中厚板課程設計--16mng中厚板軋制規(guī)程的編制

1、<p><b>　　課程設計說明書</b></p><p>　　設計題目：16Mng中厚板軋制規(guī)程的編制 </p><p>　　學院： </p><p>　　專業(yè)班級： </p><p>　　學生姓名：

2、 </p><p>　　指導教師： </p><p>　　成 績： </p><p>　　2014 年 月 日</p><p><b>　　1.前言2</b></p>&

3、lt;p>　　1.1中厚板產(chǎn)品品種2</p><p>　　1.2中厚板用途3</p><p>　　1.3 16Mng的特性及用途3</p><p>　　2.中厚板生產(chǎn)工藝流程簡介4</p><p>　　2.1中厚板生產(chǎn)工藝4</p><p>　　2.2原料的加熱5</p><p&g

4、t;<b>　　2.3 除鱗5</b></p><p><b>　　2.4粗軋6</b></p><p><b>　　2.5精軋6</b></p><p>　　2.6精整與熱處理6</p><p>　　3.壓下規(guī)程設計6</p><p><

5、;b>　　3.1選擇坯料7</b></p><p>　　3.2坯料尺寸的確定8</p><p>　　3.3確定軋制方法8</p><p>　　3.4確定軋制道次、壓下量及壓下率8</p><p>　　3.4.1校核咬入能力9</p><p>　　3.4.2壓下量的分配和壓下率9</p

6、><p>　　3.5速度制度10</p><p>　　3.6溫度制度12</p><p>　　3.7軋制力計算13</p><p>　　3.7.1平均單位壓力13</p><p>　　3.7.2總軋制力的計算14</p><p>　　3.8計算傳動力矩15</p><

7、p>　　3.8.1軋制力矩的計算15</p><p>　　3.8.2附加摩擦力矩的計算16</p><p>　　3.8.3 空轉(zhuǎn)力矩的計算16</p><p>　　3.8.4動力矩的計算17</p><p>　　4.輥型設計計算18</p><p>　　4.1輥凸度計算19</p>&l

8、t;p>　　4.2軋輥的彈性彎曲變形19</p><p>　　4.3軋輥的磨損21</p><p>　　4.4輥型設計21</p><p><b>　　5 設備校核22</b></p><p>　　5.1 咬入條件的校核22</p><p>　　5.2 軋輥強度校核23</

9、p><p>　　5.2.1工作輥強度校核24</p><p>　　5.2.2 支承輥強度校核25</p><p>　　5.2.3 工作輥與支承輥間的接觸應力26</p><p>　　5.3主電機過載和過熱校核27</p><p>　　5.3.1 軋機主電機過載校核28</p><p>　　

10、5.3.2軋機主電機的發(fā)熱校核28</p><p><b>　　6.結(jié)束語30</b></p><p><b>　　參考文獻31</b></p><p><b>　　1.前言</b></p><p>　　中厚板帶材是機械制造﹑橋梁建設造船和石油化工的容器及管道制造等重要的

11、原材料。由于中厚板可以根據(jù)需要剪裁，可以焊接成大型型材和大口徑鋼管等，與型材和管材比運輸容易，有利于現(xiàn)場施工，因此中厚板在許多工業(yè)生產(chǎn)部門得到廣泛應用。板帶鋼的產(chǎn)量多、用途廣、規(guī)模大、品種全的生產(chǎn)特點，在國民經(jīng)濟中占據(jù)著異常重要的地位，對促進生產(chǎn)的發(fā)展起著重要作用。統(tǒng)計結(jié)果表明，一個國家工業(yè)化程度越高，板帶鋼產(chǎn)量占鋼材總產(chǎn)量的比例就越高。</p><p>　　中厚板生產(chǎn)中以碳素結(jié)構(gòu)鋼低合金鋼的船舶用鋼﹑容器用鋼等

12、鋼材的生產(chǎn)量很大，同時生產(chǎn)一些特殊材料﹑特殊用途的鋼板?，F(xiàn)代化的技術(shù)條件下有可能大量供應品種繁多、廉價、質(zhì)優(yōu)的板帶鋼。</p><p>　　中厚板軋制制度的確定要求充分發(fā)揮設備潛力，提高產(chǎn)量，保證制度，并且操作方便、設備安全。合理的軋制規(guī)程設計必須滿足下列原則和要求：在設備允許的條件下盡量提高產(chǎn)量，充分發(fā)揮設備潛力的途徑不外是提高壓下量、減少軋制道次、確定合理速度規(guī)程、縮短軋制周期、提高作業(yè)率、合理選擇原料等。在

13、保證操作穩(wěn)定的條件下提高質(zhì)量，為保證鋼板操作的穩(wěn)定，要求工作輥縫成凸型，而且凸型值越大操作越穩(wěn)定。</p><p>　　壓下規(guī)程是鋼板軋制制度中最基本的核心內(nèi)容，它直接關(guān)系著軋機的產(chǎn)量和產(chǎn)品的質(zhì)量。軋制制度中的其他內(nèi)容如溫度制度、速度制度都是以壓下制度為核心展開的。反過來，溫度制度、速度制度也影響到壓下制度。</p><p>　　1.1中厚板產(chǎn)品品種</p><p>

14、;　　中厚板是冶金工業(yè)的一個重要產(chǎn)品。中厚板的品種繁多，性能各異，質(zhì)量要求高，應用范圍廣，無論在經(jīng)濟建設還是國防建設中都離不開中厚板。世界各國都把中厚板的品種、質(zhì)量作為衡量一個國家鋼鐵工業(yè)綜合水平的尺度。</p><p>　　我國分類中，稱厚度在4.0mm以上的鋼板為中厚板，詳見下表。</p><p>　　表1 中厚板分類</p><p><b>　　

15、1.2中厚板用途</b></p><p>　　中厚板用于建筑工程、機械制造、容器制造、造船、橋梁等。</p><p>　　普通中厚板用途：廣泛用來制造各種容器、爐殼、爐板、橋梁及汽車靜鋼鋼板、低合金鋼鋼板、橋梁用鋼板、造船鋼板、鍋爐鋼板、壓力容器鋼板、花紋鋼板、汽車大梁鋼板、拖拉機某些零件及焊接構(gòu)件。</p><p>　　橋梁用鋼板用于大型鐵路橋梁。要求

