燕山大学2160四辊热带钢精轧机组设计项目报告讲解

2160四辊热带钢精轧机组设

计项目报告

学院：机械工程学院

班级：

组员：

指导教师：谢红飙张立刚

燕山大学课程设计（论文）任务书

院（系）：机械工程学院基层教学单位：冶金系

目录

一、原料及设计技术参数 (1)

二、轧辊尺寸的预设定 (1)

三、压下规程制定 (2)

3.1、压下规程制定的原则及要求 (2)

3.2、压下规程预设定 (2)

四、轧制力能参数计算 (4)

4.1、平均变形速度的计算 (4)

4.2、各轧制道次温度计算 (5)

4.3、变形抗力计算 (6)

4.4、轧制力计算 (7)

4.5、轧制力矩计算 (8)

4.6、轧制功率计算 (9)

五、压下规程修订 (11)

六、辊系确定 (15)

6.1、轧辊的类型与结构 (15)

6.2、轧辊的材料的选择 (15)

6.3、轧辊的尺寸的确定 (15)

6.4、轧辊强度校核 (17)

七、轴承选用 (21)

八、参考文献 (23)

一、 原料及设计技术参数

1.1、原料：

不锈钢（1Cr18Ni9Ti ） 来料尺寸50mm ×1900mm 成品尺寸4mm ×1900mm Q235 来料尺寸60mm ×1900mm 成品尺寸4.5mm ×1900mm 16Mn 来料尺寸40mm ×1900mm 成品尺寸3.5mm ×1900mm 1.2、工作辊采用四列圆锥滚子轴承，支承辊采用四列圆柱滚子轴

承。

1.3、精轧机组为7机架连轧，成品出口速度v=20m/s,精轧机组开轧温度980℃——1080℃，终轧温度850℃，连轧机组长（F1~ F7中心距离）6×6=36m 。

二、 轧辊尺寸的预设定

设计课题为“2160四辊热带钢精轧机组设计”，则工作辊的辊身长度 L=2160mm ，辊身长度确定后即可根据经验比例值法确定轧辊直径，精轧机座设计时

1L / 2.1~4.0,D = 2L /1.0~1.8,D = 12/1.8~2.2,D D =

其中L 为辊身长度，1D 为工作辊直径，2D 为支承辊直径。 取

1~5机架1D =1000mm , 2D =2000mm 6~7机架1D =800mm 2D =1600mm

三、 压下规程制定

3.1、压下规程制定的原则及要求

压下规程设计的主要任务是确定由一定来料厚度的板坯经过几个道次后轧制成为用户所需求的，满足用户要求的板带产品。在此过程中确定所需采用的轧制方法，轧制道次及每个道次压下量的大小，在操作上就是要确定各道次辊缝的位置和转速。因此，还要涉及到各道次的轧制速度，轧制温度，前后张力及道次压下量的合理分配。在此过程中，主要考虑设备能力和产品质量，设备能力主要包括咬入条件，轧辊强度和电机功率三个要素，而产品质量主要包括几何精度和力学性能。

压下规程制定的原则：在保证产品质量的前提下，充分发挥轧机的设备生产能力，达到优质高产。

压下规程制定的方法及步骤如下： 1）为提高热轧带钢的几何尺寸精度和表面质量，最后一架机座的相对压下量要取得比较小，一般取10%——15%。 2）为保证金相组织和力学性能，要保证终轧温度。 3）负荷的合理分配是制定精轧机组压下规程的关键，它直接影响到生产的稳定性和产品的产量和质量。分配方法有：对数伸长率法，能耗曲线法，按最大生产率或最佳质量的目标函数优化法，动态规划法，专家系统分配法。

制定精轧机组压下规程除合理的分配各工作机座的压下量外，还需要给出各机座的速度分配和计算各机座的温度变化。

3.2、压下规程预设定

ε

=

010h h h -=0

h

h ∆ ε：压下率

0h ：轧前厚度 mm 1h ：轧后厚度 mm

h ∆: 绝对压下量 mm

热带钢精轧机组的道次压下率分配范围

根据上表初步制定压下规程：

四、 轧制力能参数计算

4.1、 平均变形速度的计算

变形速度即为单位时间内完成的相对压缩量。为了计算变形阻力，一般采用变形速度的平均值，称之为轧制时的平均变形速度μ。

h l

Rh μ=

υ h υ：轧件出口速度

l :变形区长度（l =

计算得各轧件各道次的平均变形速度如下表所示（单位1s -）

4.2、 各轧制道次温度计算

轧件的温度变化不仅与热辐射，热对流和热传导的热量有关，还与轧制时的变形功与摩擦功转换的热量有关。在高温轧制时，热辐射引起的温度变化起主导作用。

高温轧件热辐射散热温降T (单位为K)可计算如下

1T T =-

式中 1T ——前一道次的绝对温度，K

t ——计算温降的热辐射时间，s h ——轧件厚度，mm

1K ——考虑散热条件系数，粗轧与中间辊道次选用1K =1.5，精轧时选用1K =2.0。

各道次温降为辐射温降a T ，a 为温降系数，热连轧时取

a=1.8。

对于精轧机组

t

h

为一常值。 各轧件的初始温度如下

不锈钢（1Cr18Ni9Ti ） 1000℃ Q235 1050℃ 16Mn 1000℃

4.3、 变形抗力计算

物体有保持其原有形状而抵抗变形的能力，度量物体的这种抵抗变形能力的力学指标，我们定义为塑形变形抗力。

物体的实际变形抗力取决于该物体的本性屈服极限，轧制温度，轧制速度与变形程度的影响。 变形抗力计算公式如下：

34

5

01266exp()(

)()(1)10

0.4

0.4a T a a a T a a a σσ+⎡⎤=+--⎢⎥⎣⎦μγγ 式中 273

1000

t T +=

t 变形温度，℃

μ 变形速度，1s -

γ 对数应变，ln

h n

H

=γ H 原料厚度，mm

h n 该道次轧后厚度,mm 1a ~6a 回归系数，与材料有关

0σ 该种材料在T=1273K ，μ=101s -，γ=0.4时的变形抗力

查表的各种原料的相关系数如下