《中厚板壓下規(guī)程》設(shè)計指導(dǎo)書一、設(shè)計目的?本次畢業(yè)設(shè)計是在高職期間所有理論課學習結(jié)束后進行的一次綜合訓練，是畢業(yè)前的一個重要的教學環(huán)節(jié)。通過這個教學環(huán)節(jié)要求達到下列幾個目的：

1、通過本次設(shè)計，把在專業(yè)理論課程中所學得的知識在實際的設(shè)計工作中綜合地加以運用,使這些知識得到鞏固、加深和發(fā)展。?2、通過本次設(shè)計，進一步培養(yǎng)學生對工程設(shè)計的獨立工作能力,樹立正確的設(shè)計思想,掌握軋鋼工藝設(shè)計的基本方法和步驟，為以后進行設(shè)計工作打下良好的基礎(chǔ)。

3、理論聯(lián)系實際，將學過的理論知識加以分析,比較和研究，結(jié)合設(shè)計課題運用到實踐中去解決各種問題。

二、設(shè)計題目

設(shè)計題目由指導(dǎo)教師根據(jù)具體情況在設(shè)計任務(wù)書中給出,一生一題。

三、設(shè)計任務(wù):?1、確定生產(chǎn)工藝流程。?2、制定壓下規(guī)程。

3、確定速度制度。

4、校核軋機和電機。?5、繪制軋機速度制度圖一份。?6、繪制電機負荷圖一份。

四、設(shè)計要求?1、設(shè)計中應(yīng)靈活運用基礎(chǔ)理論知識、刻苦鉆研、認真思考、獨立完成設(shè)計。禁止盲目抄襲。?2、要求設(shè)計方法正確,方案選擇合理，各種參數(shù)選擇恰當，計算結(jié)果無誤,圖紙整潔無誤，整個設(shè)計能保證產(chǎn)品產(chǎn)量質(zhì)最。?3、設(shè)計過程中應(yīng)細致認真,有條不紊,按事先擬定的設(shè)計進度計劃完成要求內(nèi)容，從設(shè)計開始即應(yīng)注意底稿整潔、保存好原始數(shù)據(jù)，以方便指導(dǎo)教師檢查,并避免造成不必要的返工和整理說明書時發(fā)生困難。?4、設(shè)計說明書用文字處理軟件進行編輯和排版,用B5紙或相當大小的設(shè)計說明書專用紙張打印,并裝訂成冊。要求句子簡明扼要、標點正確、層次分明、圖文并茂,除設(shè)計內(nèi)容外,還要求前面有日錄、后面附有參考資料，圖表要有編號說明。也可以手工書寫，但要求字體端正清楚、紙面清潔、不得有錯寫、漏寫及涂改等現(xiàn)象。?５、速度圖和電機負荷圖采用CＡＤ或Wiｎdｏｗｓ系統(tǒng)附件中的“畫圖”軟件或其它繪圖軟件繪制，并打印、裝訂;若用鉛筆手工繪制,圖面必須符合制圖標準,并清潔美觀。?五、設(shè)計方法及步驟

1、制定生產(chǎn)工藝

根據(jù)車間設(shè)備條件及原料和成品的尺寸，生產(chǎn)工藝過程一般如下：原料的加熱→除鱗→軋制（粗軋、精軋)→矯直→冷卻→劃線→剪切→檢查→清理→打印→包裝。?加熱的目的是為了提高塑性,降低變形抗力;板坯加熱時宜采用步進底式連續(xù)加熱爐；加熱溫度應(yīng)控制在1２50℃左右，以保證開軋溫度達到1200℃的要求。另外,為了消除氧化鐵皮和麻點以提高加熱質(zhì)量，可采用“快速、高溫、小風量、小爐壓”的加熱方法。該法除能減少氧化鐵皮的生成外,還提高了氧化鐵皮的易除性。

除鱗是將坯料表面的爐生和次生氧化鐵皮清除干凈以免軋制時壓入鋼板表面產(chǎn)生缺陷，它是保證鋼板表面質(zhì)量的關(guān)鍵工序。爐生氧化鐵皮采用大立輥側(cè)壓并配合高壓水的方法清除,沒有大立輥時采用高壓水除鱗箱除鱗也能滿足除鱗要求。次生氧化鐵皮則采用軋機前后的高壓水噴頭噴高壓水的方法來清除。