16、承受動載荷、沖擊、震動、耐蝕等。</p><p>　　造船鋼板：用于制造海洋及內(nèi)河船舶船體。要求強度高、塑性、韌性、冷彎性能、焊接性能、耐蝕性能都好。</p><p>　　鍋爐鋼板：用于制造各種鍋爐及重要附件，由于鍋爐鋼板處于中溫（350°C以下）高壓狀態(tài)下工作，除承受較高壓力外，還受到?jīng)_擊，疲勞載荷及水和氣腐蝕，要求保證一定強度，還要有良好的焊接及冷彎性能。</p>

17、<p>　　壓力容器用鋼板：主要用于制造石油、化工氣體分離和氣體儲運的壓力容器或其它類似設備，一般工作壓力在常壓到320kg/cm2甚至到630kg/cm2，溫度在-20-450°C范圍內(nèi)工作，要求容器鋼板除具有一定強度和良好塑性和韌性外，還必須有較好冷彎和焊接性能。</p><p>　　汽車大梁鋼：用于制造汽車大梁（縱梁、橫梁）用厚度為2.5-12.0mm的低合金熱軋鋼板。由汽車大梁形狀

18、復雜，除要求較高強度和冷彎性能外，要求沖壓性能好。</p><p>　　1.3 16Mng的特性及用途</p><p>　　16Mng屬鋼材中的一種材質(zhì)。鍋爐用鋼板(鍋爐板系列)。g為鍋爐板中的“鍋”的第一個字母。 執(zhí)行標準為：GB713-1997。</p><p>　　16Mng 主體材料其實就是16Mn，其含碳量為0.16%，含Mn量為1.2%-1.35%,本設

19、計中為1.2%?！癵”表示鍋爐用鋼，他們里面就是加入了少量的合金元素，來改善鋼的性能的。與普通的20#、16Mn相比具有抗沖擊性能好、溫度形變小；耐腐蝕性好、微合金化等特點。 </p><p>　　鍋爐用鋼板主要牌號： </p><p>　　20g、SA285GrC、SB410、SB480、16Mng、410B、KP42、P355GH、HII、P265GH、16Mo3、15Mo3、19Mn

20、6、SA299、BHW35、DIWA353、13MnNiMo54、臨氫SA387Gr11GL2/GL1、SA387Gr22GL2 。</p><p>　　國內(nèi)材料可參考GB713-97的標準。 </p><p>　　化學成分如下： C：≤0.2%，Mn：1.2%-1.35% ，Si：0.2%-0.6% ，P：≤0.015% ，S：≤0.004% ，Ca：0.0015%-0.003% ，O2

21、：≤0.0025% </p><p>　　2.中厚板生產(chǎn)工藝流程簡介</p><p>　　2.1中厚板生產(chǎn)工藝</p><p>　　根據(jù)車間設備條件及原料與成品尺寸，生產(chǎn)工藝過程一般如下：</p><p>　　原料檢查→原料清理→加熱→除鱗→粗軋→精軋→矯直→冷卻→表面檢查→切頭切尾→精整。</p><p>　　另外特

22、殊中厚板生產(chǎn)流程的特點：</p><p>　?、僭虾蛙埑傻匿摪寰枰?jīng)過超聲波探傷檢查，以確保鋼板的內(nèi)在質(zhì)量；</p><p>　　②一些重用要途的鋼板為保證表面質(zhì)量和尺寸精度，用戶要求按拋丸底層涂料鋼板交貨可縮短施工周期；</p><p>　?、鄄讳P鋼除固溶處理外，有時還要求酸洗鈍化后交貨。 </p><p>　　本設計中采用的生產(chǎn)工藝是

23、：選擇坯料——原料清理——加熱——除鱗——橫軋一道（使長度接近成品寬度）——轉(zhuǎn)90?縱軋到底——矯直——冷卻——表面檢查——切邊——定尺——表面尺寸形狀檢查——力學性能試驗——標記——入庫——發(fā)貨</p><p><b>　　2.2原料的加熱</b></p><p>　　中厚板原料加熱的目的是提高鋼的塑性，降低變形抗力；使坯料內(nèi)外溫度均勻；改變金屬的結(jié)晶組織，保證生產(chǎn)

24、需要的機械和物理性能。加熱爐型式按其構(gòu)造分：連續(xù)式加熱爐、室狀加熱爐和均熱爐三種。均熱爐多用于由鋼錠直接軋制特厚板；室狀爐多用于特重、特輕、特厚、特短的板坯，或多品種、少批量及合金鋼，生產(chǎn)靈活。中厚板板坯加熱爐的主要爐型是連續(xù)式加熱爐。</p><p>　　連續(xù)式加熱爐有推鋼式和步進式加熱爐兩種。其中推鋼式加熱爐設備簡單、操作容易掌握、投資少，但是其也有缺點：鋼坯在水梁上滑動產(chǎn)生擦傷；加熱時間長，鋼坯氧化，脫碳嚴

25、重；容易粘鋼；不能空出爐等。另外一種步進式加熱爐是靠動梁的上、下、前、后平移動作而實現(xiàn)的，故爐長不受限，操作靈活，易于空出爐；不會造成鋼坯劃痕，加熱效率高。便于調(diào)整坯料間隙和加熱時間，易于調(diào)整出爐節(jié)奏，適應冷裝坯，冷熱混合坯在爐內(nèi)的加熱條件控制。</p><p>　　中厚板坯料加熱的要求有：滿足工藝規(guī)范的需要；沿長度和斷面均勻；減少加熱時氧化燒損。其加熱工藝制度要控制加熱溫度、加熱速度、加熱時間、爐溫制度及爐內(nèi)氣

26、氛的選擇與控制。鋼在加熱爐內(nèi)加熱時的溫度變化過程叫鋼的加熱制度。分為一段式加熱制度：一段式加熱制度、二段式加熱制度、三段式加熱制度、多段式加熱制度。</p><p>　　此次設計中采用步進式加熱爐進行加熱，溫度加熱到1100ºC再出爐。</p><p><b>　　2.3 除鱗</b></p><p>　　鋼板表面質(zhì)量是鋼板重要的質(zhì)量

