课程设计板带轧制设计

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1、 辽宁科技大学 课程设计说明书设计名称：板带轧制课程设计指导教师：王振敏学院：装备制造学院班级：材控 10.1姓名：李天夫 日期：2013.12.19目录1. 综述1.1热轧板带钢的生产状况1.2热轧板带钢的新技术发展趋势2. 工艺流程及设备2.1生产工艺流程简介2.2主要设备及产品参数3. 整个流程的设计和计算3.1 确定轧制方法3.2 加热制度的确定3.3各道次压下量的分配3.4 粗轧各道次宽展计算3.5根据成品板的宽度确定精轧宽度3.6宽向所需的总的侧压量3.7各道次宽度的计算3.8粗轧所用时间及其温降3.9精轧各道次速度的计算3.10精轧各机架的温度3.11精轧各机架的变形速度3.12

2、精轧单位压力及其轧制力轧制力矩的计算4. 强度校核4.1咬入角校核4.2轧辊强度校核5. 结束语1.综述1.1 热轧板带钢的生产状况热轧带钢是重要的钢材品种，对整个钢铁工业的技术进步和经济效益有着重要影响。发达国家热轧带钢产量约占热轧钢材的50%以上，并在国际市场竞争中居于领先地位。我国钢铁工业近年来产量增长较快，但高附加值产品的数量和质量较低。我国一般热轧带钢产品厚度下限是1.8mm，但实际上只生产很少厚度小于2.0mm的热轧带钢，即使窄带钢，产品厚度一般也大于2.5mm。因此，相当一部分希望使用厚度小于2mm带钢作原料的用户，只得使用冷轧带钢。如果能开发薄规格的热轧带钢，则可代替相当一部分

3、的冷轧带钢使用，使生产成本大为降低。a热轧宽带钢的生产状况国外热轧宽带钢生产的技术进步表现在以下几方面:热带钢无头轧制技术。无头轧制技术能稳定生产宽薄带钢及超薄热轧带钢，其宽厚比可由传统热连轧的8001提高到10001，并能应用润滑轧制及强制冷却技术生产具有新材料性能的高新技术产品。薄板坯连铸连轧技术。它主要有紧凑式热带钢生产工艺CSP(CompactStripProcess)、在线热带钢生产工艺ISP(In-LineStripProduction)、灵活式薄板坯轧制工艺FTSR(FlexibleThinSlabRolling)和连铸直接轧制工艺CONROLL等10余种类型。德国SMS公司开发

4、的CSP工艺已成功地轧制出厚度为0.8mm的薄带钢产品，并已经广泛应用在家用电器、建筑工业等领域；奥钢联(VAI)开发的CONROLL工艺也成功地生产出厚度0.9mm1.0mm、表面质量极好的热轧薄带钢，可用作汽车的外露部件；美国至今已经投产的薄板坯连铸连轧生产线达百余条，生产能力5107t/年。铁素体区轧制生产工艺。它又称相变控制轧制，是由比利时冶金研究中心于1994年开发的一项轧制新技术，当初主要目的就是用薄规格的热轧带钢取代1.0mm2.0mm厚度范围的冷轧产品。铁素体区轧制生产工艺的发展目标是生产薄(超薄)规格优质深冲板。LTV公司的印地安那哈伯厂40%的超低碳钢产品采用铁素体区轧制生

5、产，Arvedi公司采用铁素体区轧制生产的超薄热轧带钢已占其产量的25%。铸轧薄带钢的CASTRIP工艺。这种工艺由美国纽柯钢铁公司、澳大利亚BHP公司和日本IHI公司联合开发，2003为纽柯公司成功建设了世界上第一套全商业化的双辊铸轧薄带钢生产线，用来生产碳钢和不锈钢。与常规连铸和轧钢技术相比，这种工艺具有投资省、运行费用低、节能环保、废气排放少等优点。目前，这套全商业化的薄带钢双辊铸轧机可年产2.0mm以下薄规格带钢50万t。该铸轧机采用的钢包容量为110t，铸轧机双辊直径为500mm，最高连铸速度为150m/min，常用连铸速度为80m/min，出口带钢厚度为0.7mm2.0mm，宽度为

