热轧轧制力计算与校核
6 轧制力与轧制力矩计算
轧制力计算
6.1.1 计算公式
1. 公式是用于热轧时计算平均单位压力的半经验公式，其公式为（1）；
))(1ηε++=
P k m （ （1） 式中：m ——表示外摩擦时对P 影响的系数，h
H h
h R f m +?-?=
2.16.1；
当t≥800℃,Mn%≤%时，K=10×（）（+C+Mn+）Mpa 式中t —轧制温度，C 、Mn 为以%表示的碳、锰的含量；
ε— 平均变形系数，h
H R h
v
+?=2ε；η—粘性系数，')01.014(1.0C t -=η F —摩擦系数，)0005.005.1(t a f -=，对钢辊a=1，对铸铁辊a=；
‘C — 决定于轧制速度的系数，根据表经验选取。
表 ’
C 与速度的关系
轧制速度（m/s ）
＜6 6~10 10~15 15~20 系数‘
C
1
2. 各道轧制力计算公式为
p h R b B p F P h
H ??+=
=2
6.1.2 轧制力计算结果
表粗轧轧制力计算结果
道次12345 T（℃）
H（mm）2001601126743 h(mm)160112674330Δh(mm)4048452413 Ri(mm)600600600600600 f
m
K(Mpa)
‘
C11111
η
v(mm/s)37703770377037703770
P(Mpa)
B(mm)16241621
H
b(mm)16211615 h
P(KN)1972023743268342377820501
表 精轧轧制力计算结果
道次 1 2 3 4 5 6 7 T(℃) 880 H(mm) 18 h(mm) 18 Δh(mm) 12 Ri(mm) 400 400 400 350 350 350 350 f m K(Mpa)
‘C
1 1 η v(mm/s)
3310 5080 7260 9690 12930 15220 17000 ε
P (Mpa)
2
h
H b B +(mm) P(KN)
21307
20047
18505
15905
18050
11604
8800
轧制力矩的计算
6.2.1 轧制力矩计算公式
传动两个轧辊所需的轧制力矩为（2）； Pxl M z 2= （2） 式中：P —轧制力； x —力臂系数； l —咬入区的长度。
上式中的力臂系数x根据大量实验数据统计，其范围为热轧板带时x=~.。
一般的，轧制力臂系数随着轧制厚度的减小而减小。
6.2.2 轧制力矩计算结果
1. 粗轧轧制力矩计算
表粗轧轧制力矩计算结果
道次12345
Ri(mm)
Δh(m)
1972023743268342377820501 P(KN)
x
M
2.精轧轧制力矩计算
表精轧轧制力矩计算结果
道次1234567 Ri(m)
Δh(m)
P(KN)
21307200471931916877208541370310378 x
M
7 力能参数校核
轧制力能参数
表轧辊的物理性质
轧辊名称材质许用应力泊松比弹性模量（Gpa）工作辊F1~F3实心锻钢[σ]=120MPa E=206
[τ]=60MPa
工作辊F4~F7高镍铬[σ]= 120MPa E=206
[τ] =60MPa
支持辊F1~F7高速钢[σ] =120MPa E=206
[τ] =60MPa
R1工作辊合金锻钢[σ] =120MPa E=206
[τ] =60MPa
R1支持辊合金锻钢[σ] =120MPa E=206
[τ] =60MPa
咬入角校核
在设计轧制板带钢时，必须保证其能稳定咬入。其咬入角主要取决于轧机的形式、轧制速度、轧辊材质、表面状态、钢板的温度、钢种的特性及轧制润滑等因素的影响。热轧带钢的最大咬入角一般为15°～20°，低速轧制时为15°.轧件能被咬入的条件为摩擦角大于咬入角，即tanβ≥tanα,并且一般的，轧制速度高时，咬入能力低。
根据压下量与咬入角的关系：
?D
=
h，tanβ=f
)
cos
1(α
-
由此公式，α计算结果见下表。
表 咬入角计算结果
项目 R 1第二道
F 1~F 3第一道
F 4~F 7第四道
Tanα tanβ
考虑到速度因素，以上计算符合要求，咬入能力满足条件。
轧辊强度校核
在本设计中，由于粗轧五道采用同一台轧机，精轧1~3机架辊径相同，4~7机架辊径相同，所以对于同一辊径的情况下，只需要校核轧制力最大的一道。对于1R 校核第三道，31~F F 校核第一道，74~F F 校核第五道。由于各机架均为四辊轧机，所以本设计以粗轧轧机为例进行校核。
校核时，需要校核轧制力较大，轧辊尺寸较小的道次。对于四辊轧机，当采用工作辊驱动是，由于工作辊受弯矩小，主要由支撑辊承担，两辊之间压靠会产生接触应力，因此在设计校核中，支承辊校核辊身与辊径的弯曲应力，工作辊校核辊身弯曲应力、辊头的弯扭组合应力，以及两辊间的接触应力大小。 7.3.1 参数计算
由于校核时应考虑危险情况，故有关尺寸应按最危险情况取值，现将有关的轧辊参数列出如下： 1. 工作辊：
图 轧辊各部分参数图
1R 粗轧机主要尺寸为：辊径D×辊身长L ：1200mm×1780mm ，辊径采用滚动轴承，
根据经验公式，其尺寸如下：
d~D=600~660，取650mm ； l=~d=~，取为600mm ；
图 万向接轴示意图
辊头采用滑块式万向接轴，其主要尺寸如下：
辊头的直径,1195~1185)15~5(1200)15~5(1mm D D =-=-=取1190mm 。 厚度 ,2.333~5.297)28.0~25.0(1==D s 取320mm ，
,238~5.1782.0~15.0(1mm D b ==）取200mm 。
b/s=，根据下表选择抗扭断面系数η=
压下螺丝中心距mm l L a 23806001780=+=+=
表 抗扭断面系数
b/s 1 2 3 4 5 η
其他参数选择方法相同，结果列表如下表。
表 工作辊参数选择结果
项目
辊径D×辊身长L
（mm ）
辊颈d
（mm ） 辊颈l
（mm ） 辊头D1
（mm ） 辊头b
（mm ） 辊头s
（mm ） R1轧机
1200×1780 650 600 1190 200 320 31~F F 710×1780 390 350 700 130 180 74~F F
625×1780
340
300
620
120
170
2. 支承辊
R1粗轧机主要尺寸为：
辊径D×辊身长L ：1550mm×1780mm 辊颈：d=800mm,l=720mm
压下螺丝中心距a=1780+720=2500mm
表 支承辊参数选择结果
项目 辊径D×辊身长L （mm ）
辊颈d （mm ）
辊颈l （mm ）
R1轧机
1550×1780 800 720 71~F F
1400×1760
750
700
7.3.2 轧辊强度校核
由于1R ,71~F F 轧机均为四辊轧机，校核方法相同。比较轧制力的大小，校核道次分别选用1R ,第三道次，精轧机组F 1~F 3第一道次，F 4~F 7第五道次。
工作辊与支承辊辊身中央处的弯矩可按下列公式计算：
),44(21b L P M D -=
)4
2(22L a P M D -= 式中： D M 1—工作辊辊身央处的弯矩；
D M 2—支承辊辊身央处的弯矩； P —轧制力； L —辊身长度； a —压下螺丝中心距； b —所轧板带钢宽度。 1. R1粗轧机强度校
选轧制力较大的第三道次进行校核，已知数据P=26834KN ，辊头宽度
mm S
D b 11461605952)2
()
2(
2222210=-?=-?= 1) 工作辊辊身的弯曲应力
03.32
.11.0)
46239.1478.1(2106834.21.0)44(23
7311=?-?=-==
D b L P W M D
D
D σMpa ＜[σ]=120Mpa 2) 工作辊辊头的扭转应力
图 工作辊辊头受力示意图
根据上图的辊头结构图，其合力作用在扁头一个支叉的外侧的b/3处扭转力矩
63
26
0b b b M
b P M n ?-
=?
