热轧工艺计算说明

5.1、热轧工艺计算说明5.1.1 热轧压下规程计算（7A04）见热轧压下规程表，现用7A04热轧压下规程计算来说明热轧压下规程的计算。

第1～2项：H 及h 由合金的高温塑性和铸造组织性能、轧机能力等因素决定。

第3～5项：εεε⋅=⨯∆=-=∆32%;100;H h h H h 第6项：轧前宽度由铸锭或上一道次的轧后宽度而定。

第7～9项：先由∆B ∆⋅∆⋅=∆求得,h R Hhc B 。

上式中，c 取0.45，R 为轧辊半径，在这里取375mm ；2,2112B B B B B +=∆B += 第10项：轧前长度由铸锭或上一道次的轧后长度而定。

第11项：轧后长度L 2，根据体积不变原理有2112B h L H B L ⨯⨯⨯=求得第12项：轧制时间VL t 21=，V 为轧制速度，轧制速度取1500—3000mm/s 第13项：辅助时间，取为5s 。

第14项：总时间21t t t +=， 其中2t 表示辅助时间。

第15项：咬入角180/απ=，其中R 表示轧辊直径，取375mm 。

第16～25项：温降CGt kF T P =∆ 式中：k —金属的散热系数，J/kg ·℃，对铝及其合金取20900； F p —该道次之平均散热面积，m 2； t —该道次轧制时间与间隙时间之和，s ； C —轧件之比热，J/kg ℃； G —轧件重量，kg 。

其中2F F +后前P F ＝轧后温度T 2=T 1-∆T ℃， 平均温度122T T T +=。

第26～27项：26项的咬入弧水平投影长度h R L ∆⨯=；其中R ＝375mm 。

27项的接触面积水平投影_B L F ⨯=。

第28～29项：第28项的特定条件下的s σ第29第30～32项：第30项变形程度影响系数n ε可由表查得； 第31项变形温度影响系数t n 可由表查得； 第32项变形速度影响系数u n 可由表查得。

第33～34项：33项实际变形抗力：_s s t u n n n εσσ=⨯⨯⨯ 34项平均变形抗力： 1.15s K σ-=⨯ 第35项：压力系数K P0.785)/2P n Kh σ'==++第36项：平均单位压力1.15s S t S P n K K n n n σεμσσσ'=⋅==•••第37项：总轧制力L B P F P P ⋅⋅=⋅=第38项：轧制力矩L P M z ⋅=第39项：轴承中的摩擦系数1f 取0.003。

第40～42项：第40项电机的最大转速n 电取120r/min 。

第42项减速比i 为 ；第41项轧辊转速为60VN Dπ=g g 。

第43～46项：第43项连接轴的传动效率为0.95; 第44项齿轮机座的传动效率为0.96; 第45项减速机的传动效率为0.97； 第46项为总的传动效率为0.87。

第47～50项：第47项摩擦力矩1121(/)f M P d D D f =g g g其中：P 为轴承的负荷，等于轧制压力和弯辊力之和；1.356i =1f 轧辊轴承的摩擦系数，即第39项取0.003; 12/D D 为工作辊和支撑辊直径之比； D 工作辊辊径直径。

第48项总的摩擦力矩11(1)f z f M M M i iηη=+- 其中：1f M 即第47项； i 为减速比即第42项； η为总的传动效率即第46项； M 为轧制力矩即第38项。

第49项空转力矩 ； 第50项静力矩C f O MM M M i=++。

第51～54项：第51项为各段轧制时间的总力矩，21C M t ∑g ；第52项为间歇时间的空转力矩之和，/202n M t ∑g ； 第53项为轧制时间总和； 第54项为间歇时间总和。

第55项：等效力矩，M =其中：n t ∑——轧制周期内各段轧制时间的总和S ；nt '∑——轧制周期内各段间隙时间总和S ； c M ——各段轧制时间对应的总力矩，N ·moM '——各段间隙时间对应的空转总力矩，N ·m 第56项：:计算电机功率，按KW nM N η⋅=03.1。

其中：M ——轧制道次等效力矩 ， N ·m ；n ——轧辊最大转数 ；η——由电动机到轧机的传动效率，取0.87。

第57项:选择电机功率。

0006Z M M =⋅g5.1.2 热轧工艺的校核1 热轧咬入条件校核自然咬入条件应满足 Δhmax ≤D(1-cos β)摩擦系数f ，根据用乳液润滑的条件，查表3-4得f=0.40 tan β=f=0.40 则β=22° cos β=0.927 Δhmax ≤ D(1-cos β)=750(1-0.91)=55mm由热轧工艺表可知，各道次压下量均小于55mm ，满足自然咬入条件。

2 热轧时的温降计算 温降按式CGtkF T P =∆计算，其中K=20900J/Kg ℃,将计算结果列入7A04热轧工艺规程表中，终轧温度为253.49℃，符合工艺要求。