板坯的軋制有粗軋和精軋之分,但粗軋與精軋之間無明顯的劃分界限。在單機架軋機上一般前期道次為粗軋，后期道次為精軋;對雙機架軋機通常將第一架稱為粗軋機,第二架稱為精軋機。粗軋階段主要是控制寬度和延伸軋件。精軋階段主要使軋件繼續(xù)延伸同時進行板形、厚度、性能、表面質(zhì)量等控制。精軋時溫度低、軋制壓力大,因此壓下量不宜過大。?中厚板軋后精整主要包括矯直、冷卻、劃線、剪切、檢查及清理缺陷,必要時還要進行熱處理及酸洗等，這些工序多布置在精整作業(yè)線上，由輥道及移送機縱橫運送鋼板進行作業(yè),且機械化自動化水平較高。?2、制定壓下規(guī)程?１)確定板坯長度：?板坯長度依據(jù)毛板尺寸和板坯斷面尺寸按體積不變定律求出。?確定毛板尺寸時一般取軋件軋后兩邊剪切余量為△b=10０ｍm×２,頭尾剪切余量為△l=50０mm×２。?2)確定軋制方法:

主要是確定粗軋操作方法。粗軋操作方法主要有：?全縱軋法――當板坯寬度達到毛板寬度要求時采用。它的優(yōu)點是產(chǎn)量高,但鋼板組織和性能存在嚴重的各向異性，橫向性能特別是沖擊韌性太低。

橫軋-縱軋法――當板坯寬度小于毛板寬度而長度又大于毛板寬度時采用。其優(yōu)點是板坯寬度與鋼板寬度可靈活配合，鋼板的橫向性能有所提高(因橫向延伸不大）,各向異性有所改善;缺點是軋機產(chǎn)量低。?縱軋-橫軋法――當板坯長度小于毛板寬度時采用。由于兩個方向都得到變形且橫向延伸大，鋼板的性能較高。?角軋－縱軋法――當軋機強度及咬入能力較弱(如三輥勞特軋機)時或板坯較窄時采用。

全橫軋法――當板坯長度達到毛板寬度要求時采用。?3）分配各道壓下量，排出壓下規(guī)程表:

采用按經(jīng)驗分配壓下量再校核、修正的設(shè)計方法。

４）校核咬入條件：?按計算最大壓下量,并使？。熱軋鋼板時最大咬入角為15°～22°，并按最小工作直徑計算。

３、確定速度制度

1）選擇各道咬入、拋出轉(zhuǎn)速、限定轉(zhuǎn)速：?結(jié)合現(xiàn)場經(jīng)驗確定。當軋制速度較高時，為了減少空轉(zhuǎn)時間，拋出轉(zhuǎn)速可適當取低些。最后一道由于與下一板坯第一道軋輥轉(zhuǎn)向相同,軋輥不需反轉(zhuǎn)而只需調(diào)整輥縫即可，故可取np＝nｄ。?2)確定各道間隙時間:?根據(jù)經(jīng)驗資料，在四輥軋機上往返軋制過程中,不用推床定心（l<3.5米）時，取tj＝2．５秒;若用推床定心，則當l≤8米時，取tj＝6秒,當ｌ>8米時,取tｊ＝4秒。當軋件需回轉(zhuǎn)時,間隙時間要取大些。

3）確定速度圖形式:

中厚板生產(chǎn)中,由于軋件較長，為方便操作,采用梯形速度圖。?4)計算各道純軋時間，確定軋制延續(xù)時間：

純軋時間tｚh=加速軋制時間+穩(wěn)定軋制時間+減速軋制時間。?加速軋制時間=;

減速軋制時間=;?穩(wěn)定軋制時間=。

若軋件是在穩(wěn)定轉(zhuǎn)速下咬入、軋制、拋出的,即整個軋制過程中轉(zhuǎn)速不變，則。?5）繪制速度圖。?4、校核軋機?１）計算各道軋制溫度：?要計算各道次軋制溫度，首先必須計算各道次的溫度降：?