= 式中： M —接轴所传递的力矩;
b b 与0—扁头的总宽度与扁头的一个支叉宽度；
n
P
M ?=
9550； P —电机功率，KW ，P=7000KW ； n —转速，r/min ； v —速度，m/s ; 60
v 1
nD π=
;
1D —辊头直径，m 。 所以扭转力矩等于
N b b b n P b b b M b P M n 2587962.02
.03
2146.1857000
95506329550632600=??-?
=?-?
=?-=
?= 扭转应力 80.332.0208.025879
3
3=?==
S M n ητMPa ＜[τ]=60Mpa 3) 两辊的接触应力
接触应力按赫兹公式计算2
1212
21max )()
(r r K K r r q ++=
πσ 式中 q —加在接触便面单位长度上的负荷，；
接触
L P q = 21r r —相互接触的工作辊与支撑辊的半径；
21K K 、—与轧辊材质有关的系数，1
2
111E K πμ-= 、22
221E K πμ-=,
其中1μ、2μ、1E 、2E —两轧辊材料的泊松比和弹性模量 接触L 和粗轧第三道次的板宽相等即： 接触L =1635.4mm
由于工作辊与支承辊的材质相同，并且泊松比μ=，所以上式可写为：
2
121max )
(418
.0r r r r qE +=σ
1.1302775
.06.0)
775.06.0(102006354.1106834.2418.097
max =?+?????
=σMpa
4) 支承辊的辊身弯曲应力
MPa D L a p D 0.2955
.11.0478.1250.22106834.21.0)42(23
73=?-??=-=）
（σ＜[σ]=120Mpa 5） 支承辊辊颈处的弯曲应力
MPa d l P d M d 34.948.01.0472
.0106834.21.0221.03
733max
=???=?
==σ＜[σ]=120Mpa 符合强度要求。
同理，通过以上公式计算精轧机组第一架轧机和第五架轧机符合要求，因此，可知其他四辊轧机符合要求。[i ] 6） R1粗轧机弯矩图
图 R1粗轧机弯矩扭矩图
工作辊辊头扭矩
电机功率校核
以粗轧机R1的第三道次进行校核
1. 轧机功率是轧机电气设备选择的重要参数依据，电机传动轧辊所需的力矩为：
由公式 d o f zh
M M M i
M M +++=
max 式中： zh M —轧制力矩，，已求得； f M —附加摩擦力矩，； o M —空转力矩，
d M —动力矩，，匀速转动动力矩； i —主电机的减速比，取2.
2. 附加摩擦力矩：
附加摩擦力矩由两部分组成：轧辊轴承中的摩擦力矩1f M 与传动机构中的摩擦力矩
2f M .
21f f f M i
M M +=
pdf M f =1
))(11
(12f zh f M M M +-=η
其中： f M —附加摩擦力矩，
1f M —有轧辊轴承引起的摩擦力矩， 2f M —由传动机构引起的摩擦力矩， η—传动效率，取；
f —轧辊轴承中的摩擦系数，为滚动轴承，取. d —轧辊辊径直径。 P —轧制力。
则：m KN pdf M f .3.48003.010600104.2683341=????==-
m K M M M f zh f .3.225)3.489.4232)(195
.01
(
))(11(12=+-=+-=η m KN M i M M f f f .6.2733.2251/3.48/21=+=+=
3. 空转力矩
空转力矩是指空载转动轧机主机列所需的力矩，通常由各转动零件自重产生的摩擦力计算值。按经验方法，空转力矩通常约为主电机额定力矩的3%~6%，取5%。
;.5.78685
700095509550
m KN n p M e =?== ;.33.395.78605.005.0m KN M M e k =?==
式中： e M —电机的额定功率，； k M —空转力矩，； P —电机功率，kw; n —电机转速,rpm 。 4. 电机能力校核
作用在主电机轴上的力矩为：
m KN M M i M M k f zh .23.467433.396.2733.4361/max =++=++=
同理，对F1、F4、F6轧机进行校核，满足要求，可以使用。 年产量计算 常用的轧机产量有轧机小时产量和轧钢年产量两种。他们是轧钢车间设计中极重要的工艺参数，是衡量轧机技术经济效果的主要指标。 7.5.1 工作制度与工作时间 本设计热轧生产线实行三班连续工作制，节假日不休息，年工作时间见下表。 表 热轧生产线工作时间表 日历天数 检修天数 额定工作时间 换辊时间 （h ） 事故时间 (h) 年工作时间 (h) 365 大中修 小修 小计 天数 小时数 700 420 6800 12 23 35 330 7920 其中： 1) 大修每四年一次，中修每年一次，有大修年份无中修； 2) 计划小修每7~10天一次，每次8~16小时； 3) 每天换工作辊8次，每次15分钟； 4) 计划小修时间换支持辊； 5) 年工作时间包括各工序间干扰时间； 7.5.2 加热炉能力校核 加热炉小时产量计算： 由公式： )/(t b G n L Q ???= 式中： Q —加热炉小时产量，t/h ； L —加热炉内有效长度，40.02m ； n —加热炉内装排数，取 1； G —每个钢坯重量，30t ； t —加热时间，h ；t=； b —加热钢料断面宽度，为1.6m 。 则： h t h t t b G n L Q /350/5.307)44.26.1/(30102.40)/(<=???=???= 所以加热炉的年加热量为： 2.6286800308368003=??=??=Q A 万吨>367万吨。 7.5.3 轧机生产能力校核 1. 轧机小时产量 实际生产中，由于种种原因轧机小时产量为 QKb T A 3600 = ； LBH Q ρ= 式中： A —轧机小时产量； Q —原料重量（t ）； T 轧机节奏时间（s ）； b —成材率； K —轧机利用系数; L —坯料长度； B —坯料宽度; ρ—钢的密度，3/cm g H —坯料厚度。 以精轧机第七架进行计算， t Q 252106.1108.73=????=,K=,b=，T= t A 1084985.08.02545 .653600 =???= 2. 轧钢机平均小时产量 当一个车间生产若干个品种时，每个品种或出于选用坯料断面尺寸不同，或由于轧制道次不同，其产量也就不同。为考核一个车间的生产水平和计算年产量，就需要计算各种品种所占不同比例的小时产量，称为平均小时产量。 本设计按劳动量换算系数计算。 劳动换算系数X 为：A A X b = 式中： b A —标准产品的小时产量（t/b ）; A —某种产品的小时产量（t/b ）。 取 的带钢为标准产品，按厚度进行换算后，各规格小时产量列表。 表 各种厚度规格的小时产量 厚度 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ Xi Ai(t/h) 437 596 699 1118 713 586 435 比例（%） 本设计平均小时产量p A 用下式计算： n n p A a A a A a A +???