6、1000mm2000mm。国内热轧宽带钢生产概况如下:传统的热带轧机。以宝钢2050mm热轧带钢轧机为例，宝钢2050mm热轧厂于1989年8月3日投产，热轧机组设计年产量为400万t。到2000年底已累计生产4446万t热轧带钢。1999年产量达到510万t，超过设计产量25%，2000年达到520万t。主要产品有普碳钢、优质碳素钢、低合金钢、深冲用钢、造船用钢、螺旋焊管用钢等钢卷和钢板。2050mm热轧机组为3/4连续式轧机。全厂的主要设备有:4架粗轧机、7架精轧机，3台全液压卷取机，及5条精整作业线。设备总重60915t。设备由德国西马克德马格财团总承包，12年来，设备运行稳定。在产量大

7、幅度上升的同时，机组的生产综合指标与产品精度也在不断提高，高强度、高难度极限规格产品不断增加，薄规格产品比例成倍提高。尤其最近，2.00mm以下薄规格产品占产量的17%，比1992年5月达产时的4.98%和设计规定的6%高3倍。把薄规格产品作为主要生产目标，采用最佳卷取温度，对加热温度、轧制负荷分配、轧制速度进行优化，对各精轧机架目标凸度进行合理分配，轧出符合标准的厚度为1.6mm的集装箱用耐大气腐蚀板，解决了集装箱钢板长期依赖进口的局面，2002年又试轧成功厚1.2mm的热轧薄带钢。薄板坯连铸连轧。自1992年兰州钢厂与钢铁研究总院合作建立了我国第一套CSP薄板坯连铸机以来，国内各大钢铁公司

8、纷纷花费巨资新建或改造热连轧厂，不断扩大品种范围，提高产品质量。宝钢的2050和1580热轧线是国内工艺装备及自动化控制水平较高的两条生产线，能稳定生产厚度1.5mm的热轧板卷，也能生产少量厚1.0mm1.2mm的超薄热轧带钢。1999年珠钢引进第一条CSP薄板坯连铸连轧线(1450mm)，之后相继建成投产邯钢1450mm、包钢1700mm、攀钢、唐钢1800mmFTSR机组马钢1800mmCSP机组、华菱1800mmCSP一期工程和上钢一厂的1780热连轧机组，本钢1880mmCSP连铸连轧热轧生产线设计产能280万吨，莱钢1450热连轧机组设计产能200万吨，沙钢1700mm热连轧生产线设

9、计产能450万吨。鞍钢2150mmCSP机组设计产能450万吨。据统计，2007年国内预计将有12条热轧生产线投产，设计总产能为3700万吨，其中设计产能在300万吨以上的大型热轧生产线有5条，分别是安钢1780机组380万吨，马钢2250机组500万吨，宝钢1880机组370万吨，天铁1780机组380万吨，北台1780机组400万吨；其余7条热轧产线设计产能均在200万以上，它们是日照钢厂1580机组200万吨，唐山国丰1480机组200万吨，迁安轧一厂1250机组200万吨，武钢1580机组280万吨，山西海鑫1500机组220万吨，宁波建龙1780机组250万吨。预计到2007年底我国

10、热轧总产能将达到1.4亿吨。铁素体区轧制生产工艺。珠钢CSP薄板坯连铸连轧生产线投产后，计划采用该工艺生产2.0mm以下超薄热轧带钢，目前国内唐钢、本钢等多条CSP薄板坯生产线均已具备铁素体区轧制能力。b热轧窄带钢的生产状况 目前，国外窄带钢的发展呈停滞状态，产量和质量均不高，对窄带钢的需求多采用将宽带纵切的办法，成本偏高。国内共有50多套热轧窄带钢轧机，其中全连续式轧机2套，3/4连轧机14套，半连轧15套，其余为跟踪式、横列式、行星式等，年总生产能力9106t。但生产工艺和设备水平普遍较落后，其中15家国有企业的大部分仍采用老式布局的3/4连轧生产线。按产品的宽度可分为两类，一类为145m

