5 轧制工艺参数设计分析Word文件下载.docx

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5.2轧制制度

由轧制方式，本设计中采用横—纵轧制方式，由于横—纵轧法板坯宽度不受钢板宽度的限制，比较灵活；

轧件在横向有一定的延伸，改善了钢板的横向性能。

即先横轧展宽到所需宽度，再纵轧到底，得到所需长度。

本设计中，中厚板轧制时使用可逆式轧机，可以采用低速咬入高速轧制的方法，一般咬入条件不成为限制压下量的因素，最大咬入为

，低速咬入时取

，则最大压下量为

mm。

展宽道次中为了满足常规轧制的要求，同时利用高温塑性实现大压下，其压下量的主要限制条件是设备的负荷和产品的质量要求。

可以在轧制过程中，前几道采用大一些压下，最后几道为了保证质量，逐渐减小压下量。

在设计计算中考虑宽展，因此在压下的过程中，宽度也方向发生变化，在本设计中本产品压下量的分配见表5.1。

5.3速度制度

轧制速度制度是指轧辊转速随时间的变化规律。

四辊可逆式中厚板轧机可以随时间改变轧辊的转向和转速，所以从尽量缩短轧制周期、提高轧机产量的角度出发，在轧制中，由于在横轧道次轧件较短可适当采用匀速稳定轧制，轧制速度n=40rpm，而对于纵轧道次视情况采用梯形速度制度。

但当其最高转速时，都应采用梯形速度制度。

梯形速度图如图5.1。

根据经验资料，在本设计中可逆式中厚板轧机的咬入和抛出速度分别取

rpm和

rpm，稳定轧制速度取

rpm，平均轧制加速度

rpm/s，平均轧制减速度

rpm/s。

5.4轧制时的前滑与后滑

轧件在轧制时，高度方向受压下的金属一部分流向纵向，使轧件伸长；

另一部分流向横向，使轧件展宽。

轧件的延伸是被压下金属向轧辊入口和出口两方向流动的结果；

轧件进入轧辊的速度

小于轧辊在该点处线速度

的水平分量

；

而轧件的出口速度

大于轧辊在该处的线速度

这种

的现象叫做前滑，而

的现象叫做后滑。

前滑值是用轧辊出口断面上轧件与轧辊速度的相对差值来表示，即

[7]（5.1）

式中

—前滑值；

—轧辊出口截面轧件的速度；

—轧辊圆周速度。

同样后滑是用轧辊入口断面轧件的速度与轧辊该点的水平分速度差的相对值来表示，即

（5.2）

—后滑值。

在热轧过程，由于前滑影响较小，一般不进行计算，因此本实验中，不考虑前滑和后滑。

5.5轧制时间

5.5.1横轧轧制时间

由于最开始轧制坯料过短，所以横轧阶段就用稳速轧制，计算如下：

（5.3）

—这一道次轧制后的长度；

—工作辊的直径，

以第一道次为例，

5.5.2纵轧轧制时间

横轧时计算轧制时间因为轧件较短，来不急加速，因此采用稳轧速度40rpm，横轧最后一道要把转钢时间算进去，纵轧时计算轧制时间因为轧件较长，可采用梯形速度计算，轧制时间是加速段时间、稳轧时间、抛出段时间的之和。