式中？Δt――相鄰兩道次間的溫度降,℃;

h――前一道軋出厚度,ｍm；

T1――前一道軋制溫度，K;?Z――前后兩道間的時間間隔,s。?則每道次的軋制溫度為:T１－Δｔ℃。?另外,由于軋件頭部和尾部溫度降不同，為設(shè)備安全著想，確定各道溫度降時應(yīng)以尾部（因尾部軋制溫度比頭部低）為準。

２)計算各道變形程度:?變形程度。

3)計算各道平均變形速度：

軋制板帶鋼時平均變形速度,式中為軋制速度，對于變速軋制的可逆軋機可取最大軋制速度。

4)確定各道變形抗力：

變形抗力的確定可先根據(jù)相應(yīng)道次的變形速度、軋制溫度由該鋼種的變形抗力曲線查出變形程度為30％時的變形抗力,再經(jīng)過修正計算即可得出該道次實際變形程度時的變形抗力。?5）計算各道平均單位壓力：?熱軋中厚板生產(chǎn)時，平均單位壓力用西姆斯公式計算：。

式中――應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù),可由美坂佳助公式計算：?

6）計算各道總壓力，校核軋機能力：

各道次軋制總壓力為。若Pmaｘ<[P],則軋機強度足夠。?５、校核電機：

1)計算各道軋制力矩:?軋制力矩。?式中？ψ――力臂系數(shù),ψ=０．4～0．5。?2)計算各道附加摩擦力矩：?附加摩擦力矩由軋輥軸承中的摩擦力矩Mｍ1和軋機傳動機構(gòu)中的摩擦力矩Mｍ２兩部分組成。

在四輥軋機上，軋輥軸承中的摩擦力矩由下式計算：??式中?f――支承輥軸承的摩擦系數(shù)。?dz――支承輥輥頸直徑。

Ｄｇ、Dz――工作輥和支承輥輥身直徑。

軋機傳動機構(gòu)中的摩擦力矩Mm２由聯(lián)接軸、齒輪機座、減速機和主電機聯(lián)軸器等四個方面的附加摩擦力矩組成,可按下式計算:?

式中?η――由電機到軋輥的總傳動效率,為各傳動部分傳動效率的乘積。

?i――由電機到軋輥的總傳動比。

3)計算空轉(zhuǎn)力矩：?軋機空轉(zhuǎn)力矩ＭＫ根據(jù)實際資料可為電機額定力矩的（３～6)%。?４）計算動力矩:?當軋輥轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時要產(chǎn)生動力矩。此處由于采用穩(wěn)定速度咬入，即咬鋼后并不加速,而減速階段的動力矩使電機輸出力矩減小。故在計算最大電機力矩時都可以忽略不計。

5)確定各道總傳動力矩：

總傳動力矩M＝Mｚ/i+Ｍm+MK＋Mｄ。

6）繪制電機負荷圖：

表示電機傳動力矩(負荷)隨時間而變化的圖示即為電機負荷圖。當軋機轉(zhuǎn)速n大于電機額定轉(zhuǎn)速nH時,電機將在弱磁狀態(tài)下工作,此時在相應(yīng)階段的傳動力矩值應(yīng)當修正。修正后的傳動力矩為:

?六、設(shè)計實例?設(shè)計題目：用鋼種為Ｑ215-F、斷面尺寸為１2０×160０毫米的板坯軋制8×2９00×17500毫米鋼板的壓下規(guī)程設(shè)計。

已知條件：開軋溫度1200℃,橫軋時開軋溫度1120℃；軋機為單機架四輥可逆式，設(shè)有大立輥及高壓水除鱗裝置，機前還設(shè)有回轉(zhuǎn)板坯的錐形輥道；工作輥輥身直徑930~９80毫米,支持輥輥身直徑16６０~1８0０毫米、輥頸直徑１300毫米，輥身長度420０毫米；工作輥軸承為滾動軸承,支承輥軸承為油膜軸承；軋機最大允許軋制壓力420０0KN;主電機功率2×4600KW,轉(zhuǎn)速0～３０~６0rpm，ａ=40rpm／s，b=6０rpm/s,最大允許扭轉(zhuǎn)力矩２×2２40ＫＪ。

§１.制定生產(chǎn)工藝?(略）?§2．制定壓下規(guī)程?1、確定板坯長度?取軋件軋后兩邊剪切余量為△b＝10０×2mm,頭尾剪切余量為△ｌ=500×2ｍｍ。則：?軋件軋后的毛板寬度b=２900+１００×2=3１00mm;

軋件軋后的毛板長度ｌ=1750０+5００×２=1850０mm。

若忽略燒損和熱脹冷縮,則根據(jù)體積不變定律可得板坯長度應(yīng)為：??根據(jù)板坯定尺，取Ｌ＝240０ｍm。即坯料尺寸為120×1600×２400mm。