11、m240mm，多采用连铸坯一火成材，如宣钢带钢厂等；另一类为210mm305mm，使用初轧坯两火成材，如包钢、莱芜带钢厂等。优化改造后唐钢窄带钢生产线采用自产165mm165mm、165mm225mm、165mm280mm三种规格的连铸坯，能够生产最宽达355mm、最薄为1.8mm的窄带产品。1996年无锡市新大薄带钢有限公司在国内率先建成了年产6104t的350mm热轧薄窄带钢生产线，采用了合理的工艺、设备，选用了先进的控制系统，从而解决了板形、板厚控制与活套角度控制等一系列难题，成功地生产出厚度为1.0mm1.5mm、宽度为130mm200mm的薄规格窄带钢，并用于薄壁焊管生产。鞍钢公司轧

12、钢总厂一条中型型钢生产线经改造，形成了年产1105t的350mm半连轧窄带钢生产线，目前已能生产厚度为1.2mm2.0mm的高强度合金钢和不锈钢等难轧窄带钢产品。1.2 热轧板带钢的新技术发展趋势a热轧宽带钢的发展方向热轧板宽带钢以深冲钢板、耐腐蚀高强度热轧钢板、成型性优异的高强及超高强钢板、超宽幅汽车钢板、热镀锌钢板、超细晶高强度钢板为发展目标。由于将采用无头轧制技术、薄板坯连铸连轧工艺、控制冷却技术等轧制工艺生产热轧薄带钢，因此可以较好地控制热轧带钢的组织和性能。在冷却技术方面，以温度预测模型为基础，采用细分的冷却箱和缓慢冷却装置，开发高精度的冷却系统，对钢材的组织和性能进行控制。从超薄热

13、轧带钢的市场需求和生产现状可看出“以热代冷”的钢铁市场走向决定了超薄热轧带钢生产总体趋势是供不应求，同时也表明了超薄热轧带钢将成为热轧宽带钢的另一个发展方向。可以预见，采用无头轧制和低温轧制工艺将是薄板坯连铸直接轧制生产超薄带钢的主要发展方向。b热轧窄带钢的发展方向 增大带钢产品的优质比，调整产品结构，开拓热轧窄带钢产品应用新领域。目前热轧窄带钢生产厂在提高质量、降低消耗、降低成本、扩大品种的前提下，将小家电、小五金、家具、自行车零件等深加工企业所需多层次优质碳素结构钢、优质低合金钢、高锰钢、不锈钢等高质量带钢作为主导产品，彻底改变只以焊管为主要供货方向的局面，建设新热轧窄带钢生产线，所轧产品

14、规格处于宽带轧机产品的下限之外，从而可以代替部分冷轧产品。如用厚度小于1.5mm的热轧窄带钢替代冷轧带钢，可以减少冷轧轧程，大幅度降低生产成本，提高轧机的效率。向薄、宽、厚方向发展。生产薄规格带钢，可满足薄壁焊管厂提高成材率、降低生产成本的需要；生产宽规格带钢，占领热轧中宽带钢(宽度一般大于500mm的产品空间；生产厚规格带钢，开发轻钢结构。轻钢结构用来制作工业厂房、办公大楼、体育场馆、商业超市、仓库等，目前广泛使用宽200mm350mm、厚6mm30mm、长3m12m中板及板卷，热窄带钢比中板便宜600元/t700元/t，如能用窄带钢代替中板，将使整个钢结构工程成本有较大幅度下降。2.工艺流