计算轧制时间的公式如下给出：

（5.4）

（5.5）

（5.6）

图5.1梯形速度图

见图5.1分析得出

是加速轧制时间、

是减速轧制时间、

是稳定轧制时间。

第三道次为例：

5.5.3间隙时间

是间隙时间，它由经验取值，在四辊轧机上往返轧制中，不用推床定心时（

m），取

s，若需定心时，则当

m时，取

当

转钢时间取

各道次时间计算结果列于表5.1中。

5.6温度制度

板坯的加热质量好坏会直接影响轧制过程和轧制产品的质量，加热质量考查的内容有温度的均匀性、加热温度的准确性、加热造成的缺陷等。

为了防止过热、过烧、原始奥氏体晶粒粗大和不均匀等缺陷，根据铁碳相图及现场实际，坯料的出炉温度为

℃~

℃，开轧温度为

℃，终轧温度为

℃。

对于轧制厚板中的温度的确定，因为实际生产中有高压水除磷，温度的制定主要按以下方法考虑：

当温度大于

℃时，主要以辐射和高压水冷却方式降温，对流和传导散热大致与变形功的转化的热量相抵消，同时，轧件的面积大小也影响着温降。

计算各道温降的公式大致为：

（5.7）

—辐射时间，即该道次轧制延续时间；

—前一道轧出的厚度；

—前一道轧制的绝对温度

以第一道次为例：

℃

5.7计算各道变形程度

各道变形程度

计算结果列于表5.1

以下以此类推计算各道变形程度

5.8计算宽展

根据生产实际情况，由资料查得，根据E.SibeI公式[7]：

（5.8）

式中

—压下率

R—轧辊半径

—压下量

C是与温度有关的工艺参数

在温度高于1000℃时，C=0.35；

在温度低于1000℃时，C值较大一些，取C=0.4；

轧后板坯尺寸：

厚

长

宽

5.9计算各道平均单位压力、总压力

根据热轧厚板的生产，计算轧制力使用S.Ekelund公式[7]。

平均单位轧制力其公式为

（5.9）

—表示外摩擦对单位压力影响的系数；

—粘性系数；

—平均变形速度。

其中

（5.10）

（5.11）

把

值和

代入式（5.6），并乘以接触面积的水平投影，则轧制压力为

（5.12）

、

—轧制前、后轧件的宽度；

—轧辊半径；

—轧制线速度。

S.Ekelund还给出计算

和

的经验公式

—平面变形抗力系数；

—轧制温度，℃；

—以

表示的碳含量，查表取

表示的锰含量，查表取

摩擦系数

可用下式表示

对钢轧辊，

，对铸铁轧辊

对于本次设计轧辊是铸铁，取

轧制力计算结果见表5.1。

5.10计算传动力矩

一般说来，为了传动轧辊电动机轴上所需的力矩，由以下四部分组成

（5.13）

—轧制力矩，此即为使轧件塑性变形所需的力矩；

—传至电动机轴上的附加摩擦力矩，此摩擦力矩是当轧件通过轧辊时，在轧辊轴承、传动机构及轧钢机其它部分所发生的；

—空转力矩，即在空转时传动轧钢机所需的力矩；

—动力矩，此力矩是为了克服速度变化时的惯性力所必需的；

1、轧制力矩计算公式：

（5.14）

—合力作用点位置系数，中厚板取为

，粗轧道次取大值，随轧件变薄则取小值。

粗轧占压下量的

，因此由表5.1前六道次可取

，后五道次可取

2、传动工作辊所需的静力矩，除轧制力矩外，还有附加摩擦力矩

，它由

两部分组成，计算式为：

（5.15）

—支持辊轴承的摩擦系数，查表取

—支持辊辊颈直径，

—工作辊直径，

—支持辊直径，

可由下式计算

—传动效率系数，本设计的轧机中采用万向接轴倾角

，查表可得

在

，取

代入上式可得

3、轧机的空转力矩

根据实际资料可取为电机额定力矩的

，

即

本设计中粗轧轧取

4、作用在电机轴上的动力距计算式为；

（5.16）

—换算到电机轴上轧辊传动装置中的总惯性矩

—加速度，

本设计中

是按轧辊的

值折算出来的，轧辊的

值是总

值的

轧辊的重量

辊颈直径

轧辊全长为

；

则支持辊和工作辊的平均直径分别为：

轧辊的惯性矩为

所以，总惯性矩为：

动力矩为：

综上所述，可求出电动轴上的总传动力矩。

计算结果列于表5.1中。

表5.1各道次轧制参数

道

次

轧制

方式

H

mm

B

L

h

轧制时间

间隙

时间

温度

—

260

2040

2210

1100

1

横轧

225

2350.32

2216.60

35

0.69

2.5

1095

25756.95

1164.95

2

180

2923.24

2227.71

45

0.83

1090

37053.46

986.47

3

纵轧

145

2932.77

2756.45

1.08

10.5

1085

45197.08

871.02

4

111

2944.10

3586.91

34

1.32

6

1080

47617.38

766.45

5

78

2958.24

5080.05

33

1.74

1075

51811.47

462.31

63

2964.41

6276.49

15

2.08

1065

36882.71

356.21

7

53

2968.57

7450.29

10

2.41

1055

31918.41

223.88

8

48

2970.31

8221.52

2.63

1045

22514.56

181.79

9

2971.21

8766.98

2.79

1035

17356.14

161.37

43

2971.73

9173.13

2.91

1025

14169.34

124.22

11

42

2971.93

9390.93

2.97

1015

9703.97

124.30