++= 22 111 2.653100/)435 0.358637.471309.11111881.1569985.2359628.344376.7(1 =++++++= 吨/小时 其中： i a —不同轧制品种在总产量中的百分数比值，%； i A —各种品种的轧机小时产量，吨/小时。 3. 车间年产量计算 车间年产量是指在一年内轧钢车间各种产品的综合产量，以综合小时产量为基础进行计算。计算公式如下： 2K T A A fw p ??= 其中： A —年产量，吨/年； p A —轧机的平均小时产量，吨、小时； fw T —轧机一年内最大可能工作时间，小时； 2K —时间利用系数，取. 由上面可知，h t A p /2.653=，h T jw 6800=，则年产量为： wt K T A A jw p 38286.068002.6532=??=??=>360wt 。 所以年产量能够满足生产需要。[ii ] [7] 刘鸿文主编，材料力学．高等教育出版社，2004． [8] 刘宝珩，轧钢机械设备．冶金工业出版社，2007． 原料加厚到135mm 适应性分析 根据爱克伦德公式计算各轧机热轧时平均单位压力，然后求出总轧制力，参照板带厂620mm 热带设备性能参数分析运行情况。 爱克伦德公式()()εη++=k m p 1 m ——外摩擦对单位压力影响的系数 h H h h R f m +?-?= 2.16.1 η——粘性系数 ()t 01.04.11.0-=η 2 m m s N ? t ——轧制温度 ε——平均变形速度 h H R h v +?=2ε )4.1)(01.014(8.9Mn c w w t K ++-=2 mm N c w ——以质量分数表示的碳含量 Mn w ——以质量分数表示的锰含量 )0005.005.1(t a f -= 对于钢性轧辊a =1，对于铸铁轧辊a =0.8 一、首先计算0R 机架：以435135?mm 原料为例 0R 铸钢轧辊，辊径560mm~650mm mm R 325=半径大 0R 辊缝摆设在105mm~95mm mm S 30=小 0R 速度设定s m v 6.0= 轧件轧前尺寸mm B H H 420135?=? （考虑RE0） 轧件轧后尺寸mm b h h 430105?=? 轧制温度执行1100℃以上， 1100=t ℃ 5.0)11000005.005.1(1)0005.005.1(=?-=-=t a f 179.0105 13530 2.1-303255.06.12.16.1=+???=+?-?= h H h h R f m s mm v 600= 5 .53)3.012.04.1)(110001.014(8.9)4.1)(01.014(8.9=++?-=++-=Mn c w w t K （普碳） ()3.0)110001.04.1(1.001.04.11.0=?-=-=t η2 m m s N ? 519.1105 135******** 22=+?=+?=h H R h v ε ()()61.63)519.13.05.53)(179.01(1=?++=++=εηk m p 计算总轧制力 KN bl p p 2669303252 430 42061.63=??+? == 同上原理可以计算出 表一 同理品种钢以65Mn 为例 67.89)165.04.1)(110001.014(8.9)4.1)(01.014(8.9=++?-=++-=Mn c w w t K 复习思考题目（轧制与挤压工艺与设备） 1、金属压力加工的形式主要有哪几种？ 2、何为轧制？何为挤压？ 3、金属压力加工时，如何区分热加工、温加工和冷加工？ 4、金属铸坯经过塑性（压力）加工变形后，机械性能得到提高，简述其中机理。 5、在塑性加工理论中，压力加工使金属产生加工变形的条件（判据）是什么？ 6、如何确定金属材料的加工变形抗力？ 7、什么是应力张量？它有几个独立分量？ 8、金属的形变能与变形能有何差别？ 9、金属塑性变形时，如何描述应力-应变关系？ 10、板带材轧制时，如何划分变形区？ 11、金属轧制的道次压下率指的是什么？ 12、轧制的咬入条件是什么？如何改善轧制时的咬入困难？ 13、轧制时，轧制压力主要由哪些参数决定？ 14、金属轧制时，如何计算轧制压力？ 15、金属轧制压力计算公式（采利科夫、D.R. Bland、R.B. Sims、M.D. Stone、S. Ekelund）有何特点？有何区别？ 16、板带材轧机主要由哪几部分组成？ 17、轧辊传递巨大的轧制压力和轧制扭矩，其结构有何特点？材质如何？制造有何特别要求？ 18、轧辊轴承有哪些类型？有何特点？ 19、轧辊调整有哪些类型？轧辊平衡装置有哪些类型？ 20、液压压下和电动压下有何特点？ 21、为何要对轧辊进行轴向调整？轧辊轴向调整装置有哪些类型？ 22、带材轧机的弯辊装置有哪些形式？为何要进行弯辊操作？ 23、轧机机架受力有何特点？机架所受倾翻力矩从何而来？ 24、轧机传动系统由什么组成？传动系统分动箱有何特点？ 25、金属挤压生产的方法有几种主要类型？ 26、与轧制相比较，挤压加工有何优缺点？ 27、金属挤压生产的主要产品类型有哪些？ 28、金属挤压生产可分为几个阶段？有何特点？ 29、正向挤压与反向挤压有什么不同？方向挤压工艺有何优点？ 30、挤压机由哪些主要部件组成？ 6 轧制力与轧制力矩计算 6.1 轧制力计算 6.1.1 计算公式 1. S.Ekelund 公式是用于热轧时计算平均单位压力的半经验公式，其公式为（1）； ))(1ηε++= P k m （ （1） 式中：m ——表示外摩擦时对P 影响的系数，h H h h R f m +?-?= 2.16.1； 当t≥800℃,Mn%≤1.0%时，K=10×（14-0.01t ）（1.4+C+Mn+0.3Cr ）Mpa 式中t —轧制温度，C 、Mn 为以%表示的碳、锰的含量； ε— 平均变形系数，h H R h v +?=2ε；η—粘性系数，')01.014(1.0C t -=ηMpa.s F —摩擦系数，)0005.005.1(t a f -=，对钢辊a=1，对铸铁辊a=0.8； ‘C — 决定于轧制速度的系数，根据表6.1经验选取。 表6.1 ’ C 与速度的关系 轧制速度（m/s ） ＜6 6~10 10~15 15~20 系数‘ C 1 0.8 0.65 0.60 2. 各道轧制力计算公式为 p h R b B p F P h H ??+= =2 6.1.2 轧制力计算结果 表6.2粗轧轧制力计算结果 道次 1 2 3 4 5 T（℃）1148.68 1142.76 1133.93 1117.15 1099.45 H（mm）200 160 112 67 43 h(mm) 160 112 67 43 30 Δh(m m) 40 48 45 24 13 Ri(mm) 600 600 600 600 600 f 0.476 0.479 0.483 0.491 0.500 m 0.194 0.266 0.408 0.596 0.755 K(Mpa) 64.3 65.9 68.1 72.4 76.9 ‘ C 1 1 1 1 1 η0.251 0.257 0.266 0.283 0.301 v(mm/s) 3770 3770 3770 3770 3770 5.408 7.841 11.536 13.709 15.204 P(Mpa) 78.5 85.9 100.2 121.8 143.0 B(mm) 1624 1621 1635.4 1623.9 1631.1 H b(mm) 1621 1635.4 1623.9 1631.1 1615 h P(KN) 19720 23743 26834 23778 20501 板带轧制工艺及设备讨论课 ——钢板轧机机架讨论 组员：温晶晶 王鹤男 刘希超 崔昭康 指导教师：许秀梅 2016年10月 2016秋季学期《板带轧制工艺及设备》讨论课实施方案 一、整体思路 由于上课学生人数较多，讨论课以课外学生小组讨论，课上演讲、提问和教师点评的教学形式，深入讨论课程所涉及到的知识点及其在工程中的应用。 