27、指標之一，加熱時高溫下生成的氧化鐵皮若在軋制前不及時清理或清理不干凈，在軋后的鋼板表面上，因氧化鐵皮被壓入鋼板表面，會產(chǎn)生“麻點”等缺陷，因此軋前除鱗是保證獲得優(yōu)良表面的關(guān)鍵工序。除鱗原理是利用高壓水的強烈沖擊作用，去除表面的氧化鐵皮。 </p><p><b>　　2.4粗軋</b></p><p>　　粗軋又稱寬展軋制，粗軋階段的主要任務是將板坯或扁錠展寬到所需要

28、的寬度并進行大壓縮延伸。根據(jù)原料條件和產(chǎn)品要求，可以有很多種軋制方法供選擇。這些方法是全縱軋法、綜合軋制法、全橫軋制法、角軋—縱軋法。</p><p>　　其中全縱軋法由于無法用軋制法調(diào)整原料的寬度和鋼板組織性能的各向異性，因此在實際生產(chǎn)中并不多；綜合軋制法生產(chǎn)靈活，改善鋼板的橫向性能，是生產(chǎn)鋼板中最常用的方法；全橫軋法經(jīng)常用以初軋坯為原料的中厚板生產(chǎn)；角軋縱軋法只用在用鋼錠作原料的三輥勞特式軋機上。</p

29、><p><b>　　2.5精軋</b></p><p>　　精軋階段的主要任務是質(zhì)量控制，包括厚度、板形、表面質(zhì)量和性能控制。軋制的第二階段粗軋與第三階段精軋間并無明顯的界限。通常把雙機座布置的第一臺軋機稱為粗軋機，第二臺軋機稱為精軋機。對兩架軋機壓下量分配上的要求是希望在兩架軋機上的軋制節(jié)奏盡量相等，這樣才能提高軋機生產(chǎn)能力。一般的經(jīng)驗在粗軋機上的壓下量約占80﹪，在

30、精軋機上約占20﹪.。</p><p><b>　　2.6精整與熱處理</b></p><p>　　這是中厚板廠產(chǎn)品質(zhì)量最終處理和控制環(huán)節(jié)。精整是為使軋后的鋼材具有一定的尺寸要求，組織、性能而進行的一系列工序。主要包括矯直、冷卻、劃線、剪切、檢查、缺陷清理、包裝入庫等。根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量要求還要進行熱處理和酸洗。中厚板廠通常在作業(yè)上設置熱矯直機，多使用帶支撐輥的輥式矯直機，

31、為了補充熱矯直機的不足，頭尾使用側(cè)刀剪或擺切剪。中厚板熱處理最常采用的是退火、正火、正火加回火、淬火加回火熱處理工藝。</p><p><b>　　3.壓下規(guī)程設計</b></p><p>　　中厚板的軋制規(guī)程主要包括壓下制度、速度制度、溫度制度和輥型制度。軋制規(guī)程設計就是根據(jù)鋼板的技術(shù)要求、原料條件、溫度條件和生產(chǎn)設備的實際情況，運用數(shù)學公式后圖表進行人工計算或計算

32、機計算，來確定各道次的實際壓下量、空載輥縫、軋制速度等參數(shù)，并在軋制的過程中加以修正和應變處理，達到充分發(fā)揮設備能力、提高產(chǎn)量、保證質(zhì)量、操作方便、設備安全的目的。</p><p>　　通常中厚板軋制規(guī)程設計的方法和步驟如下：</p><p>　　在咬入能力允許的條件下按經(jīng)驗分配各道次壓下量，確定各道次壓下量分配率及各道次能耗負荷分配比；</p><p>　　制定速

33、度制度，計算軋制時間并確定逐道次軋制溫度；</p><p>　　計算軋制力、軋制力矩及總傳動力矩；</p><p>　　進行必要的修正和應變處理。</p><p><b>　　3.1選擇坯料</b></p><p>　　中厚板生產(chǎn)采用的原料有扁鋼錠﹑初軋板坯和連鑄板坯3種。其中扁鋼錠為原料時中厚板軋機產(chǎn)量低﹑產(chǎn)品質(zhì)量差，

34、但由于扁錠不需要初軋設備，過去我國中小鋼鐵企業(yè)中的中板廠大多采用扁錠為原料，受連鑄坯厚度的限制，生產(chǎn)厚板和特厚板，一般采用扁錠為原料。初軋板坯是由大鋼錠經(jīng)初軋機軋制而成的，以此為原料，軋機產(chǎn)量高，鋼板質(zhì)量好，但是由于投資大﹑能耗高和綜合成材率低等因素，導致初軋坯為原料的中厚板軋機越來越少。目前，連鑄坯已成為中厚板生產(chǎn)的主要原料，其產(chǎn)量高﹑成材率高﹑能耗少以及內(nèi)部組織比較致密都使其得到廣泛應用。</p><p>　

35、　中厚板軋機所用原料的尺寸，即原料的厚度﹑寬度﹑長度直接影響著軋機的生產(chǎn)率﹑坯料的成材率以及鋼板的機械性能。為了連鑄機的生產(chǎn)和中厚板車間原料管理的方便，連鑄坯斷面尺寸不宜規(guī)格過多。選擇幾種適當?shù)臄嗝娉叽?，再配合連鑄坯長度的變化，來滿足各種規(guī)格的鋼板對原料的要求。中厚板原料尺寸選擇的原則是：</p><p>　　原料的厚度尺寸盡可能??；</p><p>　　原料的寬度尺寸盡可能大；</

36、p><p>　　原料的長度尺寸盡可能接近原料的最大允許長度。</p><p>　　中厚板原料的主體是連鑄坯，其厚度不受粗軋機軋輥最大開口度的限制，成材率高，且產(chǎn)品性能好，所以本設計選擇連鑄坯為原料。</p><p>　　3.2坯料尺寸的確定</p><p>　　由壓縮比，橫軋時軋機送鋼的最小長度，軋機允許最大軋件長度，加熱爐允許裝入長度等因素，決

