冷軋課程設(shè)計模板

1、遼 寧 科 技 大 學(xué)課程設(shè)計說明書設(shè)計題目：冷軋0.551400 mm軋制規(guī)程設(shè)計學(xué)院、系：材 冶 學(xué) 院 專業(yè)班級學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師： 成 績： 年月日目 錄 1冷軋綜述31.1冷軋產(chǎn)品及用途31.2冷軋產(chǎn)品的技術(shù)要求31.3冷軋鋼板現(xiàn)狀及新技術(shù)31.3.1 我國冷軋板帶生產(chǎn)現(xiàn)狀及前景41.3.2 冷軋新技術(shù)42工藝及規(guī)格52.1冷軋薄板生產(chǎn)工藝流程52.2規(guī)格53軋制規(guī)程制定64計算軋制力75設(shè)備校核115.1軋輥各部分尺寸確定115.2咬入能力校核125.3支撐輥強(qiáng)度校核135.4工作輥強(qiáng)度校核145.5支撐輥與工作輥接觸應(yīng)力校核155.6電機(jī)功率校核166結(jié)束語17 冷軋0.5514

2、00 mm軋制規(guī)程設(shè)計1冷軋綜述1.1冷軋產(chǎn)品及用途 冷軋產(chǎn)品主要有冷軋板、金屬鍍層薄板、電工用硅鋼板、不銹鋼板、超低碳、超深沖IF鋼系列、鏈條用鋼系列、低碳低硅冷板系列、搪瓷鋼系列、自行車用鋼系列、烘烤硬化鋼系列、含磷鋼系列、客車車廂用鋼板系列、家用電器鋼板系列、低合金鋼系列等。鞍鋼冷軋廠針對汽車行業(yè)、家電行業(yè)、門業(yè)、搪瓷業(yè)、建筑業(yè)、制造業(yè)等行業(yè)的特點(diǎn)，已經(jīng)成功地開發(fā)了德國標(biāo)準(zhǔn) St 系列、日本標(biāo)準(zhǔn) SP 系列、超低碳、超深沖 IF 鋼系列、鏈條用鋼系列、低碳低硅冷板系列、搪瓷鋼系列、自行車用鋼板系列、烘烤硬化鋼系列、含磷鋼系列、客車車廂用鋼板系列、家用電器鋼板系列、低合金系列等具有高附加值

3、的冷軋鋼板產(chǎn)品。 適用于制造各種沖壓件、鋼管及其他金屬制品。產(chǎn)品主要用于建筑、橋梁、機(jī)車車輛、汽車、壓力容器、鍋爐、電器等。1.2冷軋產(chǎn)品的技術(shù)要求 板帶鋼的用途非常廣泛，用途不同隊板帶鋼的技術(shù)要求也就不同。對板帶鋼產(chǎn)品的基本要求包括化學(xué)成分、幾何尺寸、板型、表面、性能等幾個方面：（1） 鋼板的化學(xué)成分（2）鋼板的外形尺寸（3）鋼板板型要求平坦（4）力學(xué)性能、工藝性能、物理性能、化學(xué)性能。1.3冷軋鋼板現(xiàn)狀及新技術(shù)1.3.1 我國冷軋板帶生產(chǎn)現(xiàn)狀及前景我國冷軋板帶生產(chǎn)需求一直旺盛，產(chǎn)能也極快擴(kuò)張，至2010年初步統(tǒng)計，已建和在建的冷軋板帶產(chǎn)能約為8400萬t9000萬t，共建有冷連寬帶鋼軋機(jī)4