学生自由分组，自主选题，激发学生学习兴趣，扩大学生的知识面，以弥补课 时少，讲解内容有限，覆盖面不全，提高学生综合运用本专业知识，分析、理 解和解决本专业及相关行业的理论和实践问题的能力。 二、目的与意义 （1）使学生具备初步的查阅文献、阅读相关技术资料，深入分析相关知识等自主学习与调查研究能力； （2）通基于团队的学生上台演讲和课程讨论体验式教学方式，使学生在沟通能力、团队合作能力等方面得到锻炼和提高; 三、讨论内容 钢板轧机机架有哪些结构形式？各自特点。 四、实施方案 （1）分组:根据学生人数分组，每组4~6人，每组学生首先在上述规定的讨论内容范围内确定一个讨论题目，课下每组同学针对组内题目展开讨论，题目确定之由组长呈报任课老师。 （2）提交材料：针对讨论题目形成的观点，每组提交一份纸质文档，针对讨论课题，如果组内同学观点不一致，纸质文档也可以单独提交（要求B5纸，手写、打印均可）；同时每组必须提交一份PPT文档，文档包含讨论内容的主要观点，图文并茂，以备在课堂讨论用。 (3)课堂讨论形式；课堂讨论时，任课教师根据提交的题目，随意抽取6~8个题目，进行课堂讨论。被选中课堂讨论的题目，每组推荐一人用PPT汇报，汇报之后，同学之间可以相互提问，教师也参与其中，每个题目讨论时间控制在10分钟。 (4)成绩评定；讨论课满分10分，成绩评定主要以提交的纸质文档和PPT文档为主。每组提交纸质文档时，要根据组内每个同学对整体工作的贡献排序。汇报表现不好的同学适当扣分。不参加讨论的学生不得分。 任课教师:许秀梅 2016.9.1 2 钢板轧制设备及工艺复习题 1钢板的品种按厚度如何分类其技术要求有哪些P3答：钢板的品种规格按厚度分为两大类，即厚板和薄板。一般称厚度为4mm以上者为中厚板；4mm以下着为薄板。钢板生产的技术要求：1、尺寸精度要求。（钢板的尺寸精度主要指厚度精度。厚度精度包括纵向厚差和横向厚差的允许范围。）2、板型精度要求。（板型精度是指板带钢的平直度，表示板带纵向、横向各部位是否产生波浪或瓢曲。）3、表面质量要求。4、性能要求。 2厚板、热轧带钢、冷轧带钢生产的工艺过程，各主要工序的作用 答：厚板生产工艺过程由原料及轧前准备、轧制和精整三大部分组成。 板坯的加热工艺作用：提高塑性、降低变形抗力，使坯料便于轧制，并提高产品质量，增大金属收得率。 除磷作用：保证钢板的表面质量，去除在加热过程中的炉生氧化铁皮和轧制过程中生成的再生氧化铁皮，减少轧辊磨损和消耗减少换辊次数。 热机械控制工艺作用：控制奥氏体状态、相变产物及组织状态、细化铁素体晶粒、减少珠光体片层间距，实现钢板高强度、高韧性和焊接性能的统一，生产出优质厚板。 轧后冷却作用：改变钢板的金相组织和力学下性能。 热轧带钢生产过程包括坯料选择和轧前准备、粗轧、精轧和轧后精整四个大的阶段。 板坯的加热工艺作用、除磷作用同上。 定宽作用：改变板坯宽度，以满足热轧带钢品种规格不同宽度的需要。 冷轧带钢主要生产工艺过程，主要由酸洗、轧制、退火、平整、镀（涂）层和精整工序组成。 酸洗作用：采用物理和化学的方法将带钢表面上得氧化铁皮清除掉。 退火作用：（1）消除带钢冷轧时的加工硬化；（2）获得不同的力学性能。 平整作用：（1）使退火带钢平整后达到一定的力学性能要求；（2）消除材料的屈服平台；（3）改善带钢的板形；（4）根据用户的要求生产不同粗糙度的带钢。 3热机械控制工艺的实质P16 答：热机械控制工艺，是将控制轧制和控制冷却工艺结合。在合理的化学成分设计的基础上，通过控制板坯出炉温度、低温阶段累计压下率和温度、终轧温度、轧后冷却速度和终冷温度等工艺参数，已达到控制奥氏体状态、相变产物及组织状态、细化铁素体晶粒、减小珠光体片层间距，从而实现钢板高强度、高韧性和焊接性能的统一，生产出用常规的轧制和热处理相结合工艺无法生产出的优质厚板品种，满足用户要求。 4影响有载辊缝形状的因素有哪些P21 1轧辊的热凸度。轧制时轧件的变形功所转化的热量、轧件与轧辊间摩擦所产生的热量，以及高温轧件所传递的热量都会使轧辊受热；而冷却水、空气及轧辊接触的零件会使轧辊冷却。在轧制过程中，加热和冷却条件沿辊身长度是不均匀的，靠近辊颈部分受热少、冷却快，轧辊中部则相反。故轧辊中部温度高，热膨胀大，使轧辊产生热凸度。轧辊的如凸度可以采用沿轧辊辊身调节冷却水流量分布的方法加以控制。 2轧辊的磨损。轧辊与轧件、工作辊与支承辊间的相互摩擦都会使轧辊产生磨损。影响轧辊磨损的因素很多，如轧辊与轧件的材料与温度、轧制力与轧制速度、前滑和后滑数值、工作辊和支承辊的滑动量和滑动速度、轧辊和轧件的表面硬度和粗糙度等，而且轧辊的磨损量随时间而改变。一般工作辊和支承辊的磨损规律是中部磨损大、两端磨损小，板坯边部温宿较低会造成边部的局部磨损。（轧辊磨损的补偿方法包括：1）通过生产组织的方法补偿轧辊磨损的影响。2）调整轧辊热凸度补偿轧辊磨损。3）轧辊的弹性弯曲。4）轧辊的弹性压扁。5）轧辊的原始凸度。） 5.什么是板形常见的板形缺陷有哪几种板形调节手段有哪些液压弯辊的机理及应用 答：板形精度是指板带钢的平直度，表示板带材纵横向各部位是否产生波浪或瓢曲。P4 常见板型缺陷有波浪或瓢曲（即单边浪、双边浪、中浪、肋浪和局部瓢曲）。 板型调节手段有：调整轧辊辊型，控制轧辊间有载辊缝形状，调节沿板宽压下量的分布，使延伸沿板宽分布均匀，达到钢板平直度的要求。1）采用具有板型调节功能的新型厚板轧机。2）采用板型快速调节方法：（1）液压弯辊。（2）轧辊分段冷却。（3）轧辊的倾辊调整。P23 原理：弯曲工作辊的方法改变工作辊挠度的机理主要是改变工作辊和支承辊之间互相弹性压扁量的分布曲线。弯曲支承辊方法改变工作辊挠度的机理是弯辊力改变了支承辊的弯曲挠度。 应用：对于窄板轧机，采用弯曲工作辊方法比较好；而对于宽板轧机，采用弯曲支承辊的方法比较好。通常宽板轧机采用弯曲支承辊和弯曲工作辊联合使用，可以更有效地控制板型。 （所谓液压弯辊，就是采用液压缸的压力，使工作辊或支承辊在轧制过程中产生附加弯曲，以此改变有载辊缝形状，保证钢板的平直度和断面形状合乎要求。（液压弯辊方法有弯曲工作辊和弯曲支承辊。）） 6制订厚板压下规程受哪些因素影响画简图说明制订厚板压下规程的一般规律P21 答：影响厚板压下规程的因素可分为设备能力和产品质量两大方面。设备能力对压下量的限制条件包括三个方面：咬入条件、轧辊强度和电机功率。产品质量对压下规程的影响需要考虑下面几个因素：1、金属塑性。2、钢板的几何精度。3、实行热机械控制工艺时，必须按控制轧制要求来确定压下量，以保证对轧制阶段累计变形量的要求，确定钢板的金相组织和力学性能。 