10 第二篇 板带材生产2015

轧辊辊身、辊颈及接轴叉头等的强度条件—三个危险 断面
3
1）二辊、三辊轧机：最大轧制压力取决于轧辊辊身强度。
0.4 D Rb Pyx L l 0.5B
式中：D、L、l——轧辊辊身直径、长度、辊颈长度。 Rb——轧辊许用弯曲应力 B——轧辊宽度，取 Bmin
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2）四辊轧机：
由于支撑辊辊身强度很大，最大允许轧制压力取决于 支撑辊辊颈强度和轴承寿命
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二、 在保证操作稳定的条件下提高质量
当辊身为圆柱形，凸度为零时，若 钢板由轧制中心线偏移a的距离，
钢板轧制定心条件
则轧辊两端轴承上所受的力就不再
相等，两边牌坊及零件的弹性变形 也不再相等，使轧辊轴线不再平行， 使轧辊产生了倾斜。通过计算可求 出由于钢板偏移a的距离而引起的
钢板两侧厚度差Δ1为：
10 板带材轧制制度的确定
板带材轧制制度主要包括：压下制度、速度制度、温度 制度、张力制度及辊型制度等， 其中主要是压下制度（它必然涉及速度、温度和张力制 度）和辊型制度，它们决
总的来说——安全、高产、优质、低耗 具体的说：在保证设备安全的条件下，尽量提高产量。 在操作稳便的条件下，提高质量。
按支撑辊辊颈强度
0.4 Rb d Pyx l
3
式中：
d、l —— 支撑辊辊颈直径、长度
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3) 计算最大允许轧制力矩
除取决于电机额定力矩外，从机械设备的角度则通 常取决于传动辊的辊颈强度及万向接轴的扁头和叉头强 度。按传动辊辊颈许用扭转应力计算允许轧制压力：
0.4dc 3[ ] Pyx Rh
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(3)压下规程的制定步骤
a.在满足△hmax ≤D(1－cos)条件（咬入条件）下按经 验分配△hi和 i。 b.制定速度制度、计算轧制时间及轧制节奏。 c.确定轧制温度。 d.计算Pi、Mi。 e.校核轧辊强度及电机能力。 f.按“原则要求”进行修正和改进。
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10.2.2 中厚板轧机压下规程设计
若轧件不产生偏移，辊缝应呈凸透镜形状，即钢板的形状呈
凸透镜形状，凸度越大，操作越稳定，此时钢板横向厚差增 大，所以要寻找最小凸度值。 假定两辊的凹度并到一个辊上，另一轧辊呈圆柱形。钢板移 动a的距离，将使偏移侧的压下率增加，该作用正好与前面偏 移的作用相反。显然只有二者影响互相抵消，或前者比后者 大时，才能起到自动定心作用。
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10.1 制定板带轧制制度的原则和要求
一、在设备能力允许的条件下尽量提高产量
a.提高产量的途径
轧机的小时产量 式中：G——坯重 ， A=3600GbK1/T b——成材率 ，
K1 ——轧机利用系数， K1=A实/A理 , T——轧制节奏时间（s），
T (t zhi t ji )
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注意：1）必须同时满足过载和发热条件。
2）当过载不能满足时，可重新分配△hi使Mmax↓
但发热不能满足时，必须增加轧制道次使Mi ↓,并使 T↑。 (4)板形控制条件的限制
影响板形的主因——轧辊的弹性变形、热凸度、磨损。 为了保证板形良好，在热轧的精轧阶段和冷轧时，必须使 轧制压力逐道减少而使压下率逐道减少。
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(2)压下规程制定的指导思想 1）根据压下规程的制定原则和要求，制定出一 个原则指导性的初步压下规程； 2）在实际操作中，灵活调整，修正。
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(3) 压下规程的制定方法
1)理论方法：从制定压下规程的原则要求出发，按予设条件 通过理论（数学模型）计算或图表以求最佳规程。 由于变化因素太多且难测、难控、往往与实际不符，在 人工操作情况下难以实现，随着检测技术和计算机技术的发 展、计算机优化设计已势在必行。 2)经验方法：参照现有类似轧机的压下规程制定，即根据经验 资料进行压下分配及校核计算。该方法稳妥、可靠、但不是最 佳。 常用的经验法：压下量或压下率（ △hi 或i ）分配法、 能耗负荷分配法等。
则最大允许轧制力矩
M yx Pyx Rh =0.4d [ ]
3
式中： dc——传动辊辊颈直径、通常为工作辊辊颈; []——许用扭转应力[]=(0.5—0.6) Rb
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（3）电机能力的限制——过载能力、发热能力
1)过载校核 Mmax≤K Mer (Nmax ≤KNer) 式中： Mer 、 Ner——主电机额定力矩、额定功率。 K——过载系数, 直流电机 2.0~2.5 ，交流电机 2.5~3.0
PB 2 H KA2
结论：（1 ）中厚量与轧制压力及钢板宽度成正比，而与机架的刚 度及压下螺丝中心线间的距离的平方成反比。 （2）为提高钢板厚度精度（↓）而又使操作稳便，必须提 高轧机刚度k或降低轧制压力P （或↓△h ）。
注意：a.中厚法操作仅适用于无张、无导板夹持的自由轧制情况。
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先立辊减边，由宽度1600，减至1550, 然后轧制，
