要：根据唐山港陆钢铁有限公司轧钢厂低碳q195窄带钢热轧成品出现边部局部增厚的缺陷，基于生产实践安排了粗轧开坯孔型改良、轧辊冷却水优化等跟踪试验，对影响轧辊磨损造成钢带边部局部增厚缺陷的问题进行了研究。在此基础上，系统分析了轧辊不均匀磨损的原因，制定了优化轧辊使用的工艺改进措施，有效地提升了低碳q195窄带钢的产品质量。 关键词：钢带边部局部增厚,轧辊不均匀磨损 abstract: according to the tangshan port lug steel co., ltd. of low carbon steel q195 narrow hot rolling steel strip finished product of edge in local thickening of the defect, based on the production practice arrangement for coarse groove improvement, roll over country. three cooling water optimization tracking tests have the impact of roll wear cause steel belt side local thickening of the defects. on this basis, the system analysis of roll wear causes of uneven, formulated the optimization of process improvement measures roll used, effectively improve the low carbon q195 narrow strip steel products quality. key words: steel belt side local thickening, roll wear uniform 中图分类号： f416.31文献标识码：a文章编号：
2030五机架冷连轧机压下规程及机 架设计项目报告 学院：机械工程学院 班级： 组员： 指导教师：谢红飙张立刚
燕山大学专业综合训练（论文）任务书 院（系）：机械工程学院基层教学单位：冶金系
目录 一、前言 (4) 二、原料及成品尺寸 (4) 三、轧辊尺寸的预设定 (4) 四、压下规程制定 (5) 4.1、压下规程制定的原则及要求 (5) 4.2、压下规程预设定 (5) 五、轧制力能参数计算 (7) 5.1确定变形抗力 (7) 5.2确定前后张力 (8) 5.3单位平均压力及轧制力的计算 (9) 5.4轧制力矩的计算 (11) 六、机架参数的设计 (13) 6.1窗口宽度的计算 (13) 6.2机架窗口高度H (13) 6.3机架立柱的断面尺寸 (13) 七、机架强度和刚度的校核 (15) 八、心得体会 (17) 参考文献 (19)