将整个轧制过程分为粗轧A和精轧B两个阶段。粗轧开始阶段，由于轧件比较厚，又称咬入限制阶段A’。在咬入条件、除磷和纵向辗平限制下，压下量不允许太大。轧数道次后，咬入限制消除，可增大相对压下量ε（%），增大轧制力P，充分发挥轧辊强度和电机能力，迅速减小板坯厚度，缩短轧制周期，提高 6 轧制力与轧制力矩计算 轧制力计算 6.1.1 计算公式 1. 公式是用于热轧时计算平均单位压力的半经验公式，其公式为（1）； ))(1ηε++= P k m （ （1） 式中：m ——表示外摩擦时对P 影响的系数，h H h h R f m +?-?= 2.16.1； 当t≥800℃,Mn%≤%时，K=10×（）（+C+Mn+）Mpa 式中t —轧制温度，C 、Mn 为以%表示的碳、锰的含量； ε— 平均变形系数，h H R h v +?=2ε；η—粘性系数，')01.014(1.0C t -=η F —摩擦系数，)0005.005.1(t a f -=，对钢辊a=1，对铸铁辊a=； ‘C — 决定于轧制速度的系数，根据表经验选取。 表 ’ C 与速度的关系 轧制速度（m/s ） ＜6 6~10 10~15 15~20 系数‘ C 1 2. 各道轧制力计算公式为 p h R b B p F P h H ??+= =2 6.1.2 轧制力计算结果 表粗轧轧制力计算结果 道次12345 T（℃） H（mm）2001601126743 h(mm)160112674330Δh(mm)4048452413 Ri(mm)600600600600600 f m K(Mpa) ‘ C11111 η v(mm/s)37703770377037703770 P(Mpa) B(mm)16241621 H b(mm)16211615 h P(KN)1972023743268342377820501 表 精轧轧制力计算结果 道次 1 2 3 4 5 6 7 T(℃) 880 H(mm) 18 h(mm) 18 Δh(mm) 12 Ri(mm) 400 400 400 350 350 350 350 f m K(Mpa) ‘C 1 1 η v(mm/s) 3310 5080 7260 9690 12930 15220 17000 ε P (Mpa) 2 h H b B +(mm) P(KN) 21307 20047 18505 15905 18050 11604 8800 轧制力矩的计算 6.2.1 轧制力矩计算公式 传动两个轧辊所需的轧制力矩为（2）； Pxl M z 2= （2） 式中：P —轧制力； x —力臂系数； l —咬入区的长度。 【课程设计】板带轧制设计 辽宁科技大学 课程设计说明书 设计名称：板带轧制课程设计 指导教师：王振敏 学院：装备制造学院 班级：材控10.1 姓名：李天夫 日期：2013.12.19 目录1.综述 1.1热轧板带钢的生产状况 1.2热轧板带钢的新技术发展趋势 2.工艺流程及设备 2.1生产工艺流程简介 2.2主要设备及产品参数 3.整个流程的设计和计算 3.1 确定轧制方法 3.2 加热制度的确定 3.3各道次压下量的分配 3.4 粗轧各道次宽展计算 3.5根据成品板的宽度确定精轧宽度 3.6宽向所需的总的侧压量 3.7各道次宽度的计算 3.8粗轧所用时间及其温降 3.9精轧各道次速度的计算 3.10精轧各机架的温度 3.11精轧各机架的变形速度 3.12精轧单位压力及其轧制力轧制力矩的计算 4.强度校核 4.1咬入角校核 4.2轧辊强度校核 5.结束语 1.综述 1.1热轧板带钢的生产状况 热轧带钢是重要的钢材品种，对整个钢铁工业的技术进步和经济效益有着重要影响。发达国家热轧带钢产量约占热轧钢材的50%以上，并在国际市场竞争中居于领先地位。我国钢铁工业近年来产量增长较快，但高附加值产品的数量和质量较低。我国一般热轧带钢产品厚度下限是 1.8mm，但实际上只生产很少厚度小于2.0mm的热轧带钢，即使窄带钢，产品厚度一般也大于2.5mm。因此，相当一部分希望使用厚度小于2mm带钢作原料的用户，只得使用冷轧带钢。如果能开发薄规格的热轧带钢，则可代替相当一部分的冷轧带钢使用，使生产成本大为降低。 a热轧宽带钢的生产状况 国外热轧宽带钢生产的技术进步表现在以下几方面:①热带钢无头轧制技术。无头轧制技术能稳定生产宽薄带钢及超薄热轧带钢，其宽厚比可由传统热连轧的800∶1提高到1 000∶1，并能应用润滑轧制及强制冷却技术生产具有新材料性能的高新技术产品。②薄板坯连铸连轧技术。它主要有紧凑式热带钢生产工艺CSP (Compact Strip Process)、在线热带钢生产工艺 ISP (In-Line Strip Production)、灵活式薄板坯轧制工艺 FTSR (Flexible Thin Slab Rolling)和连铸直接轧制工艺CONROLL等10余种类型。德国SMS公司开发的CSP工艺已成功地轧制出厚度为0.8mm的薄带钢产品，并已经广泛应用在家用电器、建筑工业等领域；奥钢联(V AI)开发的CONROLL工艺也成功地生产出厚度0.9mm~1.0mm、表面质量极好的热轧薄带钢，可用作汽车的外露部件；美国至今已经投产的薄板坯连铸连轧生产线达百余条，生产能力53107t/年。③铁素体区轧制生产工艺。它又称相变控制轧制，是由比利时冶金研究中心于1994年开发的一项轧制新技术，当初主要目的就是用薄规格的热轧带钢取代1.0mm~2.0mm厚度范围的冷轧产品。铁素体区轧制生产工艺的发展目标是生产薄(超薄)规格优质深冲板。LTV公司的印地安那哈伯厂40%的超低碳钢产品采用铁素体区轧制生产， Arvedi公司采用铁素体区轧制生产的超薄热轧带钢已占其产量的25%。④铸轧薄带钢的CASTRIP工艺。这种工艺由美国纽柯钢铁公司、澳大利亚BHP公司和日本IHI公司联合开发， 2003为纽柯公司成功建设了世界上第一套全商业化的双辊铸轧薄带钢生产线，用来生产碳钢和不锈钢。与常规连铸和轧钢技术相比，这种工艺具有投资省、运行费用低、节能环保、废气排放少等优点。目前，这套全商业化的薄带钢双辊铸轧机可年产2.0mm以下薄规格带钢50万t。该铸轧机采用的钢包容量为110t，铸轧机双辊直径为Φ500mm，最高连铸速度为150m/min，常用连铸速度为 80m/min，出口带钢厚度为0.7mm~2.0mm，宽度为1 000mm~2 000mm。 国内热轧宽带钢生产概况如下:①传统的热带轧机。以宝钢2050mm热轧带钢轧机为例，宝钢2050mm热轧厂于1989年8月3日投产，热轧机组设计年产量为400万t。到2000年底已累计生产4446万t热轧带钢。1999年产量达到510 5 轧制力能参数计算与强度效核 5.1 计算各道次轧制压力、力矩、功率 5.1.1 各道次的压力 单位压力：爱克隆德公式 p=(1+m)(K+ηu )（Mpa） (5-1) 式中m----表示外摩擦对单位压力影响的系数； f----轧件与轧辊间的摩擦系数；对于钢轧辊，f=1.05-0.0005t； R----轧辊工作半径（mm），四辊轧机取450mm； ----压下量，= - (mm)； , ----轧制前后的轧件高度（mm）； t----轧制温度（℃）； K----静压力下单位变形抗力； K=9.8（14-0.01t）（1.4+C%+Mn%）Mpa，C%取0.2%，Mn%取1.4%。 