37、定原料的厚度和長度。</p><p>　　在原料選擇時應注意盡可能采用倍尺軋制，即當計算出原料質(zhì)量小于最大允許原料的質(zhì)量一半時，應當按倍尺軋制考慮選用厚的尺寸。由于厚板特別是較厚板的訂貨坯料一般不大，甚至幾家用戶訂貨的鋼板需要編組在一起進行軋制，因此在選擇厚板原料的計算中需要考慮的因素很復雜，而且這些因素互相影響，互相制約。</p><p>　　坯料厚度的確定：壓縮比（連鑄坯與成品鋼板間的

38、最小壓縮比保持在6:1以上）保證6:1，由成品厚度h0=25mm,知H=6*h0=150mm。</p><p>　　坯料寬度的確定：根據(jù)寬展比（通常在1.0—1.8之間。太小時，鋼板為凹形，兩頭大；較大時，鋼板為桶形，兩頭?。┤?.5，成品寬度為3000mm，所以B=3000/1.5=2000mm。</p><p>　　由于連鑄坯規(guī)格為：130—320mm*1150—2000mm*2500

39、—4000mm。</p><p>　　常用厚度mm：170 230 300;寬度mm：1280 1650 1950</p><p>　　所以選擇坯料厚度為170mm；寬度為2000mm。</p><p>　　坯料長度的確定：根據(jù)軋前、軋后體積不變的原則，考慮切頭、切邊、燒損等影響來選擇其長度：</p><p>　　帶入數(shù)據(jù)有：170*

40、2000*L*90%=25*3000*11500，成材率取90%，計算可得L=2936.48mm,取原料長度尺寸為2940mm.</p><p>　　根據(jù)上述要求和公式，選擇坯料尺寸為：170mm×2000mm×2940mm。</p><p><b>　　3.3確定軋制方法</b></p><p>　　中厚板軋制方法有很多，

41、考慮到板坯寬度不受鋼板寬度的限制，以及選擇原料的靈活性和性能優(yōu)越等因素，本設計選擇綜合軋制法，即橫---縱軋法。</p><p>　　3.4確定軋制道次、壓下量及壓下率</p><p>　　本設計采用單機架的四棍可逆式軋機。根據(jù)經(jīng)驗，中厚板壓下量在</p><p>　　△h=12mm左右，這里取△h=12mm。從坯料到成品鋼板厚度上的總壓下量△H=144mm，軋制

42、道次n=144/12=12，因為此次軋制采用單機架軋機，道次應為奇道次，故軋制13道次。</p><p>　　3.4.1校核咬入能力</p><p>　　成型軋制階段由于板坯的厚度大、溫度高、軋制速度低、道次壓下量大，所以咬入條件可能成為限制壓下量的因素。每道次的壓下量應該小于由最大咬入角所確定的最大壓下量。熱軋中厚板中咬入角取15º~20º，低速咬入時取α=20

43、86;，則最大壓下量△hmax=D（1-cosα）=1020*(1-cos20º)=61.15mm,其中D為工作輥直徑，為1020mm,充分滿足軋制條件。</p><p>　　3.4.2壓下量的分配和壓下率</p><p>　　四棍可逆式軋機中厚板軋機的軋制速度可調(diào)，因此可以采用低速咬入，所以實際的最大咬入角可以增大到22 º--25 º，在這類軋機上軋制中厚

44、鋼板，咬入條件將不是限制壓下量的主要因素。因此，這類軋機采用連鑄坯后初軋坯作為原料時，除鱗道次之后可以采用大壓下量軋制，中間道次為了充分利用鋼坯溫度高，變形抗力低的優(yōu)勢，采用較大的壓下量。然后隨著鋼坯溫度降低，壓下量逐漸變小，最后1—2道次為了保證板形和溫度精度也要采用較小的壓下量，甚至最后一道采用平軋道次。壓下量分配見表3.4.1--1</p><p>　　通常情況下粗軋機占總變形量的70%--80%。<

45、/p><p><b>　　總壓下率：。</b></p><p><b>　　各道次變形程度: </b></p><p>　　由,依次求得如表3.4.1—1</p><p>　　表3.4.1—1 壓下量及壓下率</p><p><b>　　3.5速度制度</b&

46、gt;</p><p>　　軋制速度制度是指軋輥轉(zhuǎn)速隨時間的變化規(guī)律。</p><p>　　根據(jù)中厚板軋機的類型，有兩種軋制速度，一是軋輥轉(zhuǎn)向不變的定速軋制速度制度，它用于三輥勞特式軋機，這種速度制度計算簡單，一般根據(jù)產(chǎn)量要求、操作條件等確定。二是軋輥轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)速變化的可調(diào)速可逆式軋制速度制度，它用于二輥和四棍可逆式軋機。</p><p>　　由于二輥或四輥可逆式中厚

47、板軋機可以隨時改變軋輥的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，所以從盡量縮短軋制周期、提高軋機產(chǎn)量的角度出發(fā)，有必要采用調(diào)速，可以逆轉(zhuǎn)的速度制度。</p><p>　　在軋制中，由于軋件較短可適當采用勻速穩(wěn)定軋制，而對于縱軋道次視情況采用梯形速度制度。但當其最高轉(zhuǎn)速超過所規(guī)定的電機轉(zhuǎn)速時，都應采用梯形速度制度(如圖3.3)。</p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗資料(中厚板生產(chǎn)實用技術(shù)，王生朝編著p193)，本設計中當軋件

48、較短時，采用穩(wěn)定軋制，??；當軋件較長時取， ，穩(wěn)定軋制速度取，平均軋制加速度，平均軋制減速度。</p><p>　　本設計中橫軋一道，是板坯長度等于鋼板寬度，然后回轉(zhuǎn)90度，縱軋到底。由體積不變原則，計算得出B1=170*2000*2940/145/3000=2297.9==2298mm</p><p>　　同理計算出其它道次軋件尺寸，見下表</p><p>　　表

