【正文】 這就是說，在人工操作的條件下，即使花費(fèi)很大力氣把合理壓下規(guī)程制定出來了，卻也不可能按理想的條件得到實(shí)現(xiàn)。只有在全面計(jì)算機(jī)控制的現(xiàn)代化軋機(jī)上，才有可能根據(jù)具體變化的情況，從上述原則和要求出發(fā)，對(duì)壓下規(guī)程進(jìn)行在線理論計(jì)算和控制[8]。通常在板、帶生產(chǎn)中制定壓下規(guī)程的方法和步驟為：(a)在咬入能力允許的條件下，按經(jīng)驗(yàn)分配各道次壓下量，這包括直接分配各道次絕對(duì)壓下量或壓下率、確定各道次壓下量分配率及確定各道次能耗負(fù)荷分配比等各種方法；(b)制定速度制度，計(jì)算軋制時(shí)間并確定逐道次軋制溫度；(c)計(jì)算軋制壓力、軋制力矩及總傳動(dòng)力矩；(d)校驗(yàn)軋輥等部件的強(qiáng)度和電機(jī)功率；(c)按前述制定軋制規(guī)程的原則和要求進(jìn)行必要的修正和改進(jìn)。 坯料尺寸板坯厚度為70～90mm；板坯寬度取決于產(chǎn)品規(guī)格；板坯長(zhǎng)度受加熱爐爐膛寬度及軋件溫降的限制。本次設(shè)計(jì)的典型產(chǎn)品為5mm厚的結(jié)構(gòu)鋼，為了保證其壓縮比以獲得良好的性能，故采用90mm板厚的板坯，經(jīng)過軟壓下，厚度達(dá)到70mm；700～1200mm板寬；10m長(zhǎng)的板坯?！隹谂髯罡邷囟?090℃。板坯出爐溫度1150177。10℃。成品要求 5mm1200mm150m。 軋制工藝中各參數(shù)的確定 各道次出口厚度及壓下量的確定 1. 粗軋機(jī)組壓下量分配根據(jù)板坯尺寸、軋機(jī)架數(shù)、軋制速度以及產(chǎn)品厚度等合理確定粗軋機(jī)組總變形量及各道次壓下量,粗軋機(jī)組總變形量及其各道次壓下量，應(yīng)該根據(jù)板坯尺寸（厚度）、軋機(jī)架數(shù)、軋制速度、產(chǎn)品厚度等合理確定。粗軋機(jī)組壓下量分配應(yīng)該遵守以下基本原則：1）由于在粗軋機(jī)組上軋制，軋件溫度高、塑性好、厚度較大，故應(yīng)該盡量利用此有利條件采用大壓下量軋制?？紤]粗軋機(jī)組和精軋機(jī)組之間在軋制節(jié)奏和負(fù)荷上的平衡，粗軋機(jī)組變形量一般要占總變形量（坯料至產(chǎn)品）的70%～80%。粗軋機(jī)組道次最大壓下量主要受軋輥強(qiáng)度的限制。2）為保證精軋機(jī)組的終軋溫度盡量提高精軋機(jī)組的帶坯溫度。因此一方面應(yīng)該盡量提高開軋溫度，另一方面盡量減少粗軋機(jī)組的粗軋道次和提高粗軋速度，以縮短延續(xù)時(shí)間，減少軋件的溫降。3）為減少精軋機(jī)組的調(diào)整，粗軋機(jī)組軋出的厚度范圍盡量小，并且不同厚度的數(shù)目也應(yīng)該盡量減少。本設(shè)計(jì)粗軋機(jī)組軋制兩道,利用唐鋼現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)資料設(shè)定各道的相對(duì)壓下量如下表7:表7 粗軋壓下量分配機(jī)架號(hào)數(shù)或道次R1R2入口厚度/mm7042相對(duì)壓下量2822壓下率%402. 精軋機(jī)組壓下量的分配精軋機(jī)組的主要任務(wù)是在5～6架連軋機(jī)上將粗軋帶坯軋制成板形，尺寸符合要求的成品帶鋼，并且保證帶鋼的表面質(zhì)量和終軋溫度。擬訂精軋機(jī)組壓下規(guī)程就是合理分配各架的壓下量及其確定各架的軋制速度。精軋機(jī)組壓下量的分配原則：一般也是利用高溫的有利條件，把壓下量盡量集中在前幾架，在后幾架軋機(jī)上為了保證板形、厚度精度、表面質(zhì)量，壓下量逐漸減少。為保證帶鋼機(jī)械性能防止晶粒過度長(zhǎng)大，終軋即最后一架壓下率不低于10%，此外壓下量分配盡量簡(jiǎn)化精軋機(jī)組的調(diào)整和使軋制力及其軋制功率不超過允許值。