【文章內(nèi)容簡介】 鑄鐵可分為普通鑄鐵、合金鑄鐵和球墨鑄鐵。鑄造軋輥時，采用不同的鑄造，可以得到不同硬度的鑄鐵軋輥。因此，有半冷硬、冷硬和無限冷硬軋輥之分。半冷硬軋輥：軋輥表面沒有明顯的白口層，輥面硬度HS≥50。冷硬軋輥：表面有明顯白口層，心部為灰口層，中間為麻口層，輥面硬度HS≥60。無限冷硬軋輥：表面是白口層，但白口層與灰口層之間沒有明顯界限，輥面硬度HS≥65。鑄鐵軋輥硬度高，表面光滑、耐磨，制造過程簡單且價錢便宜。其缺點是強(qiáng)度低于鋼軋輥。只有球墨鑄鐵軋輥的強(qiáng)度較好。 軋輥材料選擇軋輥材料的選擇與軋輥工作特點及損壞形式有密切關(guān)系。初軋機(jī)和型鋼軋機(jī)軋輥受力較大且有沖擊負(fù)荷，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，而輥面硬度可放在第二位。初軋機(jī)常用高強(qiáng)度鑄鋼或鍛鋼；香港粗軋機(jī)多用鑄鋼。含Cr、Ni、Mo等合金元素的鑄鋼軋輥適合于軋制合金鋼；含Mn鋼及高碳鑄鐵鋼軋輥多用與軋普碳鋼的第一架粗軋機(jī)上。在型鋼軋機(jī)的成品機(jī)架上，成品形狀及公差要求嚴(yán)格，要求軋輥有較高的表面硬度及耐磨性，一般選用普通鑄鐵軋輥。帶鋼熱軋機(jī)的工作輥選擇軋輥材料時以輥面硬度要求為主，多采用鑄鐵軋輥或在精軋機(jī)組前幾架采用半鋼軋輥以減緩輥面的糙化過程。而支撐輥在工作中主要受彎曲，且直徑較大，要著重考慮強(qiáng)度和軋輥淬透性，因此，多選用含Cr合金鍛鋼。帶鋼冷軋機(jī)的工作輥對輥面硬度及強(qiáng)度均有很高的要求，常采用高硬度的合金鑄鋼。其支承輥工作條件與熱軋機(jī)相似，材料選用也基本相同，但要求有更高的輥面硬度。為了軋制高碳鋼和其它難變形的合金鋼，在冷軋機(jī)上也采用帶硬質(zhì)合金輥套的復(fù)合式冷軋工作輥。其輥心材質(zhì)與輥套材料的熱膨脹系數(shù)應(yīng)十分接近，以防軋輥發(fā)熱時，損壞輥套。應(yīng)該指出，盡管冷軋工作輥的硬度要求很高(達(dá)到HS=100)，但卻不能使用鑄鐵軋輥，這是因為當(dāng)輥徑確定以后，可能軋出的軋件最小厚度值和軋輥的彈性模數(shù)E值成反比。即軋輥材料的彈性模數(shù)E愈大，可能軋出的軋件厚度愈小。鑄鐵的E值只有鋼的一半，為此，在冷軋帶鋼時，使用鑄鐵軋輥是不利的。設(shè)計中所使用的軋輥材料是無限冷硬鑄鐵。第五章 總軋制力的計算 平均單位壓力的計算由于單位平均壓力唉接觸弧上的分布是不均勻的，為便于計算，一般均以單位壓力的平均值——平均單位壓力來計算軋制總壓力。 軋制力：P=PmF=PmBmL （） Pm—接觸弧上平均單位壓力 F —軋件與軋輥的接觸面積（實際接觸弧面積的水平投影）Bm—軋制前后軋件的平均寬度 L —接觸弧長度（即變形區(qū)長度） 總壓力計算的一般公式一般情況下，如果沿軋件寬度方向上的摩擦應(yīng)力和和單位壓力變化忽略不計，并取軋件寬度等于1個單位時，則軋制力用下式來表示。 作用在軋輥上的力 （）上式右邊的第二項和第三項分別為后滑和前滑區(qū)摩擦力在垂直方向上的分力，它們與第一項相比，其值甚小，可以忽略不計，則軋制力可寫成下式： （）常用下式表示： （）—接觸面上的單位壓力—接觸弧面積—單位壓力 影響平均單位壓力的因素影響平均單位壓力的因素有：軋件的力學(xué)性能因素，軋件應(yīng)力狀態(tài)特性因素。跟均研究，屬于影響軋件力學(xué)性能（簡單拉、壓條件下的實際變形抗力）的因素有：金屬的本性、溫度、變形程度和變形速度，可寫成下式： （） 式中：、分別為考慮溫度、變形程度和變形速度對軋件力學(xué)性能的影響系數(shù)?！