49、3.5.1.1——各道次尺寸</p><p>　　由于最開始軋制坯料過短，所以就用穩(wěn)速軋制，計算如下：</p><p>　　， (3-2)</p><p>　　式中 L—這一道次軋制后的長度(mm)，</p><p>　　D—工作輥的直徑(mm) ，取為1020mm；</p>

50、<p>　　將數(shù)據(jù)帶入，得 t1=L1/V1=3000*60/3.14/1020/40=1.4 s</p><p>　　t2=L2/V2=2709*60/3.14/1020/40=1.3 s</p><p>　　t3=L3/V3=3204*60/3.14/1020/40=1.5 s</p><p>　　t4=L4/V4=3744*60/3.14/102

51、0/40=1.8 s</p><p>　　t5=L5/V5=4503*60/3.14/1020/40=2.2 s</p><p>　　當坯料達到一定長度，為了操作方便，可采用梯形速度計算。</p><p>　　和是加速和減速軋制時間，是穩(wěn)定軋制時間，計算公式如下[中厚板生產(chǎn)實用技術(shù)p191--192]：</p><p>　　帶入a,b,ny,

52、np,D, 得 t6=1.0 s t7=1.4 s t8=1.7 s t9=2.2 s t10=2.6 s t11=3.0 s t12=3.2 s t13=3.4s</p><p><b>　　詳見下表</b></p>

53、<p>　　表3.5.1.1——各道次時間</p><p>　　是間隙時間.可逆式中厚板軋機道次間的間隙時間是指軋件從上一道次拋出到下一道次軋輥咬入的間隔時間。這一時間通常取軋輥從上一道拋出轉(zhuǎn)速到下一道咬入轉(zhuǎn)速之間的間隔、軋輥壓下是假你和回送軋件時間中的最長時間。它由經(jīng)驗取值，粗軋機一般間隙時間取3～6s精軋機取4～8s。軋件需要轉(zhuǎn)向或推床定心時取上限，否則取下限。本次軋制粗軋機取6s，精軋機取8s

54、。</p><p><b>　　3.6溫度制度</b></p><p>　　溫度是影響鋼板組織性能的最主要因素，要控制組織和性能，就必須首先在生產(chǎn)過程中控制溫度制度。特別是四輥軋機，隨著軋制溫度的提高，冷卻速度達不到要求，需要進行人為降溫來達到需求的軋制溫度，以保證軋制過程的順利進行和產(chǎn)品的性能要求。</p><p>　　為了防止過熱、過燒、原

55、始奧氏體晶粒粗大和不均勻等缺陷，根據(jù)鐵碳相圖，坯料的出爐溫度為1100℃，開軋溫度為1050℃，終軋溫度為960℃。對于軋制厚板中溫度的確定，因為實際生產(chǎn)中有高壓水除鱗，溫度的制定主要按以下方法考慮：大溫度大于1000時，主要以輻射和高壓水冷卻方式降溫，對流和傳到散熱大致與變形熱能相抵消，同時，軋件的面積大小也影響著溫降。計算各道次輻射溫降的公式為：</p><p>　　式中：—上一道軋制到下一道軋制時的溫降，；

56、</p><p>　　z—輻射時間，即上一道軋制至下一道軋制的延續(xù)時間，為上一道的純軋時間與軋后間隙時間之和，s；</p><p>　　h—上一道軋后的厚度，mm；</p><p>　　—前一道的絕對溫度，K。</p><p>　　但該公式并未考慮高壓水和冷卻水的作用，高壓水和冷卻水的冷卻效果要比輻射溫降效果明顯。</p>&l

57、t;p>　　帶入數(shù)據(jù)得出結(jié)果，詳見下表</p><p>　　表3.6.1.1——溫度控制</p><p><b>　　3.7軋制力計算</b></p><p>　　軋制力能參數(shù)計算的目的在于用以對設備能力（軋輥強度、主電機容量）進行校核，并根據(jù)校核結(jié)果，判斷壓下規(guī)程的合理根據(jù)熱軋厚板的生產(chǎn)性及對其進行相應的修正。</p>&

58、lt;p>　　3.7.1平均單位壓力</p><p>　　平均單位壓力決定于被軋制金屬的變形抗力和變形區(qū)的應力狀態(tài)，，計算軋制力使用Ekelund公式。</p><p>　　平均單位軋制力的計算公式為： </p><p>　　式中：m—表示外摩擦對單位壓力影響的系數(shù)，計算式為：</p><p>　　K—溫度和成分對軋制力的

59、影響系數(shù)，計算公式為：</p><p>　　η—粘性系數(shù)， c為軋制速度系數(shù)</p><p><b>　　由于最大軋制速度 </b></p><p><b>　　因此c=1</b></p><p>　　—平均變形速度，/s，公式為：</p><p><b>　　，

60、v軋制線速度 </b></p><p>　　f—摩擦系數(shù)，對鋼軋輥a=1，對鑄鐵軋輥a=0.8 。 </p><p><b>　　采用鋼軋輥。</b></p><p>　　查表得C含量為0.16，Mn含量為1.2 。</p><p>　　帶入數(shù)據(jù)得出平均軋制力，詳見表3.7--1</p>&l

61、t;p>　　3.7.2總軋制力的計算 </p><p>　　總軋制力計算公式為：</p><p>　　式中 BH、Bh—軋制前、后軋件的寬度(mm)；</p><p>　　R軋輥半徑(mm) ；.</p><p>　　帶入數(shù)據(jù)得出總軋制力，見</p><p>　　表3.7.1.1——軋制力</

62、p><p><b>　　3.8計算傳動力矩</b></p><p>　　在軋制過程中，在主電機軸上傳動軋輥所需力矩最多由下面4個部分組成： </p><p>　　式中： —軋制力矩，用于使軋件塑性變形所需的力矩；</p><p>　　—克服軋制時發(fā)生在軋輥軸承、傳動機構(gòu)的

63、附加摩擦力矩；</p><p>　　—空轉(zhuǎn)力矩，即克服空轉(zhuǎn)時的摩擦力矩；</p><p>　　—動力矩，次力矩為克服軋輥不勻速運動時產(chǎn)生的慣性力所需的；</p><p>　　i—軋輥與主電機間的傳動比，由于使用人字齒輪傳動，它是傳速比為1的齒輪傳動裝置，因此i取為1。</p><p>　　3.8.1軋制力矩的計算</p><

