【正文】 表68 塔形高度/mm[13]公稱(chēng)寬度切邊不切邊≤1000205010003050 重量鋼板按理論或?qū)嶋H重量交貨，鋼帶按實(shí)際重量交貨。鋼板按理論重量交貨時(shí)，論計(jì)重采用公稱(chēng)尺寸，其他鋼種按相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定87第七章 典型產(chǎn)品工藝計(jì)算 確定軋制方法本設(shè)計(jì)采用粗軋和精軋兩個(gè)階段軋制，即采用MAS軋制法與立輥軋邊法相結(jié)合，先在粗軋階段用立輥軋制一道次，然后轉(zhuǎn)90176。，進(jìn)行寬展軋制6道次，使坯料的寬度等于成品的寬度，然后再轉(zhuǎn)90176。縱軋9道次成型。并且立輥在橫軋過(guò)程中控制板坯的長(zhǎng)度，使其在長(zhǎng)度方向上保持不變。在精軋階段，立輥軋邊控制板坯的寬度，直至縱軋成形。 軋制階段工藝計(jì)算 軋機(jī)組壓下規(guī)程的制定（1）粗軋機(jī)組壓下規(guī)程的制定 粗軋階段前幾道次由于軋件溫度高、速度低，軋制壓下量大，此時(shí)咬入條件可能成為限制壓下量的因素。各道次壓下量的分配依據(jù)：1） 根據(jù)咬入角確定最大壓下量參考現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)及有關(guān)資料，熱軋中厚板軋機(jī)的咬入角為18176。~22176。，當(dāng)?shù)退僖r(shí)，咬入角可取22176。，并且軋輥工作直徑取最小值940mm，= 940 （1cos22176。）=68mm （71）故咬入不成問(wèn)題。式中 D:軋輥的直徑；αmax:允許最大咬入角；2） 根據(jù)摩擦系數(shù)確定最大壓下量軋件與軋輥間的摩擦系數(shù)的影響因素很多，不但與軋件和軋輥的材質(zhì)和表面狀態(tài)、軋制溫度、潤(rùn)滑條件、單位壓力及軋制速度有關(guān)，而且也隨軋制的咬入或穩(wěn)定軋制及打滑過(guò)程變化。軋制溫度大于700℃且軋制速度不大時(shí)，可根據(jù)艾克隆德公式[16]得：f=α1() （72）式中 T:軋制溫度； α1:系數(shù)。則帶入數(shù)據(jù)得：f=(1150℃)=本設(shè)計(jì)的典型產(chǎn)品為Q195，開(kāi)軋溫度：1100℃， 取室溫t為25℃，坯料規(guī)格為：500 mm1500 mm3800mm，產(chǎn)品規(guī)格為40mm3100mm，查閱有關(guān)資料，當(dāng)碳鋼加熱溫度在0℃～1200℃時(shí)取膨脹系數(shù)α=15106，出爐坯料立輥軋一道，然后轉(zhuǎn)90176。，進(jìn)行寬展軋制，使坯料的寬度等于成品的寬度，然后再轉(zhuǎn)90176。縱軋成型。并且立輥在橫軋過(guò)程中控制板坯的長(zhǎng)度，使其在長(zhǎng)度方向上保持不變。在精軋階段，立輥軋邊控制板坯的寬度，直至縱軋成形。本設(shè)計(jì)的軋制方法是采用MAS軋制法與立輥軋邊法相結(jié)合，能夠大幅度的提高成材率，節(jié)約成本。由于鋼坯在加熱時(shí)坯料尺寸要膨脹，由線性膨脹公式[16]：Lh= Lh ??(1+α(t1t2)) (78)Lh=500（1+15106（115025））=203 mmLB=1500（1+15106（115025））=2135 mmLL=3800（1+15106（115025））=3864 mmLh:軋件膨脹后的尺寸，Lh ??:軋件原始尺寸，α:膨脹系數(shù)，t1:軋制時(shí)的溫度，t2:出加熱爐測(cè)量時(shí)的溫度。