一、 前言 冷轧方法生产带钢相对于热轧方法有许多优点，例如：带钢的板厚和板形精度高，表面质量好，力学性能好等，冷轧带钢比热轧带钢的用途更为广泛。冷轧带钢生产的带钢的厚度范围为0.01～3.5mm ，最薄可达到0.001mm 。带钢生产的轧机机型主要有两种：连续式带钢冷轧机和可逆式带钢冷轧机。本设计题目为2030五机架冷连轧机，主要针对不同的材质及不同的原料厚度和不同的成品厚度制定相应的压下规程及进行机架的参数的设计计算及校核。 二、 原料及成品尺寸 Q235 来料尺寸1.5mm ×1850mm 成品尺寸0.5mm ×1850mm Q195 来料尺寸1.0mm ×1850mm 成品尺寸0.3mm ×1850mm 20Cr 来料尺寸1.2mm ×1850mm 成品尺寸0.4mm ×1850mm 三、轧辊尺寸的设定 设计课题为“2030五机架冷连轧机组压下规程设计及F1机座机架设计与分析”，则工作辊的辊身长度 L=2030mm ，辊身长度确定后即可根据经验比例值法确定轧辊直径，精轧机座设计时 1L / 2.1~4.0, D = 2L /1.0~1.8, D = 12/1.8~2.2, D D = 其中L 为辊身长度， 1 D 为工作辊直径， 2 D 为支承辊直径。
辽宁科技大学 课程设计说明书 设计题目：热轧板带钢轧制规程设计 Q235,2.0×1200mm 学院、系：材冶学院材料科学与工程（材料加工工程）专业班级：材加 学生姓名： 指导教师： 成绩： 2015年 1 月 6 日
目录 摘要 (1) 1、文献综述 (2) 1.1热轧板带钢产品概述 (2) 1.1.1热轧板带钢的种类及用途 (2) 1.1.2板带材的工艺特点及质量要求 (3) 1.2热轧板带钢工艺及设备发展 (3) 1.2.1国外热轧带钢发展 (3) 1.2.2国内热轧带钢生产 (4) 1.3热轧带钢生产设备与新技术 (5) 1.3.1热轧带钢新一代TMCP技术 (5) 1.3.2无酸除鳞技术 (5) 1.3.3热轧带钢无头轧制技术 (6) 1.4热轧板带钢发展趋势 (6) 2、主要设备 (7) 3、轧制工艺及轧制制度的确定 (8) 3.1生产工艺流程 (8) 图3.1 工艺流程图 (8) 3.2压下规程设计 (8) 3.2.1根据产品选择原料 (8) 3.2.2精轧机组压下制度的确定 (9) 3.3速度制度 (10) 3.3.1精轧机轧制速度 (10) 3.3.2、精轧机工作图表 (13) 3.4、温度制度 (13) 3.4.1、精轧温度制度 (14) 3.4.2、卷取温度制度 (15) 3.5、辊型制度 (15) 4、生产设备校核 (17) 4.1、轧制力与轧制力矩 (17) 4.1.1、轧制力的计算 (17) 4.1.2 轧制力矩的计算 (19) 4.1.3、精轧轧制力和轧制力矩的计算 (19) 4.2、轧机设备校核 (20) 4.2.1、精轧机的轧辊强度校核 (20) 4.2.2、电机能力校核 (24) 参考文献 (27)
热轧带钢轧制规程设计 摘要 钢铁行业是国民经济的支柱产业，而热轧带钢生产是钢铁生产中的主要环节。热轧带钢工艺的成熟，为冷轧生产提供了优质的原料，大大地满足了国民生产和生活的需要。本车间参考鞍钢1700ASP生产线，本设计中主要包括六部分，第一部分从热轧带钢机的发展、国外带钢生产先进技术以及我国带钢发展等几个方面阐述了热轧带钢发展情况；第二部分参考了鞍钢ASP1700生产线以及实际设计情况确定了车间的轧钢机械设备及参数；第三部分以典型产品Q235，3.8×1200mm为例从压下规程、轧制速度、轧制温度等方面确定了生产工艺制度；第四部分以典型产品为例进行了轧制力和力矩计算；第五部分根据设备参数和实际制定的生产工艺进行了咬入、轧辊强度的校核；第六部分本次设计总结。 关键词：热轧带钢，轧制工艺制度，轧辊强度