64、;p>　　軋制力矩的計算式為 </p><p>　　式中 ：P—軋制壓力；</p><p>　　Ψ—力臂系數(shù)，對熱軋中厚板取0.40--0.50，粗軋道次取大值，隨軋件變薄取小；</p><p><b>　　R—工作輥半徑；</b></p><p><b

65、>　　—壓下量，。</b></p><p>　　3.8.2附加摩擦力矩的計算</p><p>　　組成附加摩擦力矩的基本數(shù)值有兩大項：一項為軋輥中軸承中的摩擦力矩；另一項為傳動機構(gòu)中的摩擦力矩。</p><p>　　其中軋輥軸承中的附加摩擦力矩：</p><p>　　式中 P—軋制壓力；</p><

66、p>　　—軋輥輥頸直徑,=（0.67--0.75）D，取1400mm；</p><p>　　—軋輥軸承摩擦系數(shù)，它取決于軸承構(gòu)造和工作條件，由于采用滑動軸承金屬襯熱軋，f=0.07--0.10，取f=0.08；</p><p>　　則總的摩擦力矩為 </p><p>　　式中 —工作輥的直徑，=1020mm；</p><p>　

67、　—支承輥的直徑，=2000mm；</p><p>　　η—傳動效率系數(shù)，一級齒輪傳動的效率一般取0.96--0.98，此處取η=0.96；</p><p>　　i －傳動比，參考相關(guān)資料，取i=1。</p><p>　　3.8.3 空轉(zhuǎn)力矩的計算</p><p>　　空轉(zhuǎn)力矩是指空載轉(zhuǎn)動軋機主機列所需的力矩。一般軋機的空轉(zhuǎn)力矩按經(jīng)驗辦法來確

68、定，取電機額定力矩的3％～5％。即</p><p>　　式中 —電機的額定轉(zhuǎn)矩，，N.m；</p><p>　　—電機的額定功率，kw，=6000kw；</p><p>　　—電機的額定轉(zhuǎn)速，其轉(zhuǎn)速為60r/min。</p><p>　　取Mk=100KN.m</p><p>　　3.8.4動力矩的計算</p&

69、gt;<p>　　動力矩只發(fā)生于用不均勻轉(zhuǎn)動進行工作的幾種軋機中，如可調(diào)速的可逆式軋機，當軋制速度變化時，需產(chǎn)生克服慣性力的動力矩。其數(shù)值可由下式確定：</p><p>　　式中 — 動力矩，t.m；</p><p>　　—折合到電機上的轉(zhuǎn)動慣量，t.m2；</p><p>　　D—轉(zhuǎn)動部分的慣性直徑，m；</p><p&g

70、t;<b>　　—角加速度，。 </b></p><p>　　綜上所述，電機軸上的總傳動力矩為四部分之和</p><p>　　帶入數(shù)據(jù)，計算結(jié)果見表3.8--1</p><p>　　表3.8--1傳動力矩</p><p><b>　　4.輥型設計計算</b></p><p>

71、　　熱軋中厚鋼板時軋輥受軋制力的作用將產(chǎn)生彎曲變形，同時輥身長度方向溫度分布的不均勻?qū)⒁疖堓伒牟痪鶆蚺蛎?。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量需要預先將軋輥輥身磨成具有一定凸度的輪廓曲線，以補償軋制時輥縫形狀的變化，獲得橫斷面厚度均勻的產(chǎn)品。在設計新輥時，對軋輥的磨損不必考慮，只考慮不均勻熱膨脹和軋輥的彈性變形彎曲。</p><p>　　輥型設計內(nèi)容包括確定軋輥中部的磨削總凸度值、總凸度值在一套軋輥上的分配以及確定適應于輥身中部凸

72、度的輥面磨削曲線。</p><p><b>　　4.1輥凸度計算</b></p><p>　　在鋼板的軋制過程中，沿輥身長度方向上，其邊部位受熱較小、散熱較快，中間部位受熱較多、散熱較慢。因此軋輥中部比邊部的熱膨脹大。通常將輥身中部與邊部半徑上的熱膨脹差值稱為軋輥的熱凸度，用△t表示：</p><p>　　式中 、—分別為工作輥與支撐輥的熱凸

73、度；</p><p>　　k—軋輥中心與表面的溫度不均勻系數(shù)，k取0.9；</p><p>　　α—軋輥的線彭脹系數(shù)，鋼軋輥α取1.3×℃，鑄鐵輥取1.1×℃；</p><p>　　d、D—分別為工作輥與支承輥的直徑；</p><p>　　—工作輥中部與邊緣的溫差，通常為30～50℃；</p><p&g

74、t;　　—支撐輥中部與邊緣的溫差，通常為10～30℃；</p><p><b>　　帶入得：</b></p><p>　　工作輥=0.9×1.1××(30～50)×1020=0.30～0.50 取=0.4mm</p><p>　　支撐輥=0.9×1.3××(10～30)

75、15;2000=0.23～0.70 取=0.25mm</p><p>　　4.2軋輥的彈性彎曲變形</p><p>　　在軋制力的作用下，軋輥要發(fā)生彈性變形，軋輥輥身中部的撓度值大于輥身兩端的撓度值，輥縫形成凸度形，軋制的鋼板中間厚兩邊薄，產(chǎn)生凸度，為補償軋輥的彈性彎曲變形，軋輥要做成凸面輥，在軋制力的作用下，得到平輥縫。</p><p>　　輥型設計中對軋輥彎曲變

76、形的考慮，主要是計算輥身中間部位與輥身邊緣部位的差值，此差值即為輥身中間相對于輥身邊緣的撓度，用f表示。</p><p>　　綜合考慮支撐輥彈性彎曲及工作輥與支撐輥間相互彈性壓扁時的工作撓度為：</p><p>　　上工作輥的撓度： </p><p>　　下工作輥的撓度： </p><p><b>　　其中 </b>

77、;</p><p>　　式中 q—工作輥與支撐輥間單位長度上的平均壓力，，輥身長為4300mm；</p><p>　　u—鋼板寬度與輥身長之比，</p><p>　　l—兩個軸承支反力之間的距離，取為5960mm，，式中為兩個壓下螺絲的中心間距，為偏移量，等于0～0.15倍的軸承寬度；</p><p>　　d、D—分別為工作輥與支撐輥直

78、徑；</p><p>　　、—分別為上、下工作輥的實際凸度；</p><p>　　、—分別為上、下支撐輥的實際凸度。</p><p>　　在本次設計中工作輥為鑄鐵輥，支撐輥為鋼質(zhì)的（見中厚板生產(chǎn)實用技術(shù)，王朝生，p133—134），則</p><p>　　所以有 ，， ，</p><p><b>　　4.

