冷轧模板

学号：200806020219H EBEI United U NIVERSITY课程设计说明书设计题目：年产200万吨1780冷轧板带钢压下规程设计学生姓名：高敏专业班级：08级金属材料工程2班学院：冶金与能源学院指导教师：赵丹2012年03月01日目录1 综述 (3)1.1冷轧带钢的轧制工艺有以下特点: (3)1.2 压下规程的设计 (3)2 原料的选择 (3)2.1 原料规格 (4)2.2热轧原料卷技术要求 (4)2.3来料规格 (5)3 张力制度 (5)4 压下制度 (5)4.1常用的压下规程设计方法 (5)4.2压下量的分配 (6)4.3各道次轧制力的计算 (6)5 速度制度 (11)6轧制规程表 (14)7设备校核 (14)7.1轧辊强度校核 (14)7.1.1 六辊轧机轧辊各部分尺寸的确定 (14)7.1.2六辊轧机轧辊强度校核 (15)7.1.2.1支撑辊强度校核 (15)7.1.2.2工作辊强度计算 (16)7.1.2.3支撑辊与工作辊接触应力计算 (17)7.2咬入角校核 (17)7.3电机功率校核 (18)8 年产量计算 (19)8.1 轧机小时产量 (19)8.2 轧机平均小时产量 (21)8.3轧机年产量的计算 (22)参考文献 (23)年产200万吨1780冷轧板带钢压下规程设计1 综述1.1冷轧带钢的轧制工艺有以下特点:(1)加工温度低轧制中将产生不同程度的加工硬化当钢种一定时，加工硬化的剧烈程度与冷轧变形程度有关。

加工硬化达到一定程度后，就不能继续轧制，要经过软化热处理才可继续进行。

成品冷轧板在出厂前也需要进行热处理，通常是再结晶退火处理。

(2)需要工艺冷却和润滑冷轧过程中的变形热和摩擦热使轧件和轧辊的温度升高，辊面温度过高会引起工作辊淬火层硬度下降，甚至发生内部组织分解，使辊面出现附加应力而产生裂纹，还会破坏正常的辊形，影响轧制精度。

同时，辊温过高也会导致工艺润滑剂失效（油膜破裂），使冷轧不能顺利进行。

冷轧采取工艺润滑的主要作用是减小金属的变形抗力，有助于在已有的设备能力条件下实现更大的压下，生产厚度更小的产品。

(3)采用张力轧制采用大张力轧制，张力的主要作用是防止带材在轧制过程中跑偏，保证带材平直和良好的板形和保持轧制过程的稳定，降低金属变形抗力适当调整轧机主电机负荷。

采用的平均单位张力值为材料屈服强度的10%～60%，一般不超过50%。

(4)采用多轧程轧制。

由于冷轧使材料产生加工硬化，当总变形量达到60%～80%时，继续变形就变得很困难。

为此要进行中间退火，使材料软化后轧制得以继续进行。

为了得到要求的薄带钢，这样的中间退火可能要进行多次。

两次中间退火之间的轧制称为一个轧程。

[1]冷轧带钢的退火在有保护气体的连续式退火炉或罩式退火炉中进行(见冷轧板带退火)。

冷轧带钢的最小厚度目前可达到0.05mm，冷轧箔材可达到0.001mm。

1.2 压下规程的设计压下规程是轧制规程最基本的核心内容直接关系到轧机的产量和产品的质量。

压下规程的主要内容包括：原料卷尺寸选择；各轧机压下量分配及速度制度选择；轧机机组压下量分配及速度制度选择；各道力能计算及设备能力校核。

制定压下规程的步骤和方法为：(1)在咬入能力允许的条件下，按经验分配各道次压下量；(2)制定速度制度，计算轧制时间并确定逐道次轧制温度；(3)计算轧制压力，轧制力矩及总传动力矩；(4)校验轧辊等部件的强度和电机功率；(5)按制定规程的原则和要求进行必要的修正。

[2]2 原料的选择使用热轧板带为原料，坯料最大厚度取决于设备条件，坯料最小厚度取决于成品厚度、钢种、成品的组织和性能要求以及供坯条件。

本厂年产200万吨的冷轧产品，原料由热轧厂供应，设计确定冷轧厂所需的热轧原料的种类、断面形状、单重及规格尺寸。

2.1 原料规格带钢宽度：700~1750mm带钢厚度：1.0~6.0mm钢卷内径：Φ700/762mm钢卷外径：Φ1100~2000mm钢卷重量：最大30t2.2热轧原料卷技术要求1带钢宽度允许偏差：0~+20mm。

2热轧带钢最大波浪度为：1.8~3.0mm 带长每2mm最大到20mm。

3.1~4.5mm 带长每2mm最大到15mm。

90以上的边缘，应卷紧，3热轧带钢原料不应有边缘裂口、裂缝或向上弯起边缘整齐，内圈无舌头。

4热轧带钢表面不得有气泡、结疤、折迭、裂缝、夹杂、压入氧化铁皮，侧面不允许有分层，必须脱油、脱脂、无漆。

5带钢表面允许有深度（或高度）不大于厚度负（或正）偏差之半的压痕、裂纹、麻点、划伤及轧辊所造成的网纹。

6厚度允许偏差见表17凸度：凸度是指垂直轧制方向横截面上，中点厚度与距带钢边部40mm 处厚度的差值，最大允许凸度见表22.3来料规格原料规格为 3×1600mm ，典型产品为Q235普碳钢，规格为1.2mm×1600mm 。