4、2臺套，單機(jī)可逆式寬帶鋼軋機(jī)100余套，冷軋寬帶鋼生產(chǎn)產(chǎn)能的75%以上為冷連機(jī)生產(chǎn)。冷軋板帶生產(chǎn)要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，必須使冷軋生產(chǎn)過程符合生態(tài)要求，做到節(jié)能降耗，要從以下方面努力創(chuàng)新。1.3.2 冷軋新技術(shù)1. 冷軋帶坯原料的無酸洗除鱗工藝 新的無酸除鱗技術(shù)由三步工序組成：首先為加熱工序。 第二為反應(yīng)工序。 第三工序為冷卻工序。 2. 液氮冷卻機(jī)用于帶鋼冷軋冷軋的工藝潤滑是冷軋工藝中的污染源，冷軋工藝潤滑的乳液隨著帶鋼的移動帶到冷軋車間地面，并存在廢乳液的回收處理及防火等安全問題，因此替代水乳液或油潤滑液的開發(fā)應(yīng)用具有重要的環(huán)保意義。3. 進(jìn)一步開發(fā)多種小輥徑軋制薄帶的高精度軋機(jī)，以適應(yīng)市場軋制

5、生產(chǎn)薄帶鋼的要求，達(dá)到專業(yè)化生產(chǎn)和產(chǎn)品靈活性4. 擴(kuò)大冷軋產(chǎn)品的深加工，擴(kuò)展產(chǎn)業(yè)鏈，達(dá)到減量化應(yīng)用2工藝及規(guī)格2.1冷軋薄板生產(chǎn)工藝流程連續(xù)鍍錫原料（熱軋板卷）酸洗冷軋電解清洗退火平整退火平整脫碳退火成品退火橫剪縱剪檢查重卷橫剪鍍錫板普通深沖板拉伸熱平整電工硅鋼板連續(xù)鍍鋅瓦壟機(jī)組橫剪涂層機(jī)鍍鋅板涂層板酸洗熱軋帶鋼淬火、堿、酸洗檢查、清洗淬火、堿、酸洗平整剪切矯直拋光不銹鋼板 圖2.1 薄板坯工藝圖2.2規(guī)格根據(jù)鞍鋼冷軋一號線1700連軋機(jī)組進(jìn)行設(shè)計。1、 采用四輥五機(jī)架連軋（1）工作輥直徑：d =（520600）mm ，選d=600 mm ；（2）支承輥直徑：D=（14001526）mm ,選

6、D=1250 mm 。2、 成品尺寸：0.551400 mm3、 原料規(guī)格：（1）選取鋼種：；（2）根據(jù)經(jīng)驗資料，選取原料尺寸為2.21500 mm 的熱軋板卷。3軋制規(guī)程制定壓下規(guī)程的制定根據(jù)經(jīng)驗采用分配壓下系數(shù)表3.1，令軋制中的總壓下量為h，則各道的壓下量為： 式中：bi壓下分配系數(shù)。 表3.1 各種冷連軋機(jī)壓下分配系數(shù)機(jī)架數(shù)道次（機(jī)架）號1234520.70.330.50.30.240.40.30.20.150.30.250.250.150.05根據(jù)表中的計算出各道次壓下量為：在確定各架壓下分配系數(shù)，亦確定各架壓下量或軋后厚度的同時，還需根據(jù)經(jīng)驗分析選定各機(jī)架之間的單位張力。參考經(jīng)驗數(shù)

7、據(jù)，初步制定壓下量及前、后張力如表3.2所示： 表3.2 產(chǎn)品壓下量及前、后張力道次前張力后張力12.21.7050.495903021.7051.29250.41251009031.29250.880.412510410040.880.63250.247510810450.63250.550.0825501084計算軋制力各機(jī)架摩擦系數(shù)的選?。阂虻谝坏来我ＷC順利咬入，不噴油，故取f=0.08，以后噴乳化液，取值f=0.05。本設(shè)計采用M.D.Stone公式計算平均單位壓力： 上式中：；考慮軋輥彈性壓扁的變形區(qū)長度；平面變形抗力，；前后張力平均值，()計算步驟如下：(1)確定變形抗力由于在變