目录 1综述 (1) 1.1引言 (1) 1.2 热轧带钢机的发展现状 (1) 1.3热轧板带钢生产的工艺流程 (2) 1.4 热轧板带钢生产的生产设备 (3) 1.5ASP1700热轧板带钢生产的新技术 (3) 2 主要设备参数 (4) 3 典型产品轧制工艺确定 (6) 3.1 生产工艺流程图 (6) 3.2 坏料规格尺寸的选定 (7) 3.3 轧制工艺制定 (7) 3.3.1 加热制度 (7) 3.3.2 初轧和精轧各自压下制度 (7) 3.3.3 精轧轧制速度 (9) 3.3.4 精轧温度制度 (10) 4力能参数计算 (10) 4.1 精轧各机架轧制力计算 (10) 4.2 精轧各机架轧制力矩的计算 (13) 5设备强度及能力校核 (13) 5.1 精轧机咬入角校核 (13) 5.2 轧辊强度校核 (14) 5.2.1 辊身弯曲强度校核 (17) 5.2.2 辊颈弯曲和扭转强度校核 (19) 5.2.3 辊头扭转强度校核 (20) 5.2.4接触应力的校核 (20) 6结语 (22) 参考文献 (23)
201224050120 河北联合大学轻工学院 课程设计 题目：12mm热轧窄带钢压下规程设计 专业：金属材料工程 班级：12轧钢 学生姓名：赵凯 指导老师：李硕 日期：2015年12月3日
目录 1 任务要求 (3) 1.1 任务要求 (3) 1.2 原料及产品规格 (3) 2 压下规程设计 (3) 2.1 产品规格 (3) 2.2 设计原则 (3) 2.3 粗精轧道次，分配压下量 (4) 2.3.1轧制道次的确定 (4) 2.3.2 粗轧机组压下量分配 (4) 2.3.3 精轧机组的压下量分配 (5) 2.4 咬入能力的校核 (6) 2.5 计算轧制时间 (6) 2.5.1 粗轧速度制度 (6) 2.5.2 精轧速度制度 (7) 2.5.3 各道轧件速度的计算 (8) 2.6 轧制压力的计算 (9) 2.6.1 粗轧温度的确定 (9) 2.6.2 精轧机组温度确定 (10) 2.6.3 粗轧段轧制力计算 (10) 2.6.4 精轧段轧制力计算 (13) 2.7 轧辊强度校核 (14) 2.7.1 支撑辊弯曲强度校核 (15) 2.7.2 工作辊的扭转强度校核 (16) 3 设计总结 (19)
一、设计任务 1、任务要求 （1）、产品宽度1650mm,厚度12mm （2）、简述压下规程设计原则 （3）、选择轧机型式和粗精轧道次，分配压下量 （4）、校核咬入能力 （5）、计算轧制时间 （6）、计算轧制力 （7）、校核轧辊强度 2、坯料及产品规格 依据任务要求典型产品所用原料： 坯料：板坯厚度：120mm 钢种：Q235 最大宽度：300mm 长度：7m 产品规格： 厚度：12mm 板凸度：6错误!未找到引用源。 坯料单重：2t 二、压下规程设计 1、产品宽度300mm,厚度12mm 2、设计原则 压下规程设计的主要任务就是要确定由一定的板坯轧成所要求的板、带产品的变形制度，亦即要确定所需采用的轧制方法、轧制道次及每道次压下量的大小，在操作上就是要确定各道次辊缝的位置（即辊缝的开度）和转速。因而，还要涉及到各道次的轧制速度、轧制温度及前后张力制度及道次压下量的合理选择，因而广义地来说，压下规程的制定也应当包括这些内容。 通常在板、带生产中制定压下规程的方法和步骤为：
《塑性成型工艺（轧制）》课程设计说明书 课题名称15×2100×9000mm轧制规程设计指导教师 专业小组 小组成员 2013年06月15日