3 张力制度张力在冷轧生产中不仅可以降低轧制压力，防止带钢跑偏，补偿沿宽度方向轧件的不均匀变形，并且还起着传递能量，传递影响，使各机架之间相互连接的作用。

张力制度就是合理的选择轧制中各道次张力的数值。

实际生产中若张力过大会把带钢拉断或产生拉伸变形，若张力过小则起不到应有作用。

因此作用在带钢上的最大张应力应满足：max s σσ<其中：maxσ—作用在带钢单位截面积上的最大张应力； s σ—带钢的屈服极限。

冷连轧的特点之一是采用大张力轧制，所以一般单位张力q 为（0.3~0.5）s σ，轧机不同、轧制道次不同、钢种不同、规格不同等影响，张力变化范围较宽。

后张力与前张力相比对减少单位轧制压力效果明显，足够大的后张力能使单位轧制压力降低35%，而前张力只能降低20%左右。

且单位张力后机架要比前机架大一些。

[3~5]4 压下制度要保证一定的总压下率，连轧总压下率一般为50%~60%，取60%。

4.1常用的压下规程设计方法1先按经验并考虑到规程设计的一般原则和要求，对各道（架）压下进行分配；2按工艺要求并参考经验资料，选定各机架间的单位压力；3校核设备的负荷及各级限制条件。

4.2压下量的分配根据经验采用分配压下系数如表3，令轧制中的总压下量为h ∑∆，各道次压下量i h ∆分配用以下公式计算：h b h i i ∑∆=∆其中:Δhi 为各道次压下量bi 为各道次压下分配系数。

∑Δh 为总压下量为1.8mm架压下量或轧后厚度。

根据表中的bi 计算出各道次压下量为：1h ∆=0.54，2h ∆ =0.45，3h ∆ =0.45，4h ∆ =0.27，5h ∆ =0.09最后一道次考虑板形，及表面质量的要求，取较小的压下率。

4.3各道次轧制力的计算各机架摩擦系数的选取：第一道次考虑咬入不喷油，故取0.08，以后喷乳化液，取值0.05～0.06。

具体选择如表4：[6]()l B x e Q K l B P P x '--='=1式中：h l f x '=，摩擦几何系数；l '—考虑轧辊弹性压扁的变形区长度；K —平面变形抗力；Q —前后张力平均值， 201q q Q +=：1q —前张力，0q —后张力； B —轧件宽。

各个道次的轧制压力的步骤说明如下：第一道：由原料开始轧制，压下量为1h ∆=0.54mm ，占冷轧总压下率的18%，即冷轧压下率：0ε =0，1ε=18%。

求平均压下率ε∑为：ε∑= 010.40.6εε+由公式(6.3)，得： ε∑= 010.40.6εε+=0.4×0+0.6×18%=10.8%根据典型产品的含碳量查找对应的加工硬化曲线，可知：σ0.2=28kg/mm2，s σ ≈σ0.2。

求平均单位张力：201/1.722.682mm kg q q Q =+=+=。

故K= 1.15s σ=1.15×28=32.2kg/mm2 K-Q =32.2-7.1=25.1kg/mm2 计算h R l ∆==54.0245⨯=11.5mmh fl z /=由上式得： h fl z /==0.08×11.5/2.73=0.34，z 2=0.11 C =8 × (1-μ2)/πE 其中，弹性模量：E=206Gpa ，泊松比： μ=0.33 由上式得：C =8×(1-μ2)/πE =8×(1-0.332)/(3.14×20600)=1.1×10-4 y =2CRfK /h =2×1.1×10-4×245×0.08×25.1/2.73=0.04 查轧辊压扁时平均单位压力图解，即斯通图解法，h l f x /'==0.36h x l ='f /=0.36×2.73/0.08= 12.285 mmxe n x 1-='=1.204 p =n '× (K-Q )=1.204×25.1=30.22kg/mm 2P 1=p l B '=1600×12.285×30.22=594t第二道：压下量为2h ∆=0.45mm ，入口总压下率为18%，出口总压下率为33%。

求平均总压下率： 由得：ε∑=010.40.6εε+ =0.4×18%+0.6×33%=27%查典型产品加工硬化曲线得：σ0.2=40kg/mm2，s ≈σ0.2平均单位张力： 2/15.92/)83.10(mm kg Q =+=故K=1.15σs =1.15×40=46kg/mm2K-Q =46-9.15=36.85kg/mm2计算 h R l ∆==45.0245⨯=11.50mm 由上述公式得：h fl z /==0.05×10.50/2.235=0.235 ， z 2=0.055 计算：C =8×(1-μ2)/πE =8×(1-0.332)/(3.14×20600)=1.1×10-4 其中， 弹性模量： E=206Gpa ，泊松比： μ=0.33 y =2×CRfK /h =2×1.1×10-4×245×0.05×36.85/2.235=0.044 查轧辊压扁时平均单位压力图解（斯通图解法）， h l f x /'==0.26h x l ='f /=0.26×2.235/0.05=12.5622mmxe n x 1-='=1.142 p =n '×(K-Q )=1.142×36.85=42.08kg/mm 2P 2=p l B '=1600×12.622×42.08=782.486t第三道：压下量为3h ∆=0.45mm ，入口总压下率为33%，出口总压下率为48%。