79、3軋輥的磨損</b></p><p>　　工作輥與軋件、工作輥與支撐輥之間的接觸摩擦引起了軋輥的磨損。在輥身長度方向上中部的磨損量大于邊部的磨損量，造成了軋制時輥縫的形狀變化。由于軋件與軋輥的材質(zhì)、軋制溫度、軋制力、軋制速度、前滑與后滑等多種因素都會影響軋輥的磨損，所以很難在量上建立軋輥磨損量與這些影響因素的關(guān)系。在輥型使用和調(diào)節(jié)時通常使用其統(tǒng)計數(shù)據(jù)。</p><p><

80、b>　　4.4輥型設計</b></p><p>　　輥型設計的內(nèi)容包括確定軋輥輥身中部的磨削凸度數(shù)值、總凸度值在一套軋輥上的分配以及確定適應于輥身中部凸度的輥面磨削曲線。</p><p>　　一套軋輥所需要的總磨削凸度為這套軋輥在第一次使用時的總撓度()、總熱凸度()和輥縫凸度()的代數(shù)和，即：</p><p>　　式中 、—分別為工作輥與支撐輥

81、磨削凸度的總和；</p><p>　　、—分別為工作輥與支撐輥熱凸度的總和；</p><p>　　—分別為工作輥與支撐輥凸度磨損量的總和。</p><p>　　為了確保鋼板寬度方向厚度均勻，軋輥的實際凸度必須剛好補償軋輥的彈性變形。因此輥型的設計原則是：軋制時上下工作輥撓度的總和應等于上下工作輥實際總凸度的一半。同時為了保證鋼板軋制穩(wěn)定，希望輥縫保持一定的凸度，所以

82、輥型設計的條件是：</p><p>　　工作輥實際凸度的計算公式：</p><p>　　式中第二項為支撐輥實際凸度的影響，(+)值增大會使(+)值減小，第三項為輥縫凸度的影響。</p><p>　　四輥軋機軋輥磨削凸度的分配原則有兩種：一種是兩個工作輥平均分配磨削凸度，兩個支撐輥為圓柱形；另一中為磨削凸度集中在一個工作輥上，其余三個軋輥都為圓柱形，這種方法便于磨削軋

83、輥。</p><p><b>　　5 設備校核</b></p><p>　　5.1 咬入條件的校核</p><p>　　由于壓下量、軋輥直徑、咬入角三者關(guān)系式如下。</p><p>　　所以， </p><p><b>　　表5.1 咬入角</b><

84、;/p><p>　　熱軋中厚板的最大咬入角在之間，所以軋制各道次咬入角均符合咬入條件。</p><p>　　設備的限制條件主要是軋輥的強度和主電機的能力，在本次設計中，主要校核軋輥的強度和主電機的能力。</p><p>　　5.2 軋輥強度校核</p><p>　　最大軋制壓力和最大軋制力矩一般取決于軋輥等零件的強度條件，在制定軋制壓下規(guī)程時應進

85、行強度校核。</p><p>　　四輥軋機輥系受力狀況如圖5.2--1所示：</p><p>　　圖5.2--1四輥軋機輥系受力圖</p><p>　　在四輥軋機上，軋制過程中的彎矩主要由支承輥承擔。同時，在四輥軋機中，一般均為工作輥驅(qū)動。所以，校核軋輥時，校核工作輥輥頭處的扭轉(zhuǎn)應力、支承輥輥身中央和輥頸的彎曲應力。另外，工作輥和支承輥之間還存在較大的接觸應力，也需

86、要校核。</p><p>　　在校核過程中，考慮到軋輥材質(zhì)不均，軋制力計算不準確以及軋制時的沖擊載荷、應力集中等影響，在軋輥的靜強度計算中，選軋輥的安全系數(shù) 進行計算，許用應力。 </p><p>　　表5.2--1軋輥材料許用應力值</p><p>　　5.2.1工作輥強度校核</p><p>　　工作輥選擇球墨鑄鐵，。</p&g

87、t;<p>　　圖5.2.1--1 工作輥扭矩圖</p><p>　　工作輥只需校核輥頭的扭轉(zhuǎn)應力。在總共13道次中，第2道的力矩最大，，一個工作輥所受的扭矩為。工作輥的輥頭形式為平臺式，因此</p><p><b>　?。?.1）</b></p><p><b>　　式中 ；</b></p>

88、<p><b>　??；</b></p><p>　　是軋輥重車后的最小輥身直徑，一般中厚板的重車率為新輥直徑的5%--7%，則1020*（5%--7%）=51--72，取為72，則。</p><p><b>　　所以；</b></p><p><b>　　，</b></p>

89、<p><b>　　??； </b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　?。籨=（0.67--0.75）*1020=683.4--765mm，取750mm.</p><p>　　代入公式（6.1）得： </p><p><b>　　工作輥強度滿足。&

90、lt;/b></p><p>　　5.2.2 支承輥強度校核</p><p>　　支承輥材質(zhì)選合金鍛鋼。</p><p>　　圖5.2.2--2支承輥彎矩</p><p>　　由前面數(shù)據(jù)知，在第二道軋制力最大，即。</p><p>　　1.支承輥輥身中央強度校核</p><p>　　支承輥

91、輥身中央彎矩計算式如下：</p><p>　　由，，代入式(6.2)中得：</p><p><b>　　其彎曲應力為</b></p><p><b>　　校核通過。</b></p><p>　　2、支承輥輥勁強度校核</p><p>　　支承輥輥勁危險斷面彎矩計算如下:<