《塑性成型工艺（轧制）》课程设计任务书 10级材料成型与控制工程专业 设计小组：第12小组成员： 设计课题：中厚板轧制规程设计指导教师：张金标 设计小组学生学号产品牌号产品规格/mm 1Q23510×2000×9000 24510×1900×10000 312CrNi3A12×1800×10000 44Cr1313×1700×9000 5Q23512×2100×12000 6458×1800×13000 712CrNi3A14×2000×9000 84Cr1312×2000×8000 9Q2359×2050×12000 104510×2300×12000 1112CrNi3A13×1900×12000 124Cr1315×2100×9000 二、设计条件 机组：双机架串列式可逆机组(二辊可逆轧机粗轧，四辊可逆轧机精轧)。 主电机：二辊轧机主电机型号ZD250/120，额定功率25002kw，转速0~40~80rpm，过载系数2.25，最大允许传递扭矩1.22MN.m；四辊轧机主电机型号ZD250/83，额定功率20502kw，转速0~60~120rpm，过载系数2.5，最大允许传递扭矩0.832MN.m。 三、设计内容 制定生产工艺及工艺制度；确定轧制方法；确定轧制道次，分配道次压下量；设计变形工具；计算力能参数；校核轧辊强度及主电机负荷；绘制轧辊零件图、轧制表。 四、设计时间 设计时间从2013年06月03日至2013年06月14日，为期两周。 五、设计要求 每个设计小组提供6个以上设计方案，1成员完成1个设计方案的全部设计工作；组内分析、评价各个方案的设计结果，以最佳方案作为本组设计方案；小组提交最佳方案的设计说明书1份，组员提交个人的设计小结（简述方案、设计思路、计算过程和结果评价）。 材料成型教研室
第一章选择坯料 1.1制定生产工艺 产品牌号：45钢 产品规格：l ?=10?1900?10000mm b h? 本次所设计的产品为中厚板，连铸坯节能，组织和性能好，成材率高，主要用于生产厚度小于80mm中厚板，所以坯料选用连铸坯。 根据车间设备条件及原料和成品的尺寸，确定生产工艺过程如下：原料的加热→除鳞→轧制（粗轧、精轧）→矫直→冷却→划线→剪切→检查→清理→打印→包装。 板坯加热时宜采用步进式连续加热炉，加热温度应控制在1200℃左右，以保证开轧温度达到1150℃的要求。另外，为了消除氧化铁皮和麻点以提高加热质量，可采用“快速、高温、小风量、小炉压”的加热方法。该法除能减少氧化铁皮的生成外，还提高了氧化铁皮的易除性。 板坯的轧制有粗轧和精轧之分，对双机架轧机通常将第一架称为粗轧机，第二架称为精轧机。粗轧阶段主要是控制宽度和延伸轧件。精轧阶段主要使轧件继续延伸同时进行板形、厚度、性能、表面质量等控制。精轧时温度低、轧制压力大，因此压下量不宜过大。 1.2 确定坯料尺寸 所设计的产品的尺寸为l ?=10?1900?10000mm，加上切边余量，将宽度设计为 b h? 1950mm，长度暂时不定，设计坯料的尺寸。 产品的厚度h为10mm，首先选取压缩比，压缩比由经验值选取，选取的最低标准为6-8，因此压缩比选取9，则坯料厚度H为90mm，由b=1950mm，坯料L=b-600, 取坯料长度L=1350mm，由于体积不变，坯料在轧制过程中会产生废料，选择烧损为98%，切损设计为98%，所以成材率K=98%×98%=96%，则 h? ?=K b l H? ? ? H B 计算得到B=1680mm,最终确定坯料尺寸为：L ?=90?1680?1350mm 。 H? B