依據(jù)以上原則精軋逐架壓下量的分配規(guī)律是：第一架可以留有余量，即考慮到帶坯厚度的可能波動(dòng)和可能產(chǎn)生咬入困難等，而使壓下量略小于設(shè)備的允許的最大壓下量，中間幾架為了充分利用設(shè)備能力，盡量給以大的壓下量軋制，以后各架，隨著軋件的溫降，變形抗力的增大，應(yīng)該減小壓下量，為控制帶鋼的板形，厚度精度和性能質(zhì)量，最后一架為保證板型良好，壓下量一般在10%～15%左右。精軋機(jī)組的總壓下量一般占板坯總的壓下量的10%25%[8]。精軋機(jī)壓下量分配見下表8：表8 精軋機(jī)壓下量分配F1F2F3F4F5F6入口厚度/mm壓下量/mm壓下率%2530 軋機(jī)咬入能力的校核熱軋帶鋼時(shí)候咬入角一般為15176。到22176。,低速咬入時(shí)候可以取20176。在軋制過程中，壓下量與咬入角的關(guān)系是[8]………………………………………..(2)式中：—各道次的壓下量,mm—各道次軋輥的直徑,mm—各道次的咬入角,176。各道次的咬入角見下表9：表9 咬入角的計(jì)算R1R2F1F2F3F4F5F6/mm1000800800750750750600600/mm28225咬入角/176。 各道次帶鋼出口速度的確定確定精軋速度制度包括：確定末架的穿帶速度和最大軋制速度；計(jì)算各架速度及調(diào)速范圍；選擇加減速度等。而欲確定各架軋機(jī)的出口速度，首先要確定的是末架軋機(jī)出口的速度，其它軋機(jī)的出口速度可根據(jù)秒流量相等的原則來確定，進(jìn)而在由各架軋機(jī)的軋出厚度和前滑值，求出各架軋輥的轉(zhuǎn)速。1. 末架軋機(jī)出口速度的確定末架的軋制速度決定著軋機(jī)的產(chǎn)量和技術(shù)水平。確定末架軋制速度時(shí)，應(yīng)考慮保證各主要設(shè)備和輔助設(shè)備生產(chǎn)能力的平衡；軋制帶鋼的厚度及鋼種等，一般薄帶鋼為保證終軋溫度而用高的軋制速度，軋制寬度大及鋼質(zhì)硬的帶鋼時(shí)，應(yīng)采用低的軋制速度。另外末架軋機(jī)出口速度的上限受電機(jī)能力和帶鋼軋后冷卻能力的限制，以及產(chǎn)量、設(shè)備的限制?，F(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)表明厚度小于2mm的薄帶鋼若速度太高，會(huì)在輥道上產(chǎn)生飄浮現(xiàn)象，導(dǎo)致軋制生產(chǎn)的不穩(wěn)定；但速度若太低則會(huì)造成頭尾溫差太大，致產(chǎn)品質(zhì)量不均，并對(duì)卷取及各道次的軋制溫度有一定的影響，同時(shí)還會(huì)降低產(chǎn)量。故應(yīng)盡可能采取較高的速度。一般穿帶速度依帶鋼厚度的不同大致在4～10m?s1，帶鋼厚度減少，其穿帶速度增加；帶鋼厚度在4mm以下時(shí)，穿帶速度可取10m?s1左右。本設(shè)計(jì)把終軋速度設(shè)定8m/s，帶鋼厚度小，其穿帶速度可高些。穿帶速度的設(shè)定可有多種方式，有的工廠按溫度模型或其他經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)公式由所需終軋溫度和成品厚度去確定應(yīng)有的軋制速度。近年來出現(xiàn)另一種觀點(diǎn)，就是末架速度應(yīng)該在電機(jī)能力允許的條件下，根據(jù)最大產(chǎn)量來決定。而另為控制終軋溫度而專門設(shè)計(jì)了在軋制過程中采用大量冷卻水來進(jìn)行控制的系統(tǒng)[11]。2. 其他各機(jī)架出口速度的確定當(dāng)精軋機(jī)組末架出口速度確定后，在帶張力平衡軋制時(shí)，根據(jù)連軋條件——秒流量相等的原則，即：。根據(jù)各架軋機(jī)出口速度和前滑值求出各架軋制速度。但是，在設(shè)定咬入線速度時(shí)，為保證各架之間具有微張力，應(yīng)使各架出口速度略低于下一架入口速度約為95%。