8、形區(qū)內(nèi)各斷面處變形程度不等，因此，通常根據(jù)加工硬化曲線取本道次平均總壓下率所對應(yīng)的變形抗力值。平均總壓下率按下式計算 = 式中：本道次軋前的預(yù)變形量； 本道次軋后的總變形量；冷軋前軋件的厚度；本道次軋前軋件的厚度；本道次軋后軋件的厚度。根據(jù)Q215典型產(chǎn)品的含碳量，由加工硬化曲線查出對應(yīng)于的值，然后計算平面變形抗力：。圖4.1 鋼種加工硬化曲線 圖4.2 斯通圖由求出平均單位張力，則可得到的值。(2)求的值的值根據(jù)軋輥壓扁時平均單位壓力圖解（斯通圖解法）得到。先根據(jù)具體軋制條件計算出參數(shù)和的值： 式中：摩擦系數(shù)； 接觸弧長，工作輥半徑。 式中：泊松比，取0.3；E彈性模量，取E=200GPa，

9、代入計算得：然后在斯通圖解中尺和尺上分別找出對應(yīng)其值的兩點(diǎn)，連成一條直線，此直線與S形曲線的交點(diǎn)即為的值。根據(jù)值查表便可得的值。(3)求平均單位壓力及總壓力將的值和的值代入即可算出平均單位壓力?？倝毫椋?式中：由 計算得到； 軋件寬度，對各道次依次按上述步驟進(jìn)行計算，計算結(jié)果如表4.1所示。 表4.1 各道次計算結(jié)果道次/%/%/%/MPa/MPa/MPa/mm/mm1022.513.53806037712.21.9525222.541.2533.755209550311.121.4988341.256052.5650102645.511.121.086346071.2566.7573010

10、6733.58.620.7563571.257573.576579800.754.970.5913道次/mm/MPa/t10.50.250.110.581.3614.16510.9108520.370.140.120.451.2613.49633.78128230.510.260.210.681.4314.77924.47204840.570.320.340.91.6213.611188.27242650.420.180.470.981.7011.5913602364.43、軋輥轉(zhuǎn)速的確定根據(jù)經(jīng)驗值，軋件由末架軋機(jī)軋制完成后的出口速度一般為1925,選取末架軋機(jī)軋件的出口速度為20，根據(jù)金屬秒

11、流量相等：求出軋件在各架軋機(jī)的出口速度。利用前滑值計算軋輥的轉(zhuǎn)速：計算步驟如下：（1）先計算出咬入角：（2）利用咬入角計算出中性角：（3）通過中性角求出前滑值：（4）計算軋輥線速度：（5）計算軋輥轉(zhuǎn)速：對各道次依次按上述步驟進(jìn)行計算，計算結(jié)果如表4.2所示： 表4 .2 各機(jī)架計算結(jié)果機(jī)架號10.040.0150.046.456.2019720.0370.0120.038.518.2626330.0370.0120.0512.5011.937940.0290.0100.0517.3916.5652750.0170.0070.032019.42618 表4.3 壓下規(guī)程道次 軋速前張力后張力/M

12、PaP/t12.21.7050.49522.56.459030510.9108521.7051.29250.412524.28.5110090633.78128231.29250.880.412531.912.50104100924.47204840.880.63250.247528.117.391081041188.27242650.63250.550.082513.020.005010813602364.45設(shè)備校核5.1軋輥各部分尺寸確定軋輥直接承受軋制力和轉(zhuǎn)動軋輥的傳動力矩，屬于消耗性零件，就軋機(jī)整體而言，軋輥安全系數(shù)最小，軋輥強(qiáng)度往往決定整個軋機(jī)負(fù)荷能力，因此，要對軋輥進(jìn)行校核。軋輥

13、材質(zhì)為合金鍛鋼，許用應(yīng)力=240MPa，許用接觸應(yīng)力=2400MPa；許用剪切應(yīng)力=730MPa；許用接觸剪應(yīng)力=730MPa。軋輥各部分尺寸分別為：工作輥：輥身直徑d=600mm，輥身長度=1700mm，；支撐輥：輥身直徑D=1250mm，輥身長度=1700mm 。據(jù)此確定軋輥其它參數(shù)已備校核。工作輥輥頸直徑：；工作輥輥頸長度：；工作輥壓下螺絲間的中心距：；支撐輥輥頸直徑：；支撐輥輥頸長度：；支撐輥壓下螺絲間的中心距：。輥頭均采用梅花接軸輥頭，其主要尺寸如下： =0.94*300=282mm d1為輥頭外徑，d為輥頸直徑軋件寬度。 表5.1.1 五機(jī)架連軋機(jī)各機(jī)架校核所需數(shù)據(jù)機(jī)架號軋制壓力P