板带部分 板带钢生产特点：1）平辊轧制，规格简单，易于实现自动化，2）带钢形状简单，成卷轧制，易于实现高速化，3）宽厚比大，表面积大，轧制难度大 产品标准一般包括有品种（规格）标准、技术条件、试验标准及交货标准等方面内容。 轧钢工作者的任务：按产品标准组织生产，并不断提高生产技术水平以满足用户对产品质量的更高要求。 产品的技术要求可归纳为：尺寸精确板形好，表面光洁性能高。具体表现在如下四个方面：1）尺寸精度，2）板形，3）表面质量，4）性能要求。 板带热轧机通常可分为特厚板轧机（或宽厚板轧机）、中厚板轧机、中板轧机、叠轧薄板轧机、炉卷轧机、行星轧机、窄带钢热轧机和热带钢连轧机等。 板带钢轧制时易于变形的途径：1）降低金属变形抗力（内阻）：加热并在轧制过程中抢温和保温，使轧件温度均匀。2）降低应力状态系数（外阻）：减小工作辊直径，采用合理的润滑工艺，采取张力轧制。3)减少和控制轧机变形：减小轧制力，增加轧机的刚度。 中厚板的生产特点：批量小，品种多，性能高，生产环节瓶颈多。 中厚板轧机从机架结构来看有二辊可逆式（原料适应性强，刚度差，精度低，多用于初轧）、三辊劳特式（转向不变，升降设备复杂）、四辊可逆式（轧制压力低，刚性好，精度高，但造价高）、万能式（金属收得率高，操作复杂，受宽厚比限制）和复合式等几种形式。从机架布置来看，有单机架、串列或并列双机架及多机架连续式或半连续式轧机之别。 万能式轧机：在机前或机后具有一对或两对立辊的可逆式轧机。 中厚板轧机布置形式有单机架、双机架、多机架布置。 双机架轧机布置是现代中厚板轧机的主要形式。 中厚板所用的原料形式可分为扁钢锭、初轧板坯、连铸板坯和压铸坯四种。 中厚板用的加热炉形式有连续式加热炉、室状炉和均热炉三种。目前厚板连续式加热炉多为热滑轨式（推钢式）或步进式。 中厚板加热的目的：1）降低变形抗力。2）均匀温度。3）改善组织性能。 氧化铁皮由外到内：Fe2O3，Fe3O4，FeO。（1:4:95） 除磷的联合作用：1）冷却效应（利用不同的热膨胀系数，收缩产生裂纹）。2）破裂作用（打击、破裂）。3）爆破效应（钻入、汽化、爆破）。4）冲刷效应。 除磷方式有：1）爆破除磷（投以竹枝、杏条、食盐等）。2）高压水除磷。3）机械除磷。 减少氧化铁皮途径（方法）：1）控制加热气氛。2）减少加热时间。 粗轧的主要任务：整形、宽展和大延伸，使其尽快轧至钢板精轧前的厚度。 精轧的主要任务：延伸和质量控制，包括厚度、板形、性能及表面质量的控制，为提供合格的产品作保证。 粗轧阶段有如下几种轧制方法：1）全纵轧法，2）全横轧法，3）综合轧制法。 纵轧：是钢板延伸方向与原料纵轴方向相一致的轧制方法。 横轧：是钢板延伸方向与原料纵轴方向相垂直的轧制操作方法 综合轧制法优点：板坯宽度与钢板宽度配合灵活，使原料尺寸的适应性提高，且可提高钢板横向性能（金属横向延伸不再是纵轧时的细条状，而是短、粗、片状或点网状，片状组织随之减轻，晶粒也趋于等轴，因而改善了钢板的横向性能），减少钢板的各向异性，因而它更适合以连铸坯为原料的钢板生产。缺点：轧机产量有所降低。 中厚板冷却的目的：改善性能、组织、表面质量。 冷却方式有自然冷却（矫后空冷）、强迫冷却（风冷，水冷，雾冷（效率最高））、控制冷却、缓冷、堆垛冷却（保温坑）等。 中厚板生产中常见的缺陷有轧损、瓢取、凹坑、鳞层、麻点及厚度不均等，此外还有冶