依據(jù)經(jīng)驗(yàn)第一架精軋機(jī)的出口速度是第二架精軋機(jī)入口速度的97%，其余為99%。因?yàn)橛缮峡芍?出口厚度H6=5mm；出口速度VH6=8m?s1；計(jì)算得入口速度Vh6=?s1經(jīng)計(jì)算后將上述值列于表中見表10。表10 各道次的出口速度 R1R2F1F2F3F4F5F6H/mm4220155Vh/m?s1VH/m?s1 各道次處軋機(jī)的轉(zhuǎn)速1. 各架軋機(jī)的轉(zhuǎn)速在各道次的軋制過程中，軋輥的線速度與離開軋輥的速度，由于有前滑的存在實(shí)際上是有差異的，即軋件離開軋輥的速度大于軋輥的線速度。有關(guān)的聯(lián)系公式如下： ……………………………….(3) 式中：Sh—表示該道次的前滑值Vh—表示該道次出口的速度, m?s1V—表示軋輥的線速度, m?s1根據(jù)前滑值和每道次的出口速度，便可以知道該道次軋輥的線速度V了。又因?yàn)檐堓伒木€速度與轉(zhuǎn)速的關(guān)系為： ………………………………………….(4) 式中： D—該道次軋輥的直徑,mm V—該道次軋輥的線速度, m?s1 n—該道次軋輥的轉(zhuǎn)速, r?min1 本次設(shè)計(jì)忽略前后滑的影響，故可按公式計(jì)算由D1=800mm；D2=D3=D4=750mm；D5=D6=600mm；V1=?s1；V2=?s1；V3=?s1；V4=?s1 ；V5=?s1；V6=8m?s1。代入上述公式可以得出，精軋機(jī)各道次的軋機(jī)的轉(zhuǎn)速分別為：?min1；?min1；?min1；?min1；?min1；?min1。同理，?s1,?s1,直徑分別是1000mm，800mm，很容易便可知，軋輥的轉(zhuǎn)速分別是 ?min1；?min1。綜合上述，軋輥的線速度列于下表11。表11 各道次軋輥的轉(zhuǎn)度道 次R1R2F1F2F3F4F5F6軋輥轉(zhuǎn)速/r?min1 各道次帶鋼溫度的確定1. 粗軋機(jī)溫度的確定為了確定各道次軋制溫度，必須求出逐道次的溫度降。高溫軋制時(shí)軋件溫度降可以按輻射散熱計(jì)算，而認(rèn)為對(duì)流和傳導(dǎo)所散失的熱量可大致與變形功所轉(zhuǎn)化的熱量相抵消。因?yàn)樵诖周埡途堉g有24m長(zhǎng)的中間輥道，軋件最經(jīng)過時(shí)由于輻射造成溫降。所以輻射散熱所引起的溫度降在熱軋板帶時(shí)可按下式計(jì)算： …………………….....……………(5)式中: Z—輻射時(shí)間即該道次軋制延續(xù)時(shí)間 T1—前一道的絕對(duì)溫度 h—前一道的軋出厚度℃，因計(jì)算結(jié)果很小影響不大故可忽略。2. 其它各架軋機(jī)溫度的確定1)軋制過程中溫度變化的主要影響因素(1)軋件塑性變形的變形功轉(zhuǎn)化為熱能，結(jié)果使軋件的溫度上升。(2)軋件表面向周圍空氣介質(zhì)輻射熱量，結(jié)果使軋件的溫度降低。因?yàn)檐堉扑俣缺容^快，故可以忽略。(3)在變形區(qū)內(nèi)，由于軋件和軋輥表面呈粘著狀態(tài)，軋件向軋輥進(jìn)行熱傳導(dǎo)，又軋輥帶走熱量，結(jié)果使軋件的溫度下降。在上述所提到的每個(gè)溫度變化的計(jì)算過程中，由于每個(gè)溫度變化都和很多的因素有關(guān)，尤其是其中參數(shù)的確定是和所用的設(shè)備及現(xiàn)場(chǎng)條件有關(guān)的，所以如果套用理論公式計(jì)算的話，過程繁瑣并且對(duì)參數(shù)等的確定較難。針對(duì)上述情況，由于本次的軋制速度較快，溫度是處在較高的溫度范圍內(nèi)，所以可以用粗略的方法大致進(jìn)行計(jì)算。各機(jī)架軋制溫度（）可按照以下經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行近似計(jì)算。 