3)制定精軋壓下規(guī)程的原則：1)除了在設(shè)備的能力允許的條件下，盡可能提高軋機(jī)生產(chǎn)效率外，還應(yīng)綜合考慮產(chǎn)品質(zhì)量，即終軋溫度，終軋變形程度和產(chǎn)品尺寸精度。為保證帶鋼機(jī)械性能，防止晶粒過(guò)度長(zhǎng)大，終軋變形程度即最后一架相對(duì)壓下量應(yīng)不低于10%，為保證產(chǎn)品尺寸精度，最后一道的壓下量又不宜過(guò)大，因此，精軋最后一架相對(duì)壓下量一般取為10%～19%。坯料頭部入精軋的溫度在1000℃左右，由10鋼變形奧氏體再結(jié)晶曲線圖可知，在ε≤30%時(shí)，軋制都處于未再結(jié)晶區(qū)域或部分未再結(jié)晶區(qū)。在部分再結(jié)晶區(qū)內(nèi)足夠道次變形最終可獲得均勻的全部再結(jié)晶組織，并獲得細(xì)小的晶粒，但單道次ε≤8%時(shí)，則易形成混晶組織，當(dāng)單道次ε≥10%時(shí)，混晶形成的幾率明顯減少。所以，在保證軋機(jī)能力的前提下，保證精軋每道次ε≥10%[15]。表71 變形分配表道次軋制方法軋機(jī)軋件尺寸mm壓下量穩(wěn)定轉(zhuǎn)速Nd(r/min)拋出轉(zhuǎn)速np(r/min)hbl0除鱗除鱗箱203213538641橫軋四輥170386425493320202橫軋四輥141330033002920203縱軋四輥116330047752530204縱軋四輥91330062492530205縱軋四輥66330082982540206縱軋四輥53330099251340407縱軋四輥433300123461050408縱軋四輥333300153391050409縱軋四輥283300180785604010縱軋四輥2533002024736040（1）中厚板生產(chǎn)中由于軋件較長(zhǎng)，為操作方便，可采用梯形速度圖。（2）選擇各道咬入、穩(wěn)定軋制、拋出轉(zhuǎn)速。選取軋機(jī)的平均加速度a＝40r/min，平均減速度b＝60r/min。依據(jù)咬入能力，在前期的1～5道次由于壓下量較大，采用低速咬入， ny＝20 r/min的咬入速度，nd＝40 r/min的穩(wěn)定軋制速度，np＝20 r/min的拋出速度；6～10道次壓下量變小，采用較大的咬入速度和穩(wěn)定軋制速度，ny＝20r/min，nd＝60r/min，np＝40r/min。（3）計(jì)算各道純軋時(shí)間第一道次：其純軋時(shí)間包括加速軋制時(shí)間、穩(wěn)定軋制時(shí)間和減速軋制時(shí)間。 （41） 代入數(shù)值ny＝10 r/min、nd＝40 r/min、np＝20 r/min 計(jì)算得出 ＝ ，同樣，計(jì)算得 tzh2＝、tzh3＝、tzh4＝、tzh5＝.第九道次：其純軋時(shí)間同樣包括加速軋制時(shí)間、穩(wěn)定軋制時(shí)間和減速軋制時(shí)間。 （42）代入數(shù)值ny＝20 r/min、nd＝60 r/min、np＝40 r/min 計(jì)算得出＝。同樣，計(jì)算得tzh7＝、tzh8＝ 、tzh9＝ 、tzh10＝（4）確定各道間隙時(shí)間前兩道次板坯較短，無(wú)需使用推床定心，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，而后序道次軋件較長(zhǎng)，在四輥軋機(jī)往復(fù)軋制中需要使用推床定心，依據(jù)已建廠經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)板坯長(zhǎng)度l≤8m時(shí)，間隙時(shí)間為6s，當(dāng)l＞8m時(shí)，間隙時(shí)間為4s，故各道次間隙時(shí)間分別如下：，34道次為6s，58道次為4s。