14、/t轉(zhuǎn)速r/min電機(jī)功率/KW張力差/MPa110851971550060212822631550010320483791550044242652715500452464.46181400058由上表可看出，第四架軋機(jī)的總壓力最大，所以以第四架軋機(jī)為例進(jìn)行校核：四輥軋機(jī)支撐輥與工作輥承受的彎矩之比等于直徑比的四次方，其彎曲力的分配也和彎矩一樣，即而t，得到t t5.2咬入能力校核軋機(jī)要能夠順利進(jìn)行軋制，必須保證咬入符合軋制規(guī)律，所以要對咬入條件進(jìn)行校核。 式中： d工作輥直徑； h軋件的壓下量； 咬入角； 摩擦角。原料在第一架軋機(jī)咬入比較困難，第二架軋機(jī)由于潤滑摩擦系數(shù)變小，所以對第一架和第

15、二架軋機(jī)進(jìn)行咬入能力的校核。校核如下：由公式得到： 已知， f=0.08， 所以： 因此，第一架和第二架軋機(jī)均可以實(shí)現(xiàn)帶鋼順利咬入。5.3支撐輥強(qiáng)度校核 圖5.3.1 支撐輥彎矩圖(1)輥身中央處承受最大彎矩：輥身中央處產(chǎn)生的最大彎曲應(yīng)力為：考慮重車率： 對于板帶鋼重車率為3%-6%取=6%，D車后=1175mm故支撐輥輥身滿足強(qiáng)度要求。(2)輥頸的危險斷面在輥頸與輥身接觸處，該處彎矩為：則該危險斷面出的彎曲應(yīng)力為： 輥頸處扭矩: 則該危險斷面出的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為： =240MPa所以，支撐輥輥頸強(qiáng)度滿足要求。5.4工作輥強(qiáng)度校核 圖5.4.1 工作輥彎矩圖(1)工作輥輥身中央處承受的垂直彎矩為：水

16、平帶張力差作用在輥身中央產(chǎn)生的水平彎矩為：輥身中央處的合成彎矩為：則工作輥輥身中央處的最大彎曲應(yīng)力為：考慮重車率： 對于板帶鋼重車率為3%-6%取=6%，D車后=564mm所以，工作輥輥身強(qiáng)度滿足要求。(2)工作輥輥頭強(qiáng)度校核 d1輥頭采用梅花接軸輥頭，工作輥端部用鍵和梅花接頭連接，則： =730MPa所以,輥頭強(qiáng)度滿足要求。5.5支撐輥與工作輥接觸應(yīng)力校核工作輥與支撐輥材料相同，所以接觸表面單位長度上的負(fù)荷： 接觸應(yīng)力： 所以，軋輥滿足強(qiáng)度要求。根據(jù)以上結(jié)果，軋輥各部分均滿足強(qiáng)度要求。5.6電機(jī)功率校核以第四架為例進(jìn)行校核：欲確定主電機(jī)的功率,必須首先確定傳動軋輥的力矩.在軋制過程中,在主電機(jī)軸上,傳動軋輥所需力矩最多由下面四部分組成:式中:-軋制力矩,用于使軋件塑性變形所需的力矩; -克服軋制時發(fā)生在軋輥軸承.傳動機(jī)構(gòu)等的附加摩擦力矩; -空轉(zhuǎn)力矩,即克服空轉(zhuǎn)時的摩擦力矩; -動力矩.為克服軋輥不勻速運(yùn)動時產(chǎn)生的慣性力所必須的力矩; i-軋輥與主電機(jī)間的傳動比.其中, 空轉(zhuǎn)力矩和動力矩相對較小,計算時可忽略.(1)軋制力矩 其中: 軋制壓力； 接觸弧長度，。(2)摩擦力矩 其中：工作輥輥頸直徑： 軋輥軸承中摩擦系數(shù)，=0.003； 傳動比，其值為1.7856