浅谈冷轧窄带钢生产、设备的发展 李期琇周建明刘岳华 摘要：简述冷轧窄带钢的形势，分析冷轧窄带钢的设备工艺改进和发展方向。 关键词：冷轧窄带钢生产工艺设备发展 冷轧窄带钢面临的机遇与挑战 近几年，随着我国加入WTO组织，工业化进程速度的大大加快。因我国劳动力相对廉价及富余情况下，劳动力密集型行业如五金、汽车零部件、家电等以带钢为原料的企业，纷纷投资到我国办厂。这样带动了其原材料（特别是优质窄钢带）生产企业的大发展。几年来全国各地的中小型冷轧优质窄带钢生产厂产能不断扩大或新增，其生产能力大的年产5~6万吨、小的也超过万吨，仍未有过剩的迹象。这就是冷轧窄带钢大发展的机遇。 但同时也应看到冷轧窄带钢将面临的挑战，据有关资料统计，我国窄带钢在钢带中所占比例明显高于发达国家。随着我国宽带钢生产线的不断扩建和新建，产能的不断释放，带钢行业的供求状况将得到明显改变，并随之将给宽带市场带来激烈的竞争。当宽带钢市场出现饱和时，宽带钢生产企业为了寻求更大的发展间，必将利用期技术优势转而生产优质及合金钢带，再经剪切进入窄带刚市场。经宽带裁剪钢产品与窄带钢比，尽管宽带钢生产成本高于直接用窄热带生产的冷轧钢带，但是因宽带钢大部分采用如二十辊森吉米尔轧机等先进设备生产其质量具有一定优势，特别是断面公差的优势更明显。因此，它将冲击以优质钢带为主的窄带钢市场，窄带钢生产厂的传统的优势将失去，其竞争力也大大降低，窄带钢将面临新的威胁和挑战。所以，从长远来看，窄带钢生产将走一条扬长避短、填平补齐、共同发展进步的道路，即“广合作、多品种、多钢种、深加工”的方向发展，如何使窄带钢企业，在市场竞争中立于不败之地，给冷轧窄带钢企业的生产设备改进和发展带来了新的要求。 冷轧窄带钢的生产工艺设备的发展 冷轧带钢生产传统工艺都是由酸洗、轧制、退火、裁剪、淬火、成品包装几个工序组成。在目前的冷轧窄带钢行业中各工序的装备水平参差不齐，有优有劣，但总的说来与宽带钢生产装备水平相差较大。但是冷轧窄带钢的生产特点又决定其装备水平不需要与宽带钢生产装备一样高。如何保证冷轧窄带钢的生产装备水平与当今的环保、质量相对配套有其一定的特点。 2.1酸洗生产工艺设备 过去，冷轧优质窄带钢的生产中，广泛使用框式硫酸酸洗法。经过这几年的发展，连续酸洗线已经在各冷轧窄带钢生产厂广泛使用，但装备水平普遍落后，现行的生产线需解决以下问题。 （1）、酸雾及废酸的处理。酸雾不仅增加了酸耗，腐蚀厂房和设备，同时腐蚀未及时运走的钢带表面，而且给环保带来很大压力。 （2）酸洗的加热装置。多数厂家考虑其投资成本以蒸汽为热源直接或间接加热酸液，缺少酸液温度控制系统，影响酸洗质量的稳定和生产能力的发挥及浪费能源，建议采用酸洗温度控制设备。 （3）酸洗速度。在酸洗线中采用可调速，随着酸洗的延长，酸度下降，亚铁离子的升高，酸洗的时间必须延长，为避免钢带表面出现过酸或欠酸、浪费酸液，建议在生产线中采用变频技术，使连续酸洗速变成可调速。 对于今后的发展，应在热轧热带生产线之后，采取多方资本合作新建一条工艺先进的与宽带水平相等的塔式连续酸洗线，并对废酸液采用盐酸再生技术进行还原，以取代目前装备水平普遍落后，点多面广、污染范围大、又相对集中的连续酸洗线。冷轧带钢厂直接使用经酸洗后表面光洁的防锈的带钢，从而彻底解决冷轧带钢厂对环保的苦恼，也降低生产成本，使其
热轧钢带、薄板及钢卷 材料处理 机械切割 本数据单汇集了本公司对热轧钢产品进行下述机械切割的相关信息： ?旋转切削 ? 闸床切削 无论您需要采购特种钢材、结构件、系统设备、或是全方位的解决方案，Ruukki罗奇公司是您值得信赖的合作伙伴。公司不断开发新的产品，改进运营模式，以满足客户的需求。