胀o態(tài)機(jī)械試驗條件下的金屬屈服極限。影響軋件應(yīng)力狀態(tài)特性的因素有外摩擦力、外端張力等，因此應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)可寫成下式： （）式中：—考慮軋件寬度影響的應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)—外摩擦影響系數(shù)—外端影響系數(shù)—張力影響系數(shù)（1） 外摩擦的影響外摩擦對單位壓力的影響是綜合因素的影響，它包含軋件與軋輥間的摩擦系數(shù)、軋件高度和軋輥直徑相等因素。水平應(yīng)力是單位壓力和單位摩擦力在水平方向投影的代數(shù)和除以該截面軋件的厚度得到的。單位摩擦力和摩擦系數(shù)越大，水平應(yīng)力就越大，單位壓力也就越大，單位壓力的平均值自然也就越大。試驗表明，隨著軋件厚度的增加，單位壓力相應(yīng)降低。這是因為厚度加大后，摩擦力對水平應(yīng)力的影響減弱了，因此，單位壓力降低。軋輥直徑對單位壓力的影響，一般以軋輥直徑與軋件厚度的比值反映，隨著比值的減小，單位壓力也降低。因為軋輥直徑減小后，摩擦力的水平分力減小，從而水平應(yīng)力也減小，使單位壓力降低，軋制力降低。另一方面，由于軋輥直徑減小將使接觸面積減小，也會使軋制力降低。所以在軋制薄板時，要采用小直徑的軋輥。外摩擦對單位壓力的綜合影響，用來表示。變形區(qū)長度與軋件平均告訴的比值小于1時，外摩擦影響可以不考慮。(2) 外區(qū)金屬影響即變形區(qū)以外金屬對單位壓力的影響，主要是由于軋制時變形區(qū)內(nèi)金屬的不均勻變形引起變形區(qū)外的盡速局部變形，從而改變了變形區(qū)內(nèi)金屬的應(yīng)力狀態(tài)，使單位壓力加大。當(dāng)軋件軋輥間產(chǎn)生塑性變形時，靠近接觸面的表面層由于摩擦力的限制，其縱向流動速度比中間層低，即表面層的延伸比中間層小，產(chǎn)生不均勻變形，變形區(qū)入口端和出口端的斷面形成向外凸出的彎曲形狀。這種不均勻變形的趨勢，受到變形區(qū)前后端外部金屬的限制，引起變形區(qū)內(nèi)水平應(yīng)力的增加，因而使單位壓力增高。當(dāng)變形區(qū)長度與軋件平均高度的比值小于1時，不均勻變形較大，外區(qū)金屬影響變得明顯，隨著的減小，不均勻變形愈加嚴(yán)重，外區(qū)金屬影響也就逐漸加大。（3） 張力的影響 張力軋制時，變形區(qū)金屬在軋制方向產(chǎn)生附加應(yīng)力，使三向應(yīng)力狀態(tài)的水平方向主應(yīng)力減小，這就降低了平均單位壓力。試驗結(jié)果表面，前后張力都使單位壓力降低，且后張力影響更為顯著，這是由于中性面偏向出口，故后張力影響大與前張力。 根據(jù)各類軋機(jī)軋制條件的差別，主要反映在軋件高度，各道壓下量和軋輥半徑等參數(shù)的不同上。如前所述，變形區(qū)特征參數(shù)綜合反映了這三個參數(shù)對應(yīng)力狀態(tài)的影響。初軋機(jī)其軋制特點是軋件厚度大，的比值較小，～，當(dāng)＜1時，外區(qū)金屬對應(yīng)力狀態(tài)的影響是主要的，而外摩擦對應(yīng)力狀態(tài)的影響不是主要的，此時可取外摩擦影響系數(shù)=1，初軋時無張力，故張力影響系數(shù)=1。