【正文】 定軋機速度制度 軋制速度確定制定軋機速度制度包括：確定末架的穿帶速度和最大軋制速度；計算各架速度及調速范圍；選擇加減速度以及帶鋼過焊縫時的速度等。連軋機組末架的軋制速度決定著軋機的產量和技術水平。確定末架軋制速度時，應考慮保證各道次咬入 角道次中性角道次前滑主要設備和輔助設備生產能力的平衡；軋制帶鋼的厚度及鋼種等，一般冷軋帶鋼為提高軋機產量而用高的軋制速度；軋制寬大及鋼質硬的帶鋼時，應采用低的軋制速度。本次設計依據(jù)設備、產品及參考同類車間設定第五機架的軋制速度為 25m/s。本設計設定第五架軋機的穿帶速度為 5m/s（帶鋼厚度小，其穿帶速度可高些） 。其它各架軋制速度的確定：當連軋機組末架軋機軋制速度確定后，根據(jù)連軋條件——秒流量相等的原則，根據(jù)各架軋出厚度和前滑求出各架軋制速度（帶鋼的寬展和前、后滑忽略不計） 。即：h1v1=h2v2=……h(huán)nvn=C ()速度的計算：已預設末架出口軋制速度為 V=25m/s 由經驗向前依次減小以保持微張力軋制。依據(jù)秒流量相等有： smHhV/???表 45 軋件出口速度1 2 3 4 5Vh(m/s) 25 軋輥轉速確定由 ()%10???VhS表 46 軋輥速度 道次 1 2 3 4 5V(m/s) 17 由公式： ()DVingi??60求得各道次軋輥轉速分別為：表 47 軋輥轉速道次 1 2 3 4 5(r/min) 由軋輥轉速及電機轉速可求傳動比： ()gidni?表 48 傳動比道次 1 2 3 4 5n (r/min)d1000 1000 1000 1000 1000i 加速度選擇近代帶鋼冷連軋機精軋一般采用一級加速和一級減速軋制方式，即帶鋼在連軋機以恒速運轉下進行穿帶，并在卷取機實現(xiàn)穩(wěn)定卷取后開始進行加速，直至軋機轉速達到穩(wěn)定軋制階段最大轉速時加速結束 [5]。第一級加速度數(shù)值較高，稱為功率加速度（又稱產量加速度） ，其目的是迅速提高軋制速度，是設備盡快接近滿負荷運轉，以求的最高產量。確定加速度的數(shù)值，應考慮到主電機的功率、帶鋼長度、板形、帶鋼厚度變化、冷卻水的控制及卷取溫度等因素的影響。僅就軋機本身而言，一級加速度可達 12 m/s 。本設計采用加減速的加速度絕對值相等的設計方法，并參照武鋼經驗取2一級加、減速度為 。25 力能參數(shù)計算及空載輥縫設定 軋制壓力計算對于冷軋薄板，其軋制力的計算采用斯通公式計算。因為斯通公式把軋制看成平行板間的鐓粗，因此得出單位壓力微分方程式： htdxx2???圖 51 作用在斯通理論微分體上的作用力冷軋薄板時其表面摩擦規(guī)律按全滑動來考慮，即 ，并采用近似塑ptxxf?性條件 ，則上式變成如下形式：Kxp???hdxxf2? 將上式積分，則得斯通單位壓力公式： 在后滑區(qū) eqplxmxK)21(0(?? 在前滑區(qū) lxx)21(0(? 式中： ，??hflm2H? ()2*Rhl?? f 為乳化液的摩擦系數(shù) 。表 51 各道次的相關參數(shù)1 2 3 4 5l/mm /mm? 1．31 m 冷軋時溫度和變形速度對金屬變形抗力的影響不大，因此 和 可近似的nTu取 1，只有變形程度才是影響變形抗力的主要因素。由變形區(qū)內各斷面處變形程度不等，因此，若取 為常量，通常根據(jù)加工硬化曲線去本道次平均變形量?s所對應的變形抗力值 [6]。平均變形量 可按下式計算：?? ()??.??? 式中：：本道次軋前的預變形量?0 H010/)(? ：本道次軋后的總變形量1 h1??：冷軋前軋件厚度H0H：本道次軋前軋件的厚度H：本道次軋后軋件的厚度。道次參數(shù)表 52 各道次 值?道次 變形程度 /%?0變形程度 /%1平均變形程度 /%??1 2 25 3 4 5 冷軋時金屬實際變形抗力 的確定：?s由于加工硬化使得軋件的變形抗力逐道次升高，對加工硬化曲線進行線性擬合得： ()MPaipi27064????表 53 各道次變形抗力道次 平均變形程度 /%??變形抗力 /MPas ?sK*15.?1 2 3 4 5 平均單位壓力： ()mQpe1)15.(????