对于高强钢的切割，建议使用机械切割法中的剪板机。尤其是Optim 700 MC、Optim 700 ML、Optim 900 QC、Optim 960 QC、Raex 400、Raex 450及 Raex 500等，需悉心选择切割机械及切割值。最重要的因素为公隙及切割角。切割刀片的硬度对切割结果也有较大影响，尤其对Raex耐磨钢而言这种影响尤为明显。Raex 400 耐磨钢可用刀片公隙准确的坚固型强力剪进行切割。刀片硬度必须大于53洛氏硬度(HRC)。对于Raex 500 钢，建议仅在其厚度小于10毫米时才选用机械切割。 公隙会对切割刀片的使用寿命产生影响，从而影响使用成本。合理的公隙可降低施加于刀架上的应力，进而延长剪板机的使用寿命且可对较厚的钢板进行切割。所幸公隙设置的操作速度较快，并且可测可控。切割高强钢时，需要调大公隙。对于韧性特别强的金属，公隙则须大幅减小以避免钢板因折叠而堵塞在刀片之间。此外，还需注意的一点是：要实现对钢板或钢带成功的切割，在很大程度上将有赖于每个不同车间对切割作业的实践总结。 ? 机械切割中钢板的温度 无论钢材的强度及硬度如何，切割前将钢板整体预热至+20°C室温是热切割工艺取得成功的必备条件。图1显示了所需时间，该图中数据采集自200X300毫米规格的钢板。若钢板堆积存放，那么将会大幅增加所需时长。? 切屑几何分析 影响钢板切割的主要因素将在主切割平面图及与其相垂直的平面图中加以说明。见图2。公隙（u）、切割角（<）、斜交角（）及倾斜角（ ）均会对切割产生影响。若切割角（<）为0，则该切割工艺称之为冲切，即刀片上下部分平行，整个钢板全长会被同时切割。若切割角度不为0，则该工艺称为闸切。这是直刀切割机中最常用且最为重要的工艺。就有关几何分析而言，选择旋转切削和闸床切削极其类似，通常被视作对等的工艺。公隙（u）指上下刀片间的距离。 通常切割机械的公隙可在一定范围内进行调节。剪板机只可进行刀片间的水平公隙调节，而旋转式剪床的水平及垂直公隙均可以调节。垂直调节对切割板条的分离影响尤其明显。 也可以通过对倾斜角（ ）、斜交角（ ）各值的调节对切割结果进行调节。切割窄板条时，正确的倾斜角可降低切割故障率且减少刀片的磨损。将斜交角设置在1度和度之间，可得到平直的矩形切割结果。此设置下，公隙非恒定值，而是随切割的推进逐渐增大。 ? 切割阶段 切割初始阶段，钢材会出现塑性屈服。当超过材料的屈服强度时，则开始出现塑性变形。随着切割的深入，钢材的变形能力超出了特定点后便开始断裂。切割的最后阶段，断裂便从上下刀片挤压材料的接触点开始。 图3所示的切割边缘可看到切割的各阶段。开始时，切割钢板边缘形成圆形边角，称为毛边，这是上刀片在切割钢板的上平面以及下刀片在下平面形成的。随着切割的推进，刀片穿入钢板一定深度，在剪切面形成一个抛光区，紧接着便形成了前一章所述的断裂带。 最后阶段在由上刀片向下刀片切割刃施加的最大压力作用下形成了毛刺，这种作用对切割区域的材料屈服施加了横向应力，改进了材料的变形性能。因此钢板不会在预定的切割线断裂，而是在其旁边处断裂，此处材料的硬度稍差。钢板只有在划过切割刀片后才会断裂，沿切割线的切割边缘会形成锐利的突出物，即毛刺。 ? 切割评估及常见缺陷 切割结果基于以下各点进行评估： - 切割件的外形和尺寸精度 - 切割边缘的外观 - 毛刺的高度 最终结果取决于切割机械及钢材。钢材的主要因素为其抗拉强度；此外，钢材的韧性，尤其是变形性能也会对切割结果产生影响。 