15、程及其设备2.1生产工艺流程简介连铸板坯 进步式加热炉 高压水除鳞（初） 定宽压力机定宽 粗轧机 飞剪 高压水除磷（精） FE连轧前立辊 精轧机精轧机层流冷却 卷取机 检查 卷取分卷横切 成品2.1.1 2150生产线简介以鞍钢2150mm热轧带钢轧机为例，鞍钢2150mm热轧厂鞍钢集团公司结合其三炼厂异地改造，在鞍钢西部地区新建的一条年产500万吨的ASP连铸连轧生产线。该生产线采用直轧工艺，配备了步进式加热炉且带有长行程装钢机、四辊可逆式粗轧机、液压活套、精轧液压AGC、AWC、窜辊和弯辊装置、带自动跳步功能的全液压卷取机、全线三级计算机控制等先进技术装备。热轧带钢厂目前生产品种有：低碳钢

16、、中碳钢、高碳钢、船用结构钢、管线钢、锅炉用钢、焊瓶钢、IF深冲钢、无取向硅钢、包晶钢、高强双相钢等，产品覆盖面广。热轧钢卷除供冷轧、硅钢继续深加工外，广泛应用于建筑、机械加工制造、汽车制造、造船、卷管、集装箱制造业等行业。2150生产线主要设备包括三座步进梁式加热炉、一台板坯高压水除鳞箱、三架立辊轧机、一架四辊可逆粗轧机、十二组保温罩、一台切头飞剪、一台精轧高压水除鳞箱、七架四辊连轧机组、一套层流冷却装置、三台地下卧式卷取机及相应辅助配套设施等。自1992年兰州钢厂与钢铁研究总院合作建立了我国第一套CSP薄板坯连铸机以来，国内各大钢铁公司纷纷新建或改造热连轧厂，不断扩大品种范围，提高产品质量

17、。宝钢的2050和1580热轧线是国内工艺装备及自动化控制水平较高的两条生产线，能稳定生产厚度1.5mm的热轧板卷，也能生产少量厚1.0mm1.2mm的超薄热轧带钢。1999年珠钢引进第一条CSP薄板坯连铸连轧线(1 450mm)，之后相继建成投产邯钢1450mm、包钢1700mm、攀钢、唐钢1800mmFTSR机组马钢1800mmCSP机组、华菱1800mmCSP一期工程和上钢一厂的1780热连轧机组， 本钢1880mmCSP连铸连轧热轧生产线设计产能280万吨，莱钢1450热连轧机组设计产能200万吨，沙钢1700mm热连轧生产线设计产能450万吨。鞍钢2150mmCSP机组设计产能450

18、万吨。珠钢CSP薄板坯连铸连轧生产线投产后，计划采用该工艺生产2.0mm以下超薄热轧带钢，目前国内唐钢、本钢等多条CSP薄板坯生产线均已具备铁素体区轧制能力。2.2主要设备及产品参数 2.2.1坯料的选择根据所设计的产品的 厚度为2.5mm 宽度为1150mm则选取如下坯料 种类板坯厚度板坯宽度板坯长度钢种连铸板坯200mm1450mm15000 mmQ3452.2.2 2150生产线主要设备三座步进梁式加热炉一台板坯高压水除磷箱三架立棍轧机一架四棍可逆式粗轧机十二组保温罩一台鼓式切头飞剪一台精轧高压水除磷箱六架四棍连轧机组一套层流冷却装置三台地下卧式卷取机2.2.3 轧机的主要参数a 粗轧机

19、 水平辊粗轧机主要性能参数项目参数粗轧机支持辊尺寸 mm1650/15002150粗轧机工作辊尺寸 mm1300/12002150材质合金锻钢最大轧制压力 t5000道次最大压下量 mm50主电机功率 kW2-AC 10000转速 r/min40/90轧制速度 m/s05.89立柱断面 cm28925附着式立辊数目 架2立辊最大侧压量 mm50(板坯200mm)b 精轧机机架F1F2F3F4F5F6Dg(mm)850/765850/765850/765850/765700/630700/630Dz(mm)1600/14501600/14501600/14501600/14501600/1450