加熱溫度的選擇應(yīng)依鋼種的不同而不同。對(duì)于低碳鋼加熱溫度可以達(dá)到1320℃，理論過(guò)燒溫度為1470℃[13]。典型鋼種Q345B鋼在加熱爐中加熱到1150℃，出爐溫度為1150℃，經(jīng)高壓水除鱗設(shè)施和傳送過(guò)程的空氣冷卻可降低50℃。軋件開(kāi)軋溫度為1100℃，為了確定各道的軋制溫度，必須求出逐道的溫度降。高溫時(shí)的軋制溫度降可按輻射熱計(jì)算，而且認(rèn)為對(duì)流和傳導(dǎo)所散失的熱量大致可以與變形功所轉(zhuǎn)換的熱量相抵消。輻射散熱引起的溫度降可由近似公式計(jì)算： （43）式中 ——道次間的溫度降。由于軋件頭部和尾部道次間的 輻射時(shí)間不同，為設(shè)備安全計(jì)，確定各道的溫降以尾部為準(zhǔn)； Z——輻射時(shí)間，即該道的軋制時(shí)間與上道間隙時(shí)間之和，s； h——軋件厚度，mm； T1——前一道軋件的絕對(duì)溫度，K。第1道次，頭部溫度為1200℃，尾部（B端）軋制溫度為1200－，即為：1200－＝1200－＝第2道次，尾部（A端）軋制溫度為：1200－＝℃同樣，可以計(jì)算出其余各道次的頭尾溫度：第3道次 尾部（B端）溫度為：℃；第4道次 尾部（A端）溫度為：℃；第5道次 尾部（B端）溫度為 ：℃；1～5道次采用奧氏體再結(jié)晶區(qū)控制軋制方法軋制，由于溫度均在1100℃以上，在這個(gè)溫度區(qū)域的軋制可獲得均勻的奧氏體組織，進(jìn)而可獲得均勻的相變組織，但卻達(dá)不到使晶粒細(xì)化的目的，只是為下步的奧氏體未再結(jié)晶區(qū)控制軋制作組織準(zhǔn)備。第5道次軋出的軋件送至控制冷卻區(qū)，控制冷卻區(qū)采用水幕冷卻，冷卻速度達(dá)40℃/S。四輥軋機(jī)距快速冷卻區(qū)距離為80米，則軋件至快冷區(qū)的時(shí)間為t＝54s第6道次,＝℃同樣采用軋件輻射散熱計(jì)算公式33，計(jì)算得出各道次頭尾溫度：第7道次，尾部（D端）溫度為：；第8道次，尾部（C端）溫度為：℃；第9道次，尾部（D端）溫度為：℃；第10道次 尾部（C端）溫度為：℃；計(jì)算變形程度采用公式： （44）第1道：ε1＝＝%軋制中厚板時(shí)平均變形速度 ＝ （45）式中 R、v——軋輥半徑及軋輥表面線速度 H、h——軋件入口厚度及出口厚度。n＝40r/min時(shí)，v＝40πD/60＝；n＝60r/min時(shí)，v＝60πD/60＝。第1道次變形速度 ＝2＝。余類(lèi)同，計(jì)算結(jié)果如壓下規(guī)程表41所示。依據(jù)Q235變形抗力曲線圖，如圖41所示，由各道次相應(yīng)的變形速度及軋制溫度即可查找出30%壓下率時(shí)鋼的變形抗力，再經(jīng)換算成該道實(shí)際壓下率時(shí)的變形抗力。圖41 D36變形抗力曲線第1道＝ s1，t＝℃，查資料得96Mpa，再由ε1＝%查得修正系數(shù)K＝。所以該道次實(shí)際變形抗力為： σs1＝Kσs30%＝96＝。同樣可得其余各道變形抗力如下：σs2＝、σs3＝、σs4＝、σs5＝、σs6＝、σs7＝112Mpa、σs8＝、σs9＝120Mpa、σs10＝。變形區(qū)長(zhǎng)度計(jì)算公式為： （46）l1＝、l2＝、l3＝、l4＝、l5＝、l6＝、l7＝、l8＝、l9＝、l10＝.