由于本次設(shè)計(jì)采用的是全連軋，故可用下面的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算……………………………………. (6) ……………………………………. (7)式中：、 —軋前軋件的溫度與厚度；、 —軋件終軋的溫度與厚度；、 —軋后軋件的溫度與厚度；根據(jù)唐鋼的實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)可知，奧氏體軋制時(shí)板坯的出爐溫度一般為1150℃，進(jìn)入精軋機(jī)的溫度為950～1000℃之間，出精軋機(jī)溫度大約為860～910℃（產(chǎn)品為4mm時(shí)）。 據(jù)經(jīng)驗(yàn)和公式可以分別確定各道次的溫度大致見表12。表12 各道次的溫度道次出均熱爐R1R2F1F2F3F4F5F6溫度/℃1150112810971035 9869358938605 軋制力的計(jì)算及輥縫的確定 軋制力的計(jì)算各類軋機(jī)由于其軋制條件的差別，故此它們的壓力計(jì)算方法也有所不同。本設(shè)計(jì)采用目前普遍公認(rèn)的愛克倫得公式，其基本形式為： …………………………… (8)式中： —外摩擦對(duì)單位壓力的影響系數(shù)—粘性系數(shù)—平均變形速度, m?s1第一項(xiàng)是考慮外摩擦的影響，計(jì)算公式如下：…………………………..….(9)第二項(xiàng)是考慮變形速度對(duì)變形抗力的影響。其中平均變形速度用下式計(jì)算： …………………….……………...(10)愛克倫得公式還給出計(jì)算和的經(jīng)驗(yàn)式：…………………….………….(11)式中: —軋制溫度 —以%表示的碳含量—以%表示的錳含量用下式計(jì)算：……………………………(12)對(duì)鋼軋輥，對(duì)鑄鐵軋輥?？傑堉屏?式中：—變形區(qū)長(zhǎng)度， —在變形區(qū)軋件的平均寬度（本設(shè)計(jì)忽略寬展）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際，估計(jì)溫度的值，并參照Q235碳素結(jié)構(gòu)鋼化學(xué)成分（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)），M ，計(jì)算結(jié)果如表13。表13 各道次的軋制力道 次R1R2F1F2F3F4F5F60. 51εP/KN1147495999044892281217989753648956 帶鋼生產(chǎn)過程中各種力矩的計(jì)算 軋制力矩的計(jì)算軋制力矩可以用兩種辦法確定：利用能耗曲線計(jì)算和按照軋制力計(jì)算，前者用于計(jì)算非矩形斷面的軋制力矩，后者用于對(duì)鋼板等矩形斷面軋件。針對(duì)本次設(shè)計(jì)的要求，生產(chǎn)矩形板帶，用后一種方法進(jìn)行計(jì)算。1. 根據(jù)軋制力決定軋制力矩當(dāng)軋件不受其他外力作用的時(shí)候，軋件對(duì)倆個(gè)軋輥?zhàn)饔玫姆ㄏ蛄湍Σ亮Φ暮狭Ρ囟ù笮∠嗟?，方向相反，且作用在一條直線上，所以轉(zhuǎn)動(dòng)軋輥所需要的軋制力矩為：…................................……(13)總軋制力矩為：……………………………….…(14)式中：P—軋制力，KNa—力臂，mm—力臂系數(shù)M—軋制力矩，KN?m在熱軋時(shí)候，力臂系數(shù)，其中粗軋機(jī)組，精軋機(jī)組。力臂系數(shù)與變形區(qū)幾何形狀和摩擦系數(shù)有關(guān)，及愈大，值愈小，但在簡(jiǎn)單計(jì)算中，常取 ＝，因此:………………………………… (15)又由于前張力,將使軋制力矩減小，而后張力將使軋制力矩增大，在簡(jiǎn)化計(jì)算的時(shí)候可以使用下式：……………………… .…..(16)式中：—前張力，KN—后張力，KNR—軋輥半徑，mm由以上分析可知，