导致切割缺陷的主要因素有： - 切割角度过大 - 刀片过钝 - 公隙调节不当 - 切割机械的支架及轴过度弯曲 可在切割后钢板条上找到三种不同的缺陷，这些缺陷和切割边缘的直角度及平滑度决定了切割的结果。 缺陷的类型为(见图4)： - 扭曲 - 外倾 - 弧弯 ? 公隙对切割的影响 金属切割中，实际切割的仅一部分，剩余部分主要是由于断裂而分离，这点之前已作讨论。切割同一钢种时，断裂角保持一致，这也是公隙需要按照钢板抗拉强度和厚度设定的原因。 图5的5a中，刀片的公隙(u)过大则断裂无法与刀片的切割刃完全贴合，从而出现不连续区域。这也会导致切割边缘的毛刺以及刀片的过度磨损。此外，钢板在脱离前便会弯曲，其结果便是切割边缘有锐利的凸起。
名词解释 1、轧制：指将金属坯料通过旋转轧辊的间隙，受轧辊压缩使材料截面减小，长度增加的压力加工方法。 2、过热：（定义）加热温度偏高，时间偏长，会使奥氏体晶粒过分长大，钢的机械性能变坏，这种现象称为过热。 3、咬入角：轧件与轧辊相接触的圆弧所对应的圆心角称为咬入角（亦称接触角) 4、接触弧长：轧件与轧辊相接触的圆弧水平投影长度称为接触弧长。 5、用轧制前、后轧件尺寸的比值表示变形程度，此比值称为变形系数。 6剩余摩擦力：随轧件逐渐充填辊间，水平拽人力逐渐增大，水平推出力逐渐减小，越容易咬人。开始咬人条件一经建立起来，轧件就能自然地向辊间充填，建立稳定轧制过程。 7、前滑：在中性面到轧件出口截面变形区域内，金属沿轧制方向分速度大于轧辊沿轧制方向分速度，即νν>h 。 8、后滑：在轧件入口截面到中性面变形区域内，金属沿轧制方向流动速度小于轧辊沿轧制方向分速度，即h ναν>cos 9宽展：在轧制过程中，轧件厚度方向受到轧辊压缩作用，金属将按照最小阻力定律向纵向和横向流动。由移向横向的体积多引起的轧件宽度的变化称为宽展。 10轧制压力：指用安装在压下螺丝下的测压仪实测的总压力，即轧件给轧辊的总压力的垂直分量。 11、控制冷却：利用余热进行的热处理过程 12静力矩：组成转动轧辊力矩前三项称为静力矩，即指轧辊作匀速转动时所需的力矩 13、能耗曲线：能耗曲线，是指轧制每吨钢坯、型材或管材产品的能量消耗同延伸系数之间的关系，或轧制每吨板带产品的能量消耗同厚度之间的关系，又称单位能耗曲线。 14、搓轧区：由于两个工作辊的线速度不同，轧制时变形区金属质点的流动规律和应力分布有别于同步轧制，慢速辊侧的中性的向变形区入口侧移动，快速辊侧中性点内变形出口侧移动，当慢速辊中性点移至入口处、快速辊侧中性点移至出口处时，使变形区内上下表面的摩擦力方向相反，形成所谓的搓轧区。 15、型材：经过塑性加工成型，具有一定断面形状和尺寸的实心金属材料。 16、线材是热轧材中断面尺寸最小的一种，断面形状有圆形、方形、螺纹等多种，其主要断面形状为椭圆，一般以盘状交货。 17、棒材：不以盘卷状交货称为棒材。 18、切分轧制：（定义）将一根钢钢坯利用孔型的作用扎成具有两个或两个以上并联轧件，再利用切分设备或孔型本身将并联轧件沿纵向切分成两根以上单根轧件的轧制方法。 19、孔型设计：将钢锭或钢坯在变化的轧辊孔型中轧制而进行的设计和计算工作称为孔型设计。 20、辊缝：实际轧钢时两辊环之间的间距。辊跳：轧制过程中，工作机架各部分产生的弹性变形叫辊跳。最小辊缝值应大于辊跳值 45、定减径是指定径、减径或张力减径，是管子的最后精轧工序。 22、孔型侧壁斜度：孔型侧壁对轧辊轴线垂直线的倾斜程度。