η----被轧钢材的粘度系数 η=9.8×0.01(14-0.01t)C Mpa?s C----关于轧制速度系数，V(m/s)<6时，C取1 ；v=6～10m/s时，C=0.8 v----线速度，=3.14×0.9×60/60=2.826m/s,所以C=1。 u----变形速率为（s-1） 轧制时金属对轧辊产生的总压力为： P=plB (5-2) 式中p----平均单位压力（Mpa） B----轧件宽度， ----变形区长度， 例如，第一道次，f=1.05-0.0005t=1.05-0.0005×1150=0.475 = =0.095 K=9.8（14-0.01t）（1.4+C%+Mn%）=9.8×（14-0.01×1150）（1.4+0.2+1.4）=73.5 η=9.8×0.01(14-0.01t)C=0.098×（14-0.01×1150）=0.245 =3.14×900×29.28/60=1379.088mm/s = =1.0028 = =67.08 则平均单位压力p=(1+m)(K+ηu ) =(1+0.095)(73.5+0.245×1.0028)=80.75Mpa 轧制时金属对轧辊产生的总压力： P=plB=80.75×67.08×2320=12566767.2kg=12.57MN 其他道次的计算结果列于表5-1。 表5-1 各道次轧制压力 机架道次 m 单位变形抗力K 粘度系数η变形区长度l(mm) 变形速度u （s-1）单位压p(Mpa) 总压力P(MN) 四辊粗轧 1 0.095 73.5 0.245 67.082 1.0028 80.76 12.57 四辊粗轧 2 0.107 73.571 0.2452 73.485 1.1846 81.75 13.94 四辊粗轧 3 0.126 73.868 0.2462 84.853 1.5192 83.6 16.46 四辊粗轧 4 0.141 74.2 0.2473 87.464 1.7878 85.2 17.29 四辊粗轧 5 0.158 74.576 0.2486 87.464 2.0815 86.97 17.65 Maximum Operating Weight592 t / 652 ton Payload Class363 t / 400 ton Photo shows optional equipment The T 282 B The Liebherr T 282 B combines a high horsepower diesel engine with an extremely ef? cient Liebherr-Siemens AC drive system to maximize productivity and reduce downtime. The AC alternator and traction motors are virtually maintenance free, since their rotors are the only moving parts. The drive system is controlled via electronic solid state controllers, which are small, extremely fast and have no moving components to wear out. Lighter than both a DC drive system or a mechanical drive train, an AC drive system allows for greater payload to empty vehicle weight ratios, faster acceleration and higher travel speeds. This results in faster cycle times and lower cost per ton productivity. Photo shows optional equipment and paint 轧钢工艺学板带钢集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN] 1中厚板轧机的型式?二辊可逆式,三辊劳特式,四辊可逆式,万能式和复合式 2为什么要除鳞?除鳞的方法?除鳞是要将氧化铁皮除净,以免压入表面产生麻点.方法:A在板坯上投入食盐,利用这些材料在高温下爆破来破除氧化铁皮B在粗轧机前设置一台立辊扎进在轧制侧边,即可破碎氧化铁皮,也可同时起到调整坯料宽度的作用C使用高压水除鳞箱和轧机前后的高压水喷头进行除鳞. 3调宽方法?A全纵轧法:即钢板轧制的延伸方向与原料纵轴方向相重合的轧制.当管坯宽度大于或等于钢板宽度时,即可不用展宽而纵轧成成品,这可称之为全纵轧操作方式B横轧-纵轧法或综合轧法:钢板延伸方向与原料纵轴方向垂直的轧制C角轧-纵轧法:轧件纵轴与轧辊轴线呈一定角度将轧件送入轧辊进行轧制的方法.D全横轧法:板坯进行轧制直至轧成成品,当板坯长度大于或等于钢板宽度时才能采用E平面形状控制轧法:即MAS轧制法及差厚宽展轧制法,称为整形轧制,然后转90°进行横轧宽展,最后再转90°进行纵轧成材. 4整形MAS轧法:轧制中为了控制切边损失,在整形轧制的最后一道中沿轧制方向给予预定的厚度变化. 5展宽MAS轧法:轧制中为了控制头尾切损,在展宽轧制的最后道次沿轧制方向给予预定的厚度变化. 6热装:将连铸坯或初轧坯在热状态下装入加热炉. 7热带轧制的阶段?除鳞,粗轧,精轧. 8热带连轧机的区分(轧机布置形式)?全连续式,半连续式和3/4连续式. 9全连续式轧机:轧件自始至终没有逆向轧制的道次,全连续式轧机由5-6个机架组成，每架轧制一道，去不为不可逆式，大都采用交流电机传动。 全连续式轧机优缺点优：轧机产量可高达400-600万吨/年，适合于大批量单一品种生产，操作简单维护方便。缺：设备多，投资大，轧制流程线或厂房长度增大。 半连续式轧机：则是指粗轧机组各机架主要或全部为可逆式为言. 10 3/4连续式:是在粗轧机组内设置1-2架可逆式轧机. 11 3/4连续式和全连续相比的优缺点?优:所需设备少,厂房短,总的建设投资要少5%-6%,生产灵活性也稍大些.缺:可逆式机架的操作维修要复杂些,耗电量大. 12切头的目的?为除去温度过低的头部以免损伤辊面,并防止”舌头或”鱼尾”卡在机架间的导卫装置或辊道缝隙中. 13什么是无头轧制?优点?是在传统轧制机组上,仅将经粗轧后的中间坯进行热卷,开卷,剪切头尾,焊接及剥削毛刺,然后进行精轧,精轧后再经飞剪切断然后卷取.优点:A无穿带问题,按一定速度即恒定张力进行轧制,不受传统轧法的速度限制,提高生产率,提高厚度精度及改善板形,成材率提高B无穿带,甩尾,漂浮等问题,带钢运行稳定,可生产0.8-1.0mm薄带材C有利于润滑轧制,大压下量轧制及进行强力冷却,为生产表面与性能质量好的板带创造了条件D减少轧辊冲击和粘辊,延长轧辊寿命. 14炉卷轧制:为了在轧制过程中抢温保温,便很自然地提出将板卷放置于加热炉内,一边加热保温,一边轧制的方法. 15薄板坯:普通连铸机难以生产的,厚度在50-90的连铸坯.或在60-80mm以下可以直接进入热连轧机组轧制的板坯. 