厚板、中板軋機(jī)從軋制特點來看，厚板、中板軋機(jī)的頭幾個軋制道次與初軋、開柸軋機(jī)相近，外區(qū)對應(yīng)力狀態(tài)的影響是主要的。由于厚板、中板軋機(jī)軋機(jī)寬度較大，可近似認(rèn)為是平面變形問題，不考慮寬展的影響，故平均單位壓力公式為： （）軋制力平均單位壓力可用下列公式的一般形式表示： （）或 （）除了外，所有系數(shù)都大于1，在有些張力大而外端摩擦力小的情況下，實際上，這一系數(shù)對單位壓力影響最大，而且隨軋制條件和外摩擦的變化，此系數(shù)能在很大范圍內(nèi)變化：平均=。綜上所述，確定軋件對軋輥的總壓力，必須求出接觸面積F,應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)及反應(yīng)軋件力學(xué)性能的實際變形抗力。 接觸面積的確定根據(jù)分析，在一般軋制情況下，軋件對軋輥的總壓力作用在垂直方向上，或近似于垂直方向上，而接觸面積應(yīng)與此總壓力作用方向垂直，故在一般實際計算中接觸面積F并非軋件與軋輥的實際接觸面積，而是實際接觸面積的水平投影。習(xí)慣上稱此面積為接觸面積?？紤]軋輥的彈性壓扁，在冷軋較硬的合金時，由于軋輥承受軋件的高壓作用，產(chǎn)生局部彈性壓扁的現(xiàn)象，結(jié)果使接觸弧長度顯著增大，在接觸弧長很小的薄板與帶材軋制中，此影響非常大。四輥熱軋中厚板，軋制時接觸弧長由于軋輥彈性壓扁而增長影響比較小，可以忽略不計，其面積計算方法如下：輥徑相同，軋件與軋輥接觸面積一般公式為 （）式中：l—變形區(qū)長度 —在變形區(qū)軋件的平均寬度變形區(qū)長度： （） R= =其中：軋件厚度=250mm軋件原始寬度=2150mm/=250/2150=軋件寬度遠(yuǎn)大于厚度，軋制時的寬展可視為零，則：=2150150= 金屬變形抗力的確定金屬及合金的實際變形抗力取決于金屬及合金的本性屈服極限、軋制溫度、軋制速度和變形程度的影響，下面分別加以討論。金屬的化學(xué)成分和組織對變形阻力有顯著的影響。合金鋼的變形阻力要比碳鋼大得多，純金屬的變形阻力遠(yuǎn)比其它合金小，鋼中碳、硅、錳、鎳、鉬、鈦等的含量增加，將使變形阻力增大。同一化學(xué)成份的金屬和合金，由于組織不同，其變形阻力也不同。晶粒小者具有較大變形阻力，組織不均勻、具有加工硬化的比組織均勻、退火軟化狀態(tài)者有更大的變形阻力。 金屬屈服極限對金屬變形抗力的影響通常用金屬及合金的屈服極限來反映金屬及合金本性對實際變形抗力的影響。但應(yīng)注意，有些金屬壓縮時的屈服極限大于拉伸時的屈服極限。如鋼壓縮時的屈服極限比拉伸的屈服極限比拉伸時的屈服極限大10%；而有些金屬壓縮時和拉伸時的屈服極限相同。因此，在選取時，一般用壓縮時的屈服極限，它與軋制變形較接近。對有些金屬在靜態(tài)力學(xué)性能試驗中很難測出，尤其是在高溫下更困難，這時可以用屈服強(qiáng)度來代替。近年來由于熱變形模擬試驗機(jī)的出現(xiàn)，為各種狀態(tài)下的的測定提供了有力條件。是在一定條件測得的，其值可查相關(guān)資料得到。 軋制溫度對金屬變形抗力的影響軋制溫度對金屬屈服極限有很大影響。一般情況是隨著軋制溫度升高，屈服極限下降，這是由于降低了金屬原子間的結(jié)合力。在高溫下，含碳量對金屬變形阻力影響不大。軋制溫度對盡速屈服極限的影響用變形溫度影響系數(shù)來表示，其值可查。在確定溫度影響系數(shù)時，一方面要有可靠的屈服極限與溫度關(guān)系的資料，另一方面還要確定出金屬熱軋時的實際溫度，也就是要確定熱軋時溫度的變化。 