3.铝板冷轧工艺计算及校核分解

第四章：冷轧工艺理论和计算

4.1 轧制规程的设计

1.1 基本概念

轧制规程也叫做轧制制度，它包括压下制度、速度制度、温度制度、张力制度和辊型制度，是指轧制过程中各道次的压下量分配以及相应的力能参数设定。它主要式根据产品的技术要求、原料条件及生产设备的情况，运用数学公式（模型）或图表进行计算，从而确定轧制方法，确定压下制度、速度制度、温度制度、张力制度和辊型制度，以便在安全操作条件下得达到优质、高产、低消耗的目的。

4.2 制定轧制规程的原则和要求

1 在设备能力容许的条件下尽量（提高道次压下量、缩减轧制道次、缩短轧制周期、确定合理速度规程等等）提高产量。

2 在保证操作稳定的条件下提高质量。

总之，充分而又合理地发挥轧机的设备能力，通过适当减少轧制道次和提高轧制速度来增加产量，保证产品的质量。

3 压下规程的分配依据和要求

制定压下的依据是产品厚度精度、板形和表面质量规定、最大轧制力P

max

、最

大轧制力矩M

max 、最大电机功率N

max

、成品尺寸等；压下规程的中心内容就是要确

定由一定的板坯轧成所要求的成品的变形制度，即采用的轧制方法、轧制道次及每道压下量的大小。

冷轧板带铝压下规程的制定一般包括原料规格的选择、轧制方案的确定以及各道次的压下量的分配与计算。①冷轧各道次的分配：由于第一道次的后张力太小，而且热轧来料的板形与厚度偏差不均匀，甚至呈现浪形、飘曲、镰刀弯或锲形断面，致使轧件对对中难以保证，给轧制带来一定的困难，第一道次不宜过大也不要太小；中间道次的压下分配，基本上可以从充分利用轧机能力出发，或按经验资料确定各压下量；后几道次虽然绝对压下较小，但带钢的加工硬化程度很大，变形抗力大，因此后几道次压下量则受带钢对轧制压力的限制，最后1－2道次为了保证板型及厚度精度，一般按经验采用较小的压下率。

常用制定制定压下规程的方法：①由于道次的分配受各种因素因素的影响，

要用精确的理论公式来计算出来是不太实际的，一般先按经验并考虑规程制定的一般原则和要求，分配各道的压下量，最后较核设备的负荷及各项限制条件，予以修正。

4.3 轧制压力的计算

——冷轧带式生产的轧制规范，带式生产的铝合金热轧卷需要预先退火后再进行冷轧，退火规范如下：

1.总加工率的确定：硬铝合金加工率可达80%以上。 2，压下量分配及基本参数：

1.20 1.20 1.080.726 4.8 3.6

2.52 1.820%25%30%28.6%

mm mm mm mm

mm mm mm mm mm

3.轧制变形区主要参数： 咬人角：a =

（冷轧变形率小可用此公式计算）

1a =0.069 2a =0.069 3a =0.066 4a =0.053

4.冷轧轧制力计算： a. 00H h H -∂=

1

1H h H

-∂=—————H ：开坯时坯料厚度mm

①01∂=0 11∂=20% ②02∂=20% 12∂=40% ③03∂=40% 13∂=58% ④

04∂=58% 14∂=70%

由上查《铝》3-2-16图得：

①(0.2)01σ=130Mpa (0.2)11σ=230Mpa ②(0.2)02σ=230 (0.2)12σ=280 ③

(0.2)03σ=280 (0.2)13σ=290 ④(0.2)04σ=290Mpa (0.2)14σ=295Mpa

因为0(0.2)01.15k σ= 1(0.2)11.15k σ= 01

2

k k k +=

由上得：1k =207Mpa 2k =293.25Mpa 3k =327.75Mpa 4k =336.38Mpa

b. '

01

2

k k σσ+=-—————0σ=（4.3-0.50h ）9.8 ，1σ=（5.67-0.60 1h ）

9.8

由上得：'1k =186.96Mpa '2k =266.74Mpa '3k =295.12Mpa '4k =298.99Mpa C.不考虑弹性压扁时的接触弧长度：

l =(mm)

1l =17.32mm 2l =17.32mm 3l =16.43mm 4l =13.42mm d.

2

()fl m h

=——————— f:摩擦系数,在此用煤油润滑取0.16

由上得：1m =0.26 2m =0.44 3m =0.24 4m =0.16

e. 求出2cRf

n k h

'= 其中对于钢轧辊c=1.06 410-⨯ 1n =0.03 2n =0.05 3n =0.09 4n =0.15 f.根据《铝板带轧制》图4-20得： fl m h

''=

由上得：1

m '=0.54 2m '=0.70 3m '=0.55 4m '=0.50 所以1l '=18.23mm 2

l '=18.38mm 3l '=10.52mm 4l '=6.75mm

g.平均单位轧制力p 的计算

()p k PMF σ=-————————《铝板轧制》图3-2-20 PMF ：压力倍增系数

由上得：1p =243.05Mpa 2p =400.11Mpa 3p =413.17Mpa

4p =388.69Mpa

h.冷轧轧制力P

P P F P b l '=⋅=⋅⋅

0.45h

B l h

∆'∆=⋅

由上得1B ∆=1.64mm(宽展除在热轧及冷轧开坯道次考虑，冷轧其余道次不考虑)

所以：1p =5906694N=590t 2p =980t 3p =579t 4p =349t

4.4轧制力矩的计算

4.4.1制定轧制规程必须遵守下面两个条件：

第一、在负荷最大的道次中电机输出的转矩不应超过电机本身允许的最大转矩。 第二、根据负荷图确定的平方根转矩（或等效转矩）不应超过电机长时间工作的

额定转矩。

4.5冷轧轧制力矩计算

——冷轧时不考虑轧机变速，只考虑静力矩部分。

Z U K M M M M ∑=++

———Z M 扎件变形给轧辊轴承的轧制力矩

U M 轧辊轴承的摩擦力矩

K M 轧辊空转时的空转力矩

a.

2Z M P l ψ'= ———ψ

为力臂系数，冷轧板带一般取：0333-0.42