20、1600/1450Lg(mm)245024502450245024502450Lz(mm)215021502150215021502150P(t)max450004500045000450004000040000主电机AC10000AC10000AC10000AC10000AC10000AC10000转速(rpm)150450150450150450150450250700300800工作辊材质实心锻钢实心锻钢实心锻钢高镍铬高镍铬高镍铬支撑辊材质高速钢高速钢高速钢高速钢高速钢高速钢主减速比4.163.32.541113.整个工艺流程的设计和计算3.1 确定轧制方法 采用粗轧和精轧两个阶段的轧制

21、，即采用综合轧制法，先在粗轧机组可逆轧制五道次，达到产品所需的展宽后，精轧制机组轧制六道次。3.2 加热制度的确定a 加热温度 加热制度取决于热轧所需的开轧温度。一般加热温度为12501280，开轧温度为11801220，取1200。c 加热时间根据经验公式=CB 式中: 加热时间，小时； B钢坯厚度，厘米； C系数；见表 钢种C碳素钢0.10.15合金结构钢0.150.20高合金结构钢0.200.30高合金工具钢0.300.40则 =20*0.1=0.2h3.3各道次压下量的分配a.粗轧压下量的分配粗轧各道次压下率分配范围表（% 表示压下率）道次123456五道%20303540405030

22、50-六道%152322302635274030503335本次设计选择五道次粗轧。根据以上两个表可制定本次设计的粗轧各道次的压下分配为：粗轧各道次压下量道次12345H(mm)2001601126837h(mm)40112443725H(mm)16048683112压下率(%)203039.2945.5932.43待添加的隐藏文字内容1b.精轧压下量的分配精轧压下率分配表（% 表示压下率）道次12345676架%4050354530402535152510157架%4050354530402540253520281015本设计是六道次精轧 故设计道次如下表4.9 精轧机组的压下规程机架号F1

23、F2F3F4F5F6轧前厚H (mm)25159.35.63.72.8轧后厚h (mm)159.35.63.72.82.5压下量h(mm)105.73.71.90.90.3压下率(%) 403840342511轧后的成品厚度h=2.5mm3.4 粗轧各道次宽展计算由齐贝尔公式： 在温度高于1000时C=0.35式中： 第 i道次的宽展量，mm； 第i道次的压下量，mm；11.07mm 14.55mm 12.77mm 7.55mm 1.82mm表4.6 粗轧各道次宽展量道次i12345Bi(mm)11.0714.5512.777.551.82所以 Bi=47.76mm3.5根据成品板的宽度确定精

24、轧宽度 其中：BC成品板宽1150mm边余量(68mm)；C1热膨胀率(1.4510-5)； TF6精轧机末架出口温度850。所以 =1176.73mm3.6宽向所需的总的侧压量由公式： ， 式中：宽向的总侧压量，mm； C2热膨胀系数，取1.015； 常温下坯料的宽度，mm；所以 ；=88.03mm因为可逆轧辊的设前后立辊，在精轧轧制前侧压一次，在粗轧各道次轧制后各侧压一次，共侧压六道次。总的侧压量分配在各个道次3.7各道次宽度的计算由于坯料加热发生膨胀，热膨胀系数为C2=1.015，B=B0C2所以加热后坯料宽为：B=14501.015=1471.75mm具体数据如下表立辊压下量及各道次宽

