冷轧课程设计说明书.docx
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冷轧课程设计说明书
冷轧课程设计说明书
Preparedon24November2020
辽宁科技大学觀
课程设计说明书
课题:
生产Q235lx1450mm板带钢
指导老师：
班级：
1综述
引言
冷轧生产过程中由于不进行加热，所以不存在热轧常出现的麻点和氧化铁皮等缺陷，表面质量好、光洁度高。
而且冷轧产品的尺寸精度高，产品的性能和组织能满足一些特殊的使用要求，如电磁性能、深冲性能等。
冷轧的定义:
是再结晶下的轧制/旦一般理解为使用常温轧制材料的轧制•铝冷轧分为板轧和箔轧•厚度在~以上的称为板严以下的称为箔•欧美多采用3~6台连续式轧机作为冷轧设备
冷轧优点：
采用冷轧方法生产带钢优点是很多的，归结起来有以下几点：
a〕能得到热轧方法很难得到的极薄带钢（薄达；
2能使产品具有很高且范围很广的力学性能及工艺性能；
3能保证获得高精度尺寸、厚度偏差小、沿带钢的宽度及长度方面的厚度均匀，板形良好、表面光洁的各种带钢；
4成本低、收效率高；
5轧制速度快，具有很高的生产率
冷轧主要工艺特点
与热轧相比较，冷轧板带生产主要有三大特点：
加工硬化
由于加工硬化，使轧制过程中金属变形抗力増大，轧制压力提高，同时还使金属塑性将低，容易产生脆裂。
当钢种一定时，加工硬化的剧烈程度与冷轧变形程度有关。
当变形量加大使加工硬化超过一定程度后，就不能再继续轧制。
因此，板带材在经受一定的冷轧总变形量后，往往需要软化热处理（再结晶退火或固溶处理），使之恢复塑性，降低抗力，以利于继续轧制。
生产过程中每两次软化热处理之间所完成的冷轧工作，通常称之为一个“轧程"。
在一定轧制条件下，钢质越硬，成品越薄，所需的轧程就越多。
工艺冷却和工艺润滑
冷轧过程中产生的剧烈变形热和摩擦热使轧件和轧辗温度升高，故必须采用有效的人工冷却。
轧制速度越高，压下量越大，冷却问题显得越重要。
如何合理的强化冷却成为发展现代高速冷轧机的重要课题。
冷轧采用工艺润滑的主要作用是减小金属的变形抗力，这不但有助于保证在已有的设备能力条件下实现更大的压下，而且还可使轧机能够经济可行地生产厚度更小的产品。
此外，采用有效的工艺润滑也直接对冷轧过程的发热率以及轧辗的升温起到良好的影响。
在轧制某些品种时，工艺润滑还可以起到防止金属粘辗的作用。
冷轧润滑效果的优劣是衡量工艺润滑剂的重要指标，乳化液的要求是：
当以一定的流量喷到板面和辗面上时，既能有效的吸收热量，又能保证油剂以较快的速度均匀的从乳化液中离析并黏附在板面和鶴面上，能形成均匀，厚度适中的油膜。
张力轧制
所谓“张力轧制”就是轧件的轧制变形是在一定的前张力和后张力作用下实现的。
张力的主要作用有：
1）防止带材在轧制过程中跑偏；2）使所轧带材保持平直和良好的板形；3）降低变形抗力，便于轧制更薄产品；4）可以起适当调整冷轧机主电机负荷的作用。
2轧制
现代冷轧生产有可逆式和连轧两种生产工艺，连轧生产又有常规单卷轧制和全连续轧制（即无头轧制）两种方式，全连续轧制是当代冷轧板带钢生产的最高技术形式
我国冷轧板带钢的生产在经过多年的技术改造，设备更新后，水平较之以往已经有了很大提高，但只是一个钢铁大国，而不是钢铁强国，与钢铁强国仍有一定的距离，一些关键部位的钢材品种还主要依赖进口。
冷轧板的生产在我国还有很大的发展前景。
这次采用的就是全连轧，五机架连轧，1、5是留辐轧机，2、3、4是四辐轧机。
原料和参数选择
原料选择
要求生产产品为Q235普碳钢lx1550mm
冷轧薄板可以不考虑宽展所以选择尺寸
所以原料选择：
3x1550mmQ235普碳钢
润滑
工作辗采用乳化液润滑：
浓度为1%~3%的油和水的混合物
首架轧机不润滑.
末架轧机乳化油浓度为％・
其他轧机乳化油浓度有3%.
参数
轧制参数
四银轧机
系数选择
第一道次摩擦系数由，其余四道次摩擦系数为.
张力制度：
第一道次的后张力在30~50MPa.
第五道次后张力大于前张力，前张力在3O~5OMPa
曲线
加工硬化曲线
X、y、Z参数曲线
3轧制制度的制定
辐速的计算
根据秒流量相等得：
BHV=bhv
冷轧薄板可以不考虑宽展所以B=b所以HV=hb
第五机架的速度在18-25m/s取20m/s
V3=16m/s=>
V2=m/siA
Vl=nVsf=>
压下规程
计算平均压力和总压力：
第一道次
由热轧原料开始轧制，压下量A/7=O.8mm）冷轧入口总压下率为0,出口
总压下率为・％。
求平均总压下率工农:
灯二久+匀二X查Q215加工硬化曲线
得％=405MPa,®」
求平均单位张力：
Q=（35+90）/2=
故K=1.15®=115x405=465.75MPa
计算/=QRM=V300x0.8=15.5mm
计算Z=fl/h=0.08X15.5/2.6=0.477才=0..227
C=CR=C><300=x1°"
查轧银压扁时平均单位压力图解（斯通图解法）
lf=xxh/u=0.55x2.6/0.08=17.89mm
"=（K—PX，—1）/x=537.6MPa
片=B/7?