东北大学继续教育学院 轧制理论与工艺试卷（作业考核线上） B 卷学习中心：院校学号：16090720884 姓名赵方杰 （共 4 页） 共20 分) 2、冷轧中采用张力轧制以降低轧制压力，通常张应力最大值为轧件的屈服极限，这样做的目 的是防止轧件在变形区外产生变形，使轧制过程不能进行。（） 3、绝对变形量是指轧制前后轧件尺寸之间的差值。( ) 4、在辊速及延伸系数一定条件下，只要轧件入口速度增大，其前滑必然增加。（） 5、轧制过程中前滑区和后滑区的分界面称为中性面，当前滑增加时，中性面向出口方向移动。( ) 6、张力减径机的变形区只由一个减径区组成。( ) 7、边宽、腰薄、平行边的H型钢无法采用带开闭口边的二辊孔型法生产。（） 8、万能轧机轧制H型钢时，H型钢的腰部在万能孔型中处于全后滑状态。（） 9、在孔型中轧制时，由于孔型侧壁的约束作用，与平辊轧制相比，使延伸效率提高。（） 10、钢管生产中，毛管空心坯长度与内径之比叫穿孔比。（） 二、计算题（10分） 在φ750/φ1050×1700mm 热轧机上，轧制Q235普碳钢，某道次轧制温度为1000℃，轧件轧制前厚度H=65mm ，轧后厚度h=42mm ，板宽B=1200mm ，轧制速度v=2m/s 。应力状态系数)5.0/)(04.045.0(8.0-++=H R n εσ。试计算轧制力，并求此时轧制力矩多大(变形抗力曲线如下图，忽略宽展）。 解：变形程度：%.43565 42 65%100H h =-=??= ε 接触弧长)(9.9223375l mm h R =?=??= 根据变形速率计算公式计算变形速率： -1s 26.9)4265/(375/2320002)/(/h v 2=+?=+?=h H R ε 由℃1000T 6.29==，ε 查图中曲线，得MPa 120s =σ 再由变形程度等于35.4%查得修正系数约为1.02，故修正后的屈服强度为： .4MPa 122MPa 1202.01s =?=σ 平面变形抗力为： MPa 6.7140.41225.115.11K s =?==σ )5.0/)(04.045.0(8.0-++=H R n εσ 板带轧制设备现状与发展趋势 1.引言 现代的钢铁企业是由炼铁、炼钢和轧钢三个主要的生产系统组成的，轧钢生产是钢铁工业生产的最终环节。现代轧钢技术与装备以板带生产为代表。板带生产从产品和生产工艺上主要分为冷轧带钢和热轧带钢两大领域。按产品品种的不同，又有碳钢、不锈钢、硅钢等热、冷轧工艺。板带钢的生产设备依据其生产工艺的不同而设备组成也有较大的差异。轧机是实现板带轧制过程的设备，泛指完成轧材生产全过程的装备﹐包括有主要设备、辅助设备、起重运输设备和附属设备等。但一般所说的轧机往往仅指主要设备。 2.轧制设备的历史回顾 2.1 世界轧机发展历史 据说在14世纪欧洲就有轧机，但有记载的是1480年意大利人达·芬奇设计出轧机的草图。1553年法国人布律列尔轧制出金和银板材，用以制造钱币。此后在西班牙、比利时和英国相继出现轧机。1728年英国设计生产了圆棒材轧机。英国于1766年有了串列式小型轧机，19世纪中叶，第一台可逆式板材轧机在英国投产，并轧出了船用铁板。1848年德国发明了万能式轧机，1853年美国开始用三辊式的型材轧机，并用蒸汽机传动的升降台实现机械化。接着美国出现了劳特式轧机。1859年建造了第一台连轧机。万能式型材轧机是在1872年出现的；20世纪初制成半连续式带钢轧机，由两架三辊粗轧机和五架四辊精轧机组成。近几十年来，发达国家在这轧制设备及技术上的则发展更为迅猛。 2.2 国内轧机发展概况 50年代，我国从原苏联引进了鞍钢1700热连轧机和1700可逆式冷轧机及相应的生产技术，该装备技术水平属当时世界先进水平。60年代我国自主设计制造了2800、4200大型板轧机和1700热连轧机，其机械、电气传动等装备均国产，这些自主制造设备比当时国际水平是落后一些，主要表现在无厚度自动控制系统（AGC）。70年代武钢1700热、冷连轧机引进，使我国轧钢技术达到了当时世界上的先进水平，国内也开展了AGC的工业实验和推广应用。80年代从德国引进了2050、2030 热、冷连轧机，该轧机具有世界先进水平的板形控制装备和技术， 日本轧钢理论和技术发展简况 【保护视力色】【打印】【进入论坛】【评论】【字号大中小】2007-01-31 10-49 自1953年日本钢铁产量超过战前以来，经济高度发展，产量飞速提高。20世 纪70年代初期产量超过了1亿t，成为世界屈指可数的钢铁大国，其后产量一直保持在 1亿多吨，并努力使生产技术处于世界领先水平。 日本钢铁工业的发展以战后从欧美各国引进技术为基础，通过迅速对其进行改进和创新，开发了具有自主知识产权的技术。在轧制工艺方面，20世纪60年代至70年代开发了高速轧制技术，20世纪70年代至80年代开发了连续轧制技术，自20世纪80年代以后，开发了轧制尺寸精度高、产品质量高和不受工艺过程约束的轧制技术及使用这 种技术的新型轧机。最近以适应环保要求为目的的轧制工艺引人注目。以下主要就20 世纪80年代以来日本开发的具有自主知识产权的轧制技术的发展历程进行概述。 轧制理论和轧辊的发展 1 轧制分析 众所周知，日本的轧制技术以理论为基础，始终处于世界先进水平。为分析板材轧制中的板材形状和中间凸度的原理，对轧机的弹性变形条件和被轧材的塑性变形条件 进行了联立求解。采用将弯曲和剪切挠曲的材料力学模型进行扩展或校正的方法对各种 类型轧机进行分析的方法已基本确立。另一方面，关于材料的塑性变形，采用了三维分 析法，使分析由二维理论向高精度分析发展。在分析法的发展方面，有采用数值计算法 忠实分析变形的所谓三维分析法，有刚性和塑性FEM，有弹性和塑性FEM，尤其是还有为缩短计算时间而将上述方法进行组合的分析法。 在孔型轧制方面，一般说来纯理论处理是极为困难的。作为一种简便的方法，虽然可以采用所谓的矩形换算法把孔型轧制替换为适当的矩形断面材的扁平轧制，但无法 河北理工大学冶金与能源学院 课程设计 题目：1580热轧板带轧制规程设计 专业：材料成型与控制工程 班级：07成型（2） 学生姓名：李壮志 学号：200706040213 指导老师：冯运莉 日期：2011年3月10日 目录 1.1700热轧带生产工艺.......................................... 错误！未定义书签。 1.1 原料及产品介绍 (1) 1.2 主要设备的选择 (1) 1.2.1 立辊选择 (1) 1.2.2 轧机布置 (2) 1.2.3 粗轧机的选择： (3) 1.2.4 精轧机的选择： (4) 2 压下规程设计与辊型设计 (5) 2.1 压下规程设计 (5) 2.2 道次选择确定 (5) 2.3 粗轧机组压下量分配 (5) 2.4 精轧机组的压下量分配 (6) 2.5 校核咬入能力 (7) 2.6 确定速度制度 (7) 2.7 轧制温度的确定 (10) 2.8 轧制压力的计算 (11) 2.9 传动力矩 (14) 3 轧辊强度校核 (15) 3.1 轧辊的强度校核 (15) 3.1.1 支撑辊弯曲强度校核 (16) 3.1.2 工作辊的扭转强度校核： (18) 参考文献 (19) 2 1.1 原料及产品介绍 依据任务要求典型产品所用原料： 规格：板坯厚度：250mm 钢种：Q235 最大宽度：1050mm 长度：8.5m 产品规格： 厚度： 6mm 因为所给坯料宽度较小，并且在粗轧机前部安装有大立辊，所以侧压有效，可以少量控制成品宽度。 