25、度道次i12345精轧前宽展量(mm)11.714.5512.777.551.850侧压下量(mm)26.6523.0821.1618.7616.327.52轧前宽度(mm)1229.071217.011206.701193.091176.171159.85轧后宽度(mm)1202.461193.931185.541174.331159.851152.313.8粗轧所用时间及其温降a.时间正确选择粗轧机的速度制度是实现快速轧制的重要环节。粗轧机轧辊的加速度a=40转/分/秒，减速度b=60转/分/秒，在板带轧制时，由于轧件较长，故选用梯形速度制度。各道次的纯轧时间采用公式 其中：L该道轧后轧件

26、长度 ，Lib0h0 L0/ bihi；nh梯形速度图的恒定转速，转/分；np轧件的抛出速度，转/分；ny轧件的咬入速度，转/分；D工作辊的平均直径，D=1.575m。粗轧机的速度制度见下表：Li=200145015000/( bi hi)道次12345轧后宽度1202.461193.931185.541174.331159.85H160.00112.0068.0037.0025.00L18711.6426921.8944655.7582853.45124153.98np(转/分)2020204040nh(转/分)4040406060ny(转/分)2020204040tzh（s）8.2412.

27、4816.3617.2828.73tj(s)55555b.温降板坯在加热炉中加热至1200，考虑到钢坯从加热炉到粗轧机组有温降，加上粗轧的高压水除磷温降大概45由公式： 其中：Z该道次间隙时间tj和纯轧时间tzh ；t0前一道次温度,；h前一道次轧后厚度, mm。代入计算得 总的时间 t=72.31则 粗轧的出轧温度为 t=1150-72.31=1076.693.9精轧各道次速度的计算a.确定最末架F6的穿带速度，及出口速度 最大速度 已知产品所需的厚度为2.5mm 则由下表速度设定项目指标序序号 12345厚度，mm1.451.701.902.102.40穿带速度，m/s10.6510.65

28、10.8010.8510.65最大速度，m/s15.7515.7516.5016.5017.20抛钢速度，m/s13.6513.6513.6514.3514.35序号 678910厚度，mm2.702.903.103.403.80穿带速度，m/s10.5010.159.859.358.75最大速度，m/s17.2017.2017.2016.2015.05抛钢速度，m/s14.3514.3513.4013.0011.60序号1112131415厚度，mm4.204.605.506.507.50穿带速度，m/s8.307.807.106.155.60最大速度，m/s13.9012.9012.201

29、0.759.05抛钢速度，m/s10.2510.008.207.206.55序号1617181920厚度，mm8.509.5011.012.712.7穿带速度，m/s5.154.854.353.853.35最大速度，m/s7.556.806.456.456.45抛钢速度，m/s6.005.454.904.804.65可知 第六道次最大速度为17.2 m/s，抛出速度13.4 m/s，穿带速度9.85 m/s由公式可计算各道次的穿带速度，最大速度，抛出速度 如下表轧机速度道次12345穿带速度,m/s1.752.824.697.099.37最大速度,m/s2.864.627.6811.6215.

30、25抛钢速度，m/s2.393.866.419.7014.35b精轧机速度图及其各点的解释 注： 1点：穿带速度末机架10.50m/s；2点：带钢头部出末架后开始第一级加速，加速度为0.050.1m/s2； 3点：带钢头部咬入卷取机后开始第二级加速，加速度为0.050.2 m/s2；4点：带钢以工艺设置的最高速度轧制17.20m/s；5点：带钢尾部离开第二架精轧机时，开始第一级减速，减速度为0.51.2 m/s2，末机架减到14.35m/s；6点：以14.35m/s 速度等待抛钢；7点：带钢尾部离开精轧机组，开始第二级减速，减速度为0.51.5 m/s2，末机架减到10.50m/s；8点：轧机

31、以穿带速度等待下一条带钢；9点：第二条带钢开始穿带。3.10精轧各机架的温度根据现场经验，设定辊道降温为30，精轧在除鳞箱的温降为30，由于精轧前立辊与精轧机组距离较近，忽略此处温降，那么带坯头部进入精轧机的温度为1077.69-60=1017.69。精轧末架的出口温度为850。由 得C=(1017.69-850)2.5/(26-2.5)=18.52再由温降公式 其中：开轧温度； 轧前厚度； 轧后温度； 轧后厚度；带入上式 可得精轧各架温度变化机架F1F2F3F4F5F6温度()1004.521005.341004.451007.181010.741014.473.11精轧各机架的变形速度由公