=17.89x1550x537.6x10-4=1490.74t
第二道次
入口总压下率％,出口总压下率25%O求平均总压下率工云:
^£=£\+S2=%
查表
<7°-2=548MPa,6&%」
求平均单位张力:
Q=（100+90）/2=95MPa
故K=1.15®=1.15x548=630.2MPa
计算/==（300x0.55=12.845inin
计算z=ul/h=0.05x12.845/1.925=0.334才=0.11
查轧辗压扁时平均单位压力图解（斯通图解法）
r=xxh/u=0.395X1.925/0.05=15.21mm
p=（K-Q）（^v-1）/x=656.31t
p,=B/7>=15.21x1550x656.31xIO-4=1547.28RN
第三道次
入口总压下率45%,出口总压下率％。
求平均总压下率工M:
工庄二习+$3二x%+x久2二665MPa,无①叭丄
求平均单位张力:
Q=（104+100）/2=102MPa
故K=l」5迅=]15x665=764・75MPa
计算/=、'RM=J300x0・4=10.95mm
计算z=ul/h=0.05x10.95/1.4=0.39z2=0.153
查轧辗压扁时平均单位压力图解
r=xxh/u=0.515x1.4/0.05=14.42mm
”=（K-@）（宀l）/x=866.9MPa
P、=B/p=14.42x1550x866.9xIO-4=1937.6（
第四道次
入口总压下率％,出口总压下率％。
求平均总压下率工农
焙二勺+力二％
b。
2=715MPa,西a%
求平均单位张力:
Q=（108+104）/2=106MPa
故K=l」5屯=1.15x715=822.25MPa
计算/=YRM=J300x0.15=6.71mm
计算z=ul/h=0.05x6.71/1.2=0.2846亡=0.081
查轧辗压扁时平均单位压力图解
r=xxh/f=OA55x\」75/0.05=10.7mm
"=（K-W-1）/x=918.5MPa
P4=B//7=10.7x1550X918.5X10-4=1523.3（
第五道次
入口总压下率％,出口总压下率％。
求平均总压下率工g席„5二％
久」=730MPa,西2°.2
求平均单位张力:
Q=（45+408）/2=MPa
故K=1.15西•=115x730=839.5MPa
计算/=QRM=<300x0.1=5.48inin
计算z,=ul/h=0.05x5.48/1.05=0.26z2=0.067
查轧辗压扁时平均单位压力图解
C=xxh/f=0.46x1.05/0.05=9.66jnin
"=（K-@）（e‘-l）/x=962.O4MPa
P5=BIJ）=9.66x1550x962.04xIO-4=1440t
每道次压下率和压下系数分配
4校核
轧辗直接承受轧制力和转动轧辗的传动力矩，属于消耗性零件，就轧机整体而言，轧辗安全系数最小，轧辗强度往往决定整个轧机负荷能力，因此，要对轧辗进行校核。
轧辗材质为合金锻钢，许用应力M=240MPa，许用接触应力［a，l=2400MPa；许用剪切应力忖二73MPa；许用接触剪应力M=730MPa。
轧辗各部分尺寸分别
工作辗：
辗身直径°=600mm,辗身长度^=1700mm,压下螺丝中心距
^=1980mm；辐颈直径〃二280mm,辐径长度^=180mmo支撑辗:
辗身直径
=1500mm,辗颈d=750mm,辐身长度=1700mm,压下螺丝中心距
L：
=2430mm；辐头均采用扁头万向接轴辐头。
表校核相关参数
机架号
轧制压力/
t
轧辐转速/
r/min
电机功率/
kw
前后张力差
/MPa
1
1491
322
5500
2
1547
429
5500
95
3
1937
566
5500
102
4
1523
643
5500
106
5
1440
708
5500
根据五机架冷连轧机轧制力考虑，现在对第二架轧机的轧鶴进行校核:
工作辐校核
辐身
假定工作辗放在两支点上，画出其弯矩图如下：
如上弯矩图，工作银在其中间部位产生最大弯矩，如上面计算：
L.B\,f1.9801.55）
\48JI48）
/
由于水平张力差导致的弯矩为：
7=100x1.65x1550-104x1..25x1550=54250^
[1.98
54250
x
2
银身中部的合成力矩为：
工作银在最大重车后的直径D=540mm,因此辐身中部的最大弯曲应力为：
必尺1.1x10s“
==r=69MPgr_
'W,,0」x0.540*<[a]
所以，工作辗辗身符合要求。
辗头
所以，银头符合轧制要求口图工作银辐头图
辐身
由上图可知，在银身中部产生最大弯曲力矩，其大小如上面所求：
支撑鶴在最大重车后的直径为D二1450mm,则辐身中部的最大弯曲应力为：
=叽:
0AD\
=7506789.35=2®门
O.lxl.453<[o-J
所以，支撑银符合要求。
辐颈
坐-如=3.47E：
=82.25MM门WdO.k/3O.lxO.753<[°]
所以，银颈轧制符合要求。
接触应力校核
工作鶴与支撑鶴表面接触产生接触应力，它将影响轧辗的轧制寿命，应加
以校核。
计算接触应力使用赫兹公式:
式中：
q接触表面单位长度上的负荷;
“「2—相互接触两个轧辐的半径；
心k2_与轧辗材料有关的系数，
“0.4叫巫适轧辗材料相同、叫得到：
飞"2；
P1.937x
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