軋件變形程度對金屬變形抗力的影響變形程度影響系數(shù)可以分為冷軋和熱軋兩種情況。冷軋時，金屬的變形溫度低于再結(jié)晶溫度，因此金屬只產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象，變形抗力提高。所以在冷軋時只需要考慮變形程度對變形抗力的影響。在一般情況下，這種影響是用金屬屈服極限與壓縮率關(guān)系曲線來判斷的，其變化規(guī)律對不同金屬是不同的，合金比純金屬要大些。熱軋時，金屬雖然沒有加工硬化，但實際上變形程度對屈服極限是有影響的。各種鋼的試驗表明，在較小變形程度（一般在20%～30%以下），屈服極限隨變形程度加大而劇增，在中等變形程度時，即大于30%，屈服極限隨變形程度加大而增大的速度開始減慢，在許多情況下，當(dāng)繼續(xù)增大變形程度時，屈服極限反而有些降低。所以在熱軋時也必須考慮這種情況。 在熱軋時，變形程度對變形阻力的影響較小，一般隨著變形速度的提高，變形阻力稍有增大。這是由于熱軋一般是在再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行的，在強(qiáng)化的同時存在著強(qiáng)化的消除，通過再結(jié)晶和恢復(fù)使組織均勻長大，從而降低變形阻力。 軋制速度對金屬變形抗力的影響隨著軋制速度的提高，變形速度范圍隨之?dāng)U大，其平均變形速度范圍為11000s1 。在熱軋生產(chǎn)中，變形速度對變形阻力的影響顯著。通常隨著變形速度的提高，變形阻力增大。根據(jù)研究可知，冷軋時由于變形速度的影響小，所以，變形速度影響系數(shù)可取為1。而熱軋時，由于軋制過程中，同時發(fā)生加工硬化，恢復(fù)和再結(jié)晶現(xiàn)象，隨變形速度的增加，后者進(jìn)行得不完全，故使變形抗力提高，因此必須考慮變形速度的影響。 熱軋時金屬實際變形抗力確定在熱軋條件下，加工硬化的影響可忽略不計，≈1，因此熱軋時金屬實際抗力公式為： ()，變形溫度對變形抗力的影響.....ε=40%,———ε=20%為了便于實際應(yīng)用，用試驗的方法將上述綜合影響反映在一個曲線圖中。的值可以從曲線圖中直接查出。在確定的曲線圖中，反映出鋼種、變形速度、變形溫度和壓下量對的影響。上述為變形區(qū)金屬實際變形抗力的平均值，所以，變形速度、變形溫度和壓下率影響必須取變形區(qū)長度內(nèi)的平均值。變形速度： ()式中：—平均軋制速度，初軋取=2m/s l=150mm H=250mm =45mm 假設(shè)為第一道軋制，則平均壓下率為： () ： () 總軋制力的計算 ()F=第六章 壓下部分機(jī)構(gòu)設(shè)計電動壓下是上輥調(diào)整裝置中最常用的，通常包括：電動機(jī)、減速機(jī)、制動器、壓下螺絲、壓下螺母、壓下位置指示器、球面墊塊和測壓儀等部件。在可逆板軋機(jī)的壓下裝置中，有的還安裝有壓下螺絲回松機(jī)構(gòu)。在初軋機(jī)，板柸軋機(jī)、萬能軋機(jī)等軋機(jī)上，幾乎每一道軋制都需要調(diào)整輥縫，以保證軋件按給定壓下量軋出所要求的斷面尺寸。在軋制過程中要輥縫的調(diào)整直接影響板厚誤差，根據(jù)各類軋機(jī)的工藝要求，調(diào)整裝置可分為：上輥調(diào)整裝置、下輥調(diào)整裝置、中輥調(diào)整裝置、立輥調(diào)整裝置和特殊軋機(jī)的調(diào)整裝置。上輥調(diào)整裝置也稱壓下裝置，它用途最廣，安裝在所有軋機(jī)上，壓下機(jī)構(gòu)的選擇要滿足工藝的要求，其中電