2、確定軋制方法?根據(jù)設(shè)備條件及板坯與毛板尺寸關(guān)系,確定軋制方法為:先經(jīng)立輥側(cè)壓一道及縱軋一道，使板坯長度等于毛板寬度后，回轉(zhuǎn)90°,縱軋到底。

3、分配各道壓下量，排出壓下規(guī)程表

根據(jù)經(jīng)驗,取最大壓下量25mm，軋制道次n＝11道。各道具體壓下量見壓下規(guī)程表（附表）。?4、校核咬入條件

熱軋鋼板時最大咬入角為１５°~22°，低速咬入有利于改善咬入條件,故可取α=2０°，則最大壓下量為:?均大于壓下規(guī)程表中各道壓下量,故咬入不成問題。?§3．確定速度制度

1、確定速度圖形式?中厚板生產(chǎn)中，由于軋件較長,為方便操作,采用梯形速度圖。?２、選擇各道咬入、拋出轉(zhuǎn)速、限定轉(zhuǎn)速

由于咬入能力很富余,加之速度高有利于軸承油膜的形成,故采用穩(wěn)定速度咬入。結(jié)合現(xiàn)場經(jīng)驗，對1、3、４道(2道空過）,取ｎy=nd＝20ｒpm；5、６、7、8道,取ｎy＝nd=30rｐm；９、１０、11道，取ny=nd=60rpm。為了減少空轉(zhuǎn)時間,取1～10道np＝2０ｒpm；第11道由于與下一板坯第一道軋輥轉(zhuǎn)向相同,軋輥不需反轉(zhuǎn)而只需調(diào)整輥縫即可，故取ｎｐ1１=nd=60rｐm。?３、計算各道純軋時間

第1道:由于軋件是在穩(wěn)定轉(zhuǎn)速下咬入、軋制、拋出的，即整個軋制過程中轉(zhuǎn)速不變,故=3.1ｓ

第2道空過。第３、4道次計算方法同第１道，計算結(jié)果列于壓下規(guī)程表中。

第5道:其純軋時間包括穩(wěn)定軋制時間和減速軋制時間。

=2．4s?第６～1１道，計算方法與第5道類同。計算結(jié)果列于壓下規(guī)程表中。?４、確定各道間隙時間?根據(jù)經(jīng)驗資料，在四輥軋機上往返軋制過程中,不用推床定心（l<3.５米)時，取tj=２．5秒;若用推床定心,則當l≤8米時，取ｔj＝6秒,當l>8米時，取tj=4秒。各道間隙時間取值如壓下規(guī)程表所示。?由于要保證橫軋開始溫度為1１20℃,即第一道縱軋開始到第三道橫軋開始時的溫降為12０0-１12０=80℃，所需時間可根據(jù)溫降公式計算如下:

125.1s?則第一道軋完到第三道橫軋開始(第二空過）的間隔時間為：

125．1－3．１＝１２2s

５、繪制速度圖?見附圖。

§4．校核軋機?1、計算各道軋制溫度

要計算各道次軋制溫度，首先必須計算各道次的溫度降:?

式中?Δt――相鄰兩道次間的溫度降，℃;?ｈ――前一道軋出厚度,mm；

T１――前一道軋制溫度,Ｋ;?Ｚ――前后兩道間的時間間隔,s;

則每道次的軋制溫度為:T1-Δt℃

另外，由于軋件頭部和尾部溫度降不同,為設(shè)備安全著想,確定各道溫度降時應(yīng)以尾部(因尾部軋制溫度比頭部低）為準。具體計算如下:?第一道頭部軋制溫度為1２00℃,尾部軋制溫度為1２00－Δt,即為:

1198℃?第三道（即橫軋第一道)頭部（A端）軋制溫度為112０℃，尾部（B端)軋制溫度為:

１１19℃?由于是可逆軋制,故第四道尾部即為第三道的頭部，因此第四道尾部（A端）軋制溫度為:

１115℃?同理,可計算第五道次尾部（B端，第四道頭部）的溫度:

第四道頭部的軋制溫度=?℃

則,第五道尾部的軋制溫度?≈111１℃?余類同。計算結(jié)果如表1所示,并將各道尾部軋制溫度列入壓下規(guī)程表中。

２、計算各道變形程度

變形程度。?第一道：?第三道:?余類同。計算結(jié)果列于壓下規(guī)程表中。?表1???各道次溫度值

道次純軋時間(s）間隙時間（s)軋件厚度（mm)軋制溫度(℃)備注B端A端01２０13.１１229５11９８１２00