92、;/p><p>　　將，，代入式(6.3)中得：</p><p><b>　　其彎曲應力為</b></p><p>　　由此可見支承輥的強度滿足要求。</p><p>　　5.2.3 工作輥與支承輥間的接觸應力</p><p>　　四輥軋機工作輥和支承輥之間承載時有很大的接觸應力，在軋輥設計及使用時應

93、進行校核計算。因為兩輥的材質(zhì)不同，接觸應力的計算公式為;</p><p>　　式中 —加在接觸表面單位長度上的負荷，；</p><p>　　、—相互接觸的兩個軋輥的半徑，，；</p><p>　　、—與軋輥有關(guān)的系數(shù)，，；</p><p>　　、及、—兩軋輥材料的泊松比和彈性模數(shù)。</p><p>　　支承輥

94、選合金鍛鋼 E1=186～206GPa，取E1=200GPa</p><p>　　=0.25～0.30，取=0.27 </p><p>　　工作輥選球墨鑄鐵 E2=78.5～157GPa，取E2=100GPa</p><p>　　=0.23～0.27，取=0.25 </p><p>　　代入上面公式得 </p>

95、;<p>　　代入公式(6.4)得：</p><p>　　對于通常軋輥的許用接觸應力值在之間，許用剪切應力，所以滿足強度。</p><p>　　5.3主電機過載和過熱校核</p><p>　　在本次設計采用的是可逆式軋制，因此在進行校核時采用可逆式工作制的主電機容量計算，考慮電機的允許過載能力與電機發(fā)熱兩方面的因素。</p><p&

96、gt;　　對于軋機主電機功率的校核，本設計包括兩部分：一是負荷的最大力矩不能超過電動機的允許過載負荷和持續(xù)時間；二是由負荷計算出的等效力矩不能超過電動機的額定力矩。</p><p>　　5.3.1 軋機主電機過載校核</p><p>　　在可逆式軋機中，軋制過程是軋輥首先在低速咬入軋件，然后提高軋件的速度進行軋制，之后又降低軋制速度，實現(xiàn)低速拋出。主電機的過載校驗：</p>

97、<p>　　式中 —電機在軋制過程中承受的最大轉(zhuǎn)矩； </p><p><b>　　—電機的額定轉(zhuǎn)矩；</b></p><p>　　—電機的允許過載系數(shù)。</p><p>　　一般型與型直流電動機在額定磁通下，值可選為。對于專為軋鋼機使用的型和型電機以及同步電機，過載系數(shù)為。因此本次設計中。</p><p>

98、;　　電機的過載校核，則電機的額定力矩為：</p><p>　　由前面?zhèn)鲃恿乇碇?，在第二道軋制時有最大轉(zhuǎn)矩，</p><p><b>　　按有：</b></p><p><b>　　即 </b></p><p>　　所以電機的過載校核通過。</p><p>　　5.3.2軋

99、機主電機的發(fā)熱校核</p><p>　　電機的發(fā)熱是由于實現(xiàn)能量變換過程中，在電機內(nèi)部產(chǎn)生損耗并變成熱量，使電機的溫度升高。電機的發(fā)熱校驗通常采用等效法，即等效電流法、等效轉(zhuǎn)矩法和等效功率法。在進行設計時，出于計算方便和實用，常應用等效轉(zhuǎn)矩法。其公式如下：</p><p>　　式中 —電機的額定轉(zhuǎn)矩；</p><p><b>　　—電機的等效轉(zhuǎn)矩；<

100、;/b></p><p>　　—各段軋制時間所對應的力矩；</p><p>　　—軋制時間內(nèi)各段純軋時間的總和；</p><p>　　—各段間隙時間所對應的空轉(zhuǎn)力矩；</p><p>　　—軋制周期內(nèi)各間隙軋時間的總和。 </p><p><b>　　將數(shù)據(jù)帶入可得：</b></p&g

101、t;<p><b>　　7151500 </b></p><p><b>　　88000</b></p><p>　　代入公式（6.7）得</p><p>　　即該值小于電機的額定力矩，發(fā)熱校核通過。</p><p><b>　　6.結(jié)束語</b></p&g

102、t;<p>　　本次課程設計為16Mng鍋爐容器板（26mm*3000mm*12500mm）的壓下規(guī)程設計，通過為期3個星期的制作終于完成。在制作過程中，我又重新回顧了中厚板方面的知識，并參考了大量的書籍，對壓下規(guī)程設計有了新的認識，了解和掌握了中厚板工藝流程中的相關(guān)設備和技術(shù)，熟悉了軋鋼工藝設計的基本方法和步驟，鍛煉了我獨自工作的能力。我相信這次課程設計對我以后的工作和學習會有很大的幫助。</p><

103、p>　　在整個設計過程中，老師都在耐心的為我指導、修改。最后，在彭老師精心細致的指導下，眾多同學的幫助下，通過自己不懈的努力，我順利完成了課程設計任務。為此，我特別感謝我這次設計的指導老師彭老師。</p><p>　　通過本次的設計，使我在學習上和思想上都受益匪淺。在課程設計過程中，同組同學給我提供了不少的信息和幫助，在此對他們表示深深的感謝。但由于自身專業(yè)水平的不足，整篇論文肯定存在尚未發(fā)現(xiàn)的缺點和錯誤。

104、懇請閱讀此篇論文的老師多予寶貴的意見！</p><p>　　最后，對參加本次評閱和答辯的老師致以最誠摯的謝意！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 王生朝.中厚板生產(chǎn)實用技術(shù)[M].北京:冶金工業(yè)出版社，2009.</p><p>　　[2]趙志業(yè).金屬塑性變形與軋制理論[M].北京

105、：冶金工業(yè)出版社，1994.</p><p>　　[3]王廷溥.金屬塑性加工學[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2000.</p><p>　　[4]熊及滋.壓力加工設備[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1995.</p><p>　　[5]劉寶珩.軋鋼機械設備[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2008.</p><p>　　[6]康永林.軋制工藝學[M