坯料选用250mm厚需要较多道次，但对保证压缩比，生产优质板材具有重要意义，生产普板时可以降低原料厚度，以减少道次增加产量。 坯料宽度限定8.5m，加热炉内宽度9.2m，有利于设计高温（1350℃）步进炉，以便为今后生产高牌号硅钢、低合金管线钢储留设备能力。 1.2 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。 1.2.1 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。 1 冷轧轧制力计算 1．平面变形抗力K ： （1）：由轧前总加工率εH 和轧后总加工率εh 查图分别得到轧前屈服极限σsH 和轧后屈服极限σsh ,取平均值得实际变形抗力?σ。 ?σ=2sH sh σσ+ （2）：由平均加工率2H h εεε+= 查图直接得实际变形抗力?σ K = 1.155q ?σ- ?σ：平均屈服极限 q ：平均张应力，12 q q q =+后前（） 2．压扁后的接触面积F l ':压扁后的变形区长度 计算22()fl m h =，及2afK y h =,其中(/)95000R a mm MPa = 由m 2，y 查图得m ' 由fl m h ''=得m h l f ''= F =B ·l ' 3．应力状态影响系数 P K （1）按斯通公式计算 1m P e K m '-='（直接计算或查表） （2）按采列克夫公式计算 由2l H μδ'=?和道次加工率ε查图得到P K （3）按陈家民公式 由 l h ' 与摩擦系数f 查图得P K 4．轧制力P P = P K ·K ·F 例：冷轧H62黄铜，退火厚度为H 退=0.4mm ，第三道次轧前厚度H=0.16mm ， 第三道次轧后h=0.13mm ，直径D=150mm ，B=216mm ，f = 0.07，q h = 178MPa ， q H = 188MPa ，计算冷轧轧制力。 解：(1)计算K 值 轧前总加工率εH = -退退 H H H ╳ 100%=-0.40.160.4╳ 100%=60% 轧后总加工率εh = -退退 H h H ╳ 100%=-0.40.130.4╳ 100%=67.5% 2H h εεε+==60%67.5%2 +=63.8% 由ε=63.8%查图（铜合金屈服极限与压下率的关系图）直接得平均屈服极限?σ=610 MPa K ’=1.155?σ- 2H h q q +=1.15╳610-1781882+=521.6 MPa （2）计算压扁后的弧长l ’ 150752R mm == 0.160.130.14522 H h h mm ++= == 0.160.130.03H H h mm ?=-=-= 0.160.1318.8%0.16H h H ε--=== 1.5l mm === 2220.07 1.50.5240.145fl z h ?????=== ? ????? ' 752521.60.072950000.3980.145afK y h ???=== 由z 2和y 得' ' 1.21fl m h == '' 1.210.145 2.510.07m h l mm f ?=== （3）应力状态影响系数 P K 按斯通公式计算 第十一章现代轧制理论 1480．什么是塑性加工力学，其主要作用是什么? 塑性加工力学就是运用塑性力学基础来求解塑性加工成型问题。它的任务是在对加工工件进行应力分析的基础上建立求解塑性加工成型问题的变形力学方程和解析方法，从而确定塑性加工成型的力能参数和工艺变形参数以及影响这些参数的主要因素。它和材料科学(主要是金属材料学)是开发塑性加工技术必不可少的基础。 从塑性加工力学上来理解塑性加工成型的机制便容易开发与掌握塑性加工生产技术。如带材冷连轧时用塑性加工力学的解析所建立的轧制力和接触压力分布等模型乃是带材厚度控制和板形控制的重要数学模型之一；根据塑性加工力学解析所求出的工件内应力分布和应变的分布，可以分析加工时产生裂纹的原因和防止措施，并可预测产品内的残余应力和组织性能分布，以便寻求改善产品组织性能和提高产品质量的途径。 1481．现代轧制理论研究工作的基本任务是什么? 现代轧制理论研究工作的基本任务是： (1)求解轧制变形区中的各种分布量，如应力场、应变场、速度场和温度场等，为板形板厚控制、型钢孔型设计等提供理论基础。 (2)对轧制过程中工具及工件的温度与变形进行综合研究，为钢材的高精度轧制及轧机的高精度控制服务。 (3)加强对轧件的不均匀变形和轧件头尾的不稳定变形阶段的理论研究，为提高成材率、优化轧制规程服务。 (4)提高轧制过程参数的理论解析精度，建立并不断改进控制各种类型轧机的数学模型。 (5)开展对轧制过程热力学及冶金学过程参数的一体化研究，对各类轧制过程中的温度、变形、金属的微观组织及产品的最终性能进行综合模拟，实现根据产品的使用要求来进行钢材成分和轧制规程的预设计。 (6)处理并解决CAD、CAM、CAE、CIMS、专家系统等计算机辅助工具及人工智能应用于轧钢生产过程的控制与管理工作时所遇到的轧制理论方面的新问题。 1482．轧制过程有哪些分析方法? 轧制过程的理论研究，就其内容来分，有金属变形的物理基础、物理化学原理和数学力学理论，它们之间存在着密切的联系。其中的数学力学理论，主要是用宏观的数学力学分析方法和实验方法，求解塑性加工过程的力能参数、变形参数以及工件中的应力分布、应变分布和金属流动规律等。 轧制过程的分析方法大致可分为两类：一类是解析计算法，如初等解析法、能量法、滑移线法、界限法、流函数法等；另一类是数值分析法，如影响函数法、边界元法、有限差分法、有限元法等。在实际应用中，解析计算法常要用到很多假设，有时会因此而产生较大的误差，而数值分析法虽然能够进行更精确的计算，但计算效率往往比较低。近年来的发展趋势是以数值分析方法为主，辅以解析方法，以便获得准确的计算结果和较高的计算效率。 1483．什么是初等解析法。有哪些优缺点? 传统二维轧制理论，以稳定变形和平面应变为前提，系统地描述了板带轧制时的受力和变形特点，解决诸如轧制压力、力矩、功率、宽展、前滑等轧制过程参数的近似计算问题。这个时期轧制理论的主要进展是提出了卡尔曼(Karman)方程和奥罗万(Orowan)方程，以及以这两个方程为基础附加一些假设条件进行推导得出的一些轧制压力公式、宽展公式等，并逐渐形成了以工程法(Slab Method)为核心的传统轧制理论体系。 这些初等解析法在轧制过程的分析中及生产实践中做出很大的贡献，由这些理论得出的简化公式可以比较简单地求解出生产控制中所需的轧制力、力矩等参数，并且具有一定的工程精度。但由于计算时都采用一些假设，如果计算参数处理不当，会引起很大的误差，并且轧制力计算案例
思考题目-轧制与挤压工艺与设备
热轧轧制力计算与校核
板带轧制工艺及设备讨论课分析
板带轧制工艺技术
热轧轧制力计算与校核
【课程设计】板带轧制设计
板带轧制力与力矩的计算
板带轧制理论与实践
轧钢工艺学板带钢
轧制理论与工艺
板带轧制设备现状与发展趋势
#日本轧钢理论和技术发展简况
1580热轧板带轧制规程设计
铜板带的冷轧轧制力计算步骤
第十一章 现代轧制理论