3 轧制压力计算及轧辊强度校核平均单位压力P 的计算结果见7A04热轧工艺规程表。

支持辊最大允许压力zy P ；334[]41400200871125(2)5(280021120)y zy D P kN L l σ⨯⨯===++⨯工作辊最大允许压力gy P ；332[]21000727500.0031000))1400gy y gy g zmzd P D d D τμ⨯⨯==⨯⨯=207668 kN工作辊辊头的最大允许压力gt P332[]2540727500.0031000))1400gt y gt g zmzd P D d D τμ⨯⨯==⨯⨯=34112kN由上述计算可知，轧机的最大允许为87112kN 。

7A04热轧工艺规程表终轧制力的计算可知，各道次的轧制力均未超过87112kN ，从设备的强度条件看是安全的。

强度校核：工作辊传动的4辊轧机，工作辊辊身只计算弯曲应力，辊径受弯曲应力和扭转应力联合作用，计算弯扭合成应力，辊头只计算扭转应力。

按结果校核强度。

轧辊危险截面受力图见图5-1:图5-1:轧辊危险截面受力图（1） 辊身Ⅰ-Ⅰ截面合成弯矩：()222442sh P a P B P BM a =-=-g g式中 a ＝L ＋l 所以13628.2 1.539(3.126)8028.642sh kN M kN m =-=g弯曲应力：338028.6190.30.10.10.75sh M sh MPa D σ===⨯g kN m；取轧辊的抗拉强度为1000Mpa ，安全系数为5，则许用应力[σ]＝200MPa,[]sh σσ< 所以满足辊身强度条件。

（2） 辊颈Ⅱ-Ⅱ截面弯矩：13628.20.4161417.344j P l kN M kN m ⨯==g g 弯＝；弯曲应力：331417.390.00.10.10.54j M j MPa d σ===⨯g 弯kN m；扭矩：1)20.540.003)j PM df ++⨯g 扭＝13628.2kN =2=802.77kN m扭曲应力：33802.7725.500.20.20.54j j M MPa d τ===⨯g 扭kN m；合成应力:按摩尔理论计算0.37596.41[]jh j MPa σσσ=+=<，所以满足辊颈强度条件。

(3) 辊头Ⅲ-Ⅲ： 扭矩应力331802.7727.740.20.20.525j j M MPa d τ===⨯g 扭kN m;轧辊的许用扭曲应力为[τ]＝72MPa>τj ，所以满足辊头强度条件。

以上可知危险截面的强度都能满足要求，即轧辊安全。

4 等效力矩的计算及电机校核等效力矩M =由7A04热轧工艺规程计算表可知451.7110M N m =⨯g 电机的计算功率 1.035509.02j M nN kW η==g 选取电机功率N=2×3200Kw 。

校核电机的温升条件：40.97564000.9755210120H H H N M N m n ⨯⨯===⨯g ；H M M >，所以满足温升条件。

校核电机的过载条件：取k=2.5,442.5521013010H kM N m N m =⨯⨯=⨯g g ； 4max 10610H M N m kM ∑=⨯<g ,所以满足过载条件。

电动机在允许最大力矩k ·M H 下工作时，其允许持续时间应在15s 内，否则电动机温升将超过允许范围。

5.2、冷轧工艺计算说明5.2.1 冷轧压下规程计算（1060）见冷轧压下规程表，现将表中有关计算说明如下，以1060为例。

第1～2项：H 及h 由产品状态和轧机能力以及合金的塑性决定。

第3～8项：第3项，绝对压下量h H h ∆=- 第4项，道次加工率100%hH ε∆=⨯第5项，道次前总加工率0100%H H HH ε-=⨯ 第6项，道次后总加工率0100%h H hH ε-=⨯第7项，道次平均加工率0.40.6H h εεε+= 第8～10项：第8项轧前金属屈服极限σSH 可查表得；第9项轧后金属屈服极限σSh 可查表得； 第10项，sh SH s σ+σ=σ3231。

第11～13项：道次前张力 q H =(5.67-0.6h)×10 道次后张力 q h =(4.30-0.5H)×10 平均张力 ()/2H h q q q =+ 第14～15项：第14项平均变形抗力 1.15s k σ=； 第15项考虑张力影响 1.15s k σσ'=-。

第16～18项：第16项轧前长度L1轧前长度由铸锭或上一道次的轧后长度而定；第17项轧后长度L2轧后长度L 2，根据体积不变原理有2112B h L H B L ⨯⨯⨯=求得，其中B1=B2;第18项轧制速度V 。

第19～20项：第19项轧制时间21Lt V =;第20项辅助时间取2t ＝5s 。

第21项：摩擦系数，取f=0.15。

第22项：接触弧水平投影h R L ∆⨯= 其中R 为工作辊直径，取325mm 。

第23～24项：第23项2/()m f L H h =+g ，其中L =第24项4/()y a f k H h '=+g g ，其中/9500a R = ， 第25项m '由m 、y,可查表得。

第26～27项：第26项轧辊弹性压扁弧水平投影''()/(2)L m H h m =⨯+⨯; 第27项参数='2/()f L H h δ=⨯⨯+。

第28项：压力系/0.7850.25p k ση''==+； 第29项：平均单位压力P n K σ'''=g 。