熱軋中厚板生產(chǎn)時(shí)，平均單位壓力可用西姆斯公式計(jì)算：，根據(jù)中厚板軋制的情況，可取應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù)（此公式已經(jīng)考慮外端和外摩擦影響），其中為變形區(qū)軋件平均厚度，l為變形區(qū)長(zhǎng)度，單位壓力大（＞200Mpa）時(shí)應(yīng)考慮軋輥彈性壓扁的影響。 （47）第1道次的平均單位壓力：＝同樣由公式37可得其余各道次的平均單位壓力：＝、＝、＝、＝、＝、＝、＝、＝、＝。各道次軋制總壓力： （48） 式中 b——軋件寬度，mm； l——變形區(qū)長(zhǎng)度，mm；第1道次：36812 KN；第2道次：36187 KN；余類(lèi)同，計(jì)算結(jié)果分別為：＝47201KN、57919KN、57926KN、51918KN、57553KN、56239KN、44506KN、31231KN、由計(jì)算結(jié)果看出，最大軋制壓力在第10道， 19945KN，且＜［P］ (軋機(jī)最大軋制力[P]＝80800KN)，故軋制壓力滿足條件。 軋機(jī)主電機(jī)能力校核欲確定主電機(jī)功率，必須首先確定傳動(dòng)軋輥的力矩。在主電機(jī)軸上傳動(dòng)軋輥所需力矩由下面四部分組成： （49）式中 —— 軋制力矩，用于使軋件塑性變形所需之力矩； —— 克服軋制時(shí)發(fā)生在軋輥軸承、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等的附加摩擦力矩； —— 空轉(zhuǎn)力矩，此力矩克服空轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦力矩； —— 動(dòng)力矩，此力矩克服軋輥不均速運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性力； —— 軋輥與主電機(jī)間的傳動(dòng)比，由于采用直流電機(jī)，=1。轉(zhuǎn)動(dòng)軋輥所需的軋制力矩為： （410） 式中 ψ—— 合力作用點(diǎn)系數(shù)（或力臂系數(shù)），～。第1道： ＝29483150＝4681KNm；第2道： ＝27097＝4306 KNm；余類(lèi)同，計(jì)算結(jié)果如下：7363 KNm、9035 KNm、8109KNm、5029 KNm、5571KNm、4859KNm、3026 KNm、 1653 KNm 附加摩擦力矩及各道次靜力矩的計(jì)算 附加摩擦力矩基本有兩項(xiàng)，一為軋輥軸承中的摩擦力矩，另一項(xiàng)是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的摩擦力矩。 對(duì)于四輥軋機(jī)，可近似由以下公式計(jì)算： （411） 式中 f——支撐輥軸承的摩擦系數(shù)，滾動(dòng)軸承取f＝； ——支撐輥輥徑直徑，＝1300mm； ，——工作輥及支撐輥直徑，＝940mm，＝1520mm。代入后，可求得 ＝可由下式計(jì)算： (412) 式中 η——傳動(dòng)效率系數(shù)，本軋機(jī)無(wú)減速器及齒輪座（由兩臺(tái)電 機(jī)分別直接驅(qū)動(dòng)上下軋輥），其等于萬(wàn)向接軸的傳動(dòng)效 率。萬(wàn)向接軸在傾角α＜3176。時(shí)，～， α＞3176。時(shí)，～。 板帶軋機(jī)傾 角在21