32、式： 将各个道次最大速度带入 求得各道次的变形速度如下表精轧各道次变形速度粗轧道次123456速度m/s2.684.627.6811.6215.2517.2变形速度（s-1）18.0936.3179.32137.78178.06142.203.12精轧单位压力及其轧制力轧制力矩的计算a轧制力的计算S.Ekelund公式是用于热轧时计算平均单位压力的半经验公式，它适合于热轧时的计算，公式为： 式中：K温度和成分对轧制力的影响系数；m表示外摩擦对单位压力影响的系数； 粘性系数；平均变形速度，m/s。其中： ； 。则轧制压力为： 其中： t轧制温度，； C以%表示碳含量， ；Mn以%表示的锰含量 C

33、决定于轧制速度的系数。见表5.1对于钢轧辊；铸铁轧辊。刚轧辊选择a=1C的选择轧制速度（m/s)661010151520C10.80.650.6b 轧制力矩的计算轧制力矩可用以下公式计算： 其中：-轧制压力，t； 作用点系数， ，薄件小于0.5。各数求得结果汇总如下表精轧的轧制力与轧制力矩道次123456t()1004.521005.341004.451007.181010.741014.47H(mm)25159.35.63.72.8h(mm)159.35.63.72.82.5h(mm)105.73.71.90.90.3Ri(mm)400400400400330330f0.5810.5760.

34、5790.5750.6850.695m0.9251.4152.0172.3632.5641.152k(Mpa)123.47116.58106.83147.68174.81158.73C110.80.650.60.60.3120.5230.6850.5120.4950.397v（m/s）2.864.627.6811.6215.2517.2(Mpa)317.12408.436598.352708.446897.312717.713(BH+bh)/21152.311152.311152.311152.311152.311152.31P(KN)24806.21325087.45626149.47522

35、904.44621830.42524360.8630.40.40.40.40.40.4M（KN.m）1040763839.752694.348384.448230.47660.8124.强度校核4.1咬入角校核在设计轧制板带时，必须保证其能稳定咬入。其咬入角主要取决于轧机的形式、轧制速度、轧辊材质、表面状态、钢板的温度、钢种特性及轧制润滑等因素的影响。热轧带钢的最大咬入角一般为1520，低速轧制时为15。轧件能被咬入的条件为摩擦角大于咬入角，即，并且一般的，轧制速度高时，咬入能力低。根据压下量与咬入角的关系：，取辊径最小时计算。由此公式，计算结果见下表计算结果项目F1F4第3道F5F6第5道T

36、an0.070.04Tan0.5790.685注：只对压下量h较大的道次进行验证。考虑到速度因素，以上计算符合要求，咬入能力满足条件。4.2轧辊强度校核 轧辊直接承受轧制压力和转动轧辊的传动力矩，它属于消耗性零件，就轧机整体而言，轧辊安全系数最小，因此，轧辊强度往往决定整个轧机负荷能力，这也正是我们要校核轧辊强度的原因。 轧辊材料各不相同，粗轧机为合金锻钢，精轧机组为合金铸铁。所以他们的许用应力也不同，具体见下表所示:许用应力表 单位：MPa项目许用弯曲应力 许用接触应力 许用剪切应力合金锻钢2402400730铸铁1402000610校核轧辊时，需校核轧制力最大、辊径最小的道次，所以本设计需