25 ↗ 90°25 20 90 65 12 10 7 4 2.5 1.5 115 45 33 23 16 12 9.5 8
注意
（1）除立辊轧边外，单机布置必须为奇数道次出轧机
（2） △hi ≤ △hmax =D(1－cos允)
（3）为了保证板形良好，精轧道次 i应逐渐减少，为了 便于人工操作，除成品或成品前道次△hi应取整。
B 2 a 2 y yt W 1 B
2
令a→0，即偏移的距离极小时，则有
PB2 y yt W 2 KA
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为使轧件能自动定心所必须的最小原始辊型值为：
或者说，当原始辊型W一定时，所必须的轧辊弯曲最小挠度值为：
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假定两辊的凹度并到一个辊上，另一轧辊呈圆柱形。 由图△2与△1方向相反，只要△1+△2=0 或△2＞△1 轧件可 自动定心。 ∵ 求出△2既可求得轧件自动定心条件
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设轧辊为凹辊型，其辊型曲线为 抛物线，则在轧件宽度上中心处 的辊型凹度t为：
t y yt W
式中，y、yt、W分别为工作辊在轧件
i 1
n
Tzh,tji,n——纯轧时间、间隙时间、轧制道次 。 年产量 A年=AT年 ……… T
年——轧机年工作小时
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途径：要提高年产量A年，就要提高G 、b 、k1 、 T年 、 减少T。 （1）提高G 当G ↑ 高。 A↑ n↑—T↑—A ↓ G 不能无限提高，要合理提
（2）提高b：降低金属消耗——烧损、切损、轧废、酸 损等。提高产品的合格率——尺寸、板形、表面、性能
4 PaB 1 2 KA
式中 P——轧制压力，kN；B、a——钢板宽度及钢板由轧制中心线偏移的距离， mm； A—— 两压下螺丝轴线之间的距离，mm；K—— 轧机刚度（不包括轧辊），kN/mm。
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在轧制过程中一旦形成偏移，只能扩大，不能消除，压下不 等势必引起两侧出辊速度产生差异，结果造成镰刀弯。
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（3）提高K1：操作技术、管理水平、机械化、自动化 程度，现代化轧机取1 。 （4）提高T年：减少计划和非计划停工时间。 （5）降低T： 1) 降低Tzh——↑v——轧制制度。 减少tji :主辅机速度、操作技术、工艺要求。 ↑ —— ≤ P↑—— P ≤ Pyx
2)减少n :↑△h
PB 2 W y yt KA 2
PB 2 y yt W 2 KA
由最小挠度值便可求出为产生此挠度所必须的最小轧制压力，进而确定出 为使轧件能自动定心所必须的最小压下量。这就是所谓的“中厚法”或 “中高法”。由上式可以推知，这个最小中厚量，即板凸度至少应该为：
PB 2 H y y t W KA 2
10.2 压下规程或轧制规程设计(设定)
10.2.1 压下规程内容、制定方法、步骤
(1)压下规程中心内容:变形制度——即确定轧制方法、轧 制道次及道次压下量，最终确定各道次辊缝值。 各道次的轧制速度、轧制温度及前后张力制度的 确定及原料尺寸的合理选择都是以压下制度为核心展开
的，反过来它们也影响压下制度。
8.9.10道n1 =60r/min 、 8.9道n2=20r/min 10道 n2 = n1 =60r/min e. 确定每道次轧制延续时间tz: 计算 tz(T), 确定轧制温度t ℃
tz=tzh + t0
tzh =t1+t2 t1 =(l－l2)/v1 v1 =Dn1/60 减速段长度 l2 =v2 t2
M↑—— M ≤ KMer ； Mjum ≤ Mer 板形↓——板形条件 可逆式轧机：提高压下量以缩减道次 连轧机：合理分配压下并提高轧制速度
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b.从设备能力着眼，限制压下量和速度提高的 主要因素： （1）咬入条件限制; （2）轧辊强度条件的限制：轧辊辊身、辊颈及 接轴叉头等的强度条件 ; （3）电机能力的限制。 （4）板形控制条件的限制
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解：a.轧制方法 （1）因为是初轧坯、纵向性能优于横向，因此采 用横轧法保证纵横性能均匀 （2）但坯长2200mm小于成品宽度2900mm故需 纵轧到成品宽度后转钢90°横轧到底。
故本规程采用除鳞、立辊侧压一道、纵轧一 道使板坯长度等于钢板宽度，然后转钢90 ° 、 横轧到底。
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b.按经验分配△hi
中厚板轧机多为四辊可逆式轧机，对于可逆式轧
机采用的压下规程设计方法也适于热连轧的粗轧机组。
根据中厚板轧制的特点，粗轧阶段的前几道次主
要应校核咬入能力及最大扭转力矩的限制条件，而精 轧阶段则主要应考虑板形尺寸及性能质量的限制，应 使轧制力逐道减小。
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1）经验法，（见教材p309） 例：在930~980/ 1660~1800×4200mm 单机 架四辊可逆式轧机上轧制8×2900×17500mm Q235 钢板、坯料规格为115×1600×2200mm 初轧坯。设有立辊、高压水除鳞装置； t开=1200℃横轧，t横开=1120℃、 Pyx=4200×104N 、Myx=2×224×104N .m 主电机功率NH=2×4600kw；V=0~2~4m/s. 锻钢轧辊、油膜轴承。试制定其压下规程（从横 轧开始）。