37、校核精轧校核第三撒道次和第五道次。a.各机架轧机校核所用参数第三架轧机1）支承辊辊身直径：Dz=1600mm；辊身长：Lz=2450mm；辊颈直径：dz=(0.50.55)Dz=0.51600=800mm；辊颈长度：z=(0.831.0)dz=1800=800mm；压下螺丝之间的距离：az=Lz+z=2450+800=3250mm；2）工作辊辊身直径：Dg=765mm；辊身长度：Lg=2150mm；辊颈直径：dg=(0.50.55)Dg=0.5765=382.5mm；辊颈长度：g=(0.831.0)dg=1382.5=382.5mm；压下螺丝之间的距离：ag=Lg+g=2150+382.5=2

38、532.5mm;辊头宽度：b=Dg-（515）=765-10=755mm;第五架轧机1）支承辊辊身直径：Dz=1600mm；辊身长：Lz=2450mm；辊颈直径：dz=(0.50.55)Dz=0.51600=800mm；辊颈长度：z=(0.831.0)dz=1800=800mm；压下螺丝之间的距离：az=Lz+z=2450+800=3250mm；2）工作辊辊身直径：Dg=630mm；辊身长度：Lg=2150mm；辊颈直径：dg=(0.50.55)Dg=0.5630=315mm；辊颈长度：g=(0.831.0)dg=1315=315mm；压下螺丝之间的距离：ag=Lg+g=2150+315=24

39、65mm;辊头宽度：b=Dg-（515）=630-10=620mm;b支承辊弯曲强度校核四辊轧机由于采用了支承辊，所以工作辊的弯矩很小，支承辊几乎承担了所有弯矩，只需对支承辊弯矩进行校核。（1）对于第一架轧辊（支承辊）： 支撑辊弯矩图a 压下螺丝间距，b板宽。第三架弯曲强度的校核=（-）=26149.475（-）=17.22N/m=42.02Mpa所以第三架支承辊弯曲强度合格=P(-)= 21837.481（-）= 1.46/m35.64Mpa所以第五架弯曲强度合格c辊颈弯曲+扭转强度校核（1）对于第三架轧辊，支承辊合成应力应按第四强度理论计算： 工作辊只需要计算扭转应力：所以第三架轧辊辊颈满

40、足弯曲+扭转强度的要求。（2）对于第五架轧辊：支承辊 =4.37/m 合成应力应按第四强度理论计算： 工作辊只需要计算扭转应力： 所以第五架轧辊辊颈满足弯曲+扭转强度的要求。d.辊头扭转强度校核 （1）对于第一架轧辊：设为方形辊头，辊头矩形截面边长a,短边b。 mm 24806.213 所以第一架轧辊辊头满足扭转强度的要求。 （2）对于第五架轧辊： 所以第五架轧辊辊头满足扭转强度的要求。e. 接触应力的计算因为两个轧辊的材质相同，接触应力的计算公式可简化为 （1）对于第三架轧辊： 式中 ： 加在接触表面单位长度上的负荷； 2614.75/1150=2.27（t/m） 、 两接触辊的半径（工作辊

41、和支承辊）， =0.8m，=0.382m； 弹性模量； 合金锻钢 代入接触应力计算式可得：据表可知：第一架轧辊辊身挤压强度满足要求（2）对于第五架轧辊： 式中 ： 加在接触表面单位长度上的负荷，N/m； 2183.74/1250=1.7（t/m）、 两接触辊的半径（工作辊和支承辊）， =0.8m，=0.315m； 弹性模量 合金锻钢 代入接触应力计算式可得： 据表可知：第五架轧辊辊身挤压强度满足要求。5.结束语此次设计以鞍钢热轧2150mm生产线为参照，以Q345 2.51150 为典型产品的课程设计，通过本次课程的设计，基本掌握了热轧带钢厂的设备参数的选择、工艺制度的制定、轧制制度的制定以及轧制能力的校核等,对三年来学习的知识进行了系统的复习以及学习了新的知识，提高了自己对知识的综合。知识水平有限，所做的设计还仍存在缺点和不足，望老师批评指正。