式中 為平均單位張力，現(xiàn)僅以第一架軋機為例：?Q張應力的設定 ：hiq100MPa，120 MPa，130 MPa，140 MPa，開卷機張應力為 1 MPa，卷曲機張應力為 30 MPa。表 54 張力= 2*hRl?? = ?hfl *05.? =)(2?fl計算圖中第二個參數(shù) ?hRQcf/)15.(? =???*)1(82ERc?*).(??.??Qs?道次前平均單位張力/MPaQ1后平均單位張力 /MPaQ0平均單位張力 /MPa?Q1 100 100 2 100 120 1103 120 130 1254 130 140 1355 140 30 100按上式可做下圖，下圖中左邊標尺為 ，右邊標尺為 ，22)(hflz?39。2KhfCRy?圖中曲線為 。此曲線又稱 S 曲線。hflx39。? 圖 52 軋輥壓扁時平均單位壓力圖解=??hfxl39。 =?hRQcf/)15.(? 又有表查出 ?me/則 =p1)15.(??? 由 ??hfl39。 則 mm *639。?l 則總壓力 =,余下的各道次可依此類推計算出來，則??pBP39。表 55 （e x－1）/x 值x 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 表 55 續(xù) （e x－1）/x 值x 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 表 56 軋制力1 2 3 4 5/MPa? ?hfl )(2 c x/mm )1(? /mml39。 B/mm 1250/MPa? P/KN 道次參數(shù) 軋制力矩確定 軋制力矩確定 ()hRPMz??12?式中： — 合力作用點位置系數(shù)（或力臂系數(shù)） ，冷軋薄板一般 取為? ?～，各道次的軋制力矩值見表 47： =?表 57 軋制力矩道次 1 2 3 4 5/ . 摩擦力矩確定傳動工作輥所需要的靜力矩，除軋制力矩外，還有附加摩擦力矩 ，它mM由以下兩部分組成： 、 ，其中 在四輥軋機（本設計中六輥軋機亦1mM21m用此公式）可近似地由下式計算： ()Pdffm??4*21式中 — 軋輥軸承的摩擦系數(shù)，滾動軸承： ＝ ；f f — 軋輥輥頸直徑 273mm；d（ 、 — 工作輥及支撐輥直徑，對于六輥軋機： ＝485mm， = gDz gDz1450mm）而 由下式計算：2mM ()iMmzm/))(112????式中： — 傳動效率系數(shù)，即從主電機到軋機的傳動效率，故可取 ＝? ?，本設計取 。 ()Mmmi21/?? 1 2 3 4 5/ / . i / /KNm 空轉力矩確定空轉力矩可以根據(jù)下式求得： ()??HKM??06.~3.式中：表示軋機的額定轉矩，其大小為：HMnpH95?p——電動機的額定功率，本設計取每架軋機的額定功率為 6500KW；n——電動機的轉速，轉速為 1000r/min。軋機的空轉力矩( )根據(jù)實際資料可取為電機額定力矩的 3%～6%：kKNmMk . ＝?? 各機架空載輥縫值設定由于軋機的彈跳，使軋出的鋼板厚度 h 等于原來的空載輥縫再加上彈跳，表 58 摩擦力矩或者說：原來空載輥縫等于軋出鋼厚減去彈跳。軋機輥縫設計最主要的任務是盡可能地準確地確定各機架的空載輥縫值 S。影響輥縫形狀的因素 軋件的橫向厚度差(斷面形狀的變化)和板型的變化是由輥縫形狀的變化引起的 [7]。影響輥縫形狀的因素有： 1）軋輥的彈性彎曲變形。它使輥縫中部尺寸大于邊部尺寸，帶鋼產生斷面凸度。軋制力愈大，載荷愈集中在軋輥中部，軋輥的彈性彎曲變形愈大；軋輥直徑愈大，剛性愈好，彈性彎曲變形愈小。2）軋輥的熱膨脹。軋制時軋件變形功轉化的熱量，摩擦和高溫軋件所傳遞的熱量都會使軋輥變熱。冷卻水、冷卻潤滑液、空氣和與軋輥接觸的零件又會使軋輥冷卻。由于加熱和冷卻的條件沿輥身長度是不一致的，在各種綜合因素的影響下，軋輥中部比端部的熱膨脹大，從而使軋輥產生熱凸度，影響輥縫的形狀。3）軋輥的磨損。工作輥與軋件之間、工作輥與支承輥之間的摩擦會使軋輥磨損。影響軋輥磨損的因素很多，例如，軋輥和軋件的材料，軋輥的表面硬度和光潔度，軋制壓力和軋制速度，前滑和后滑的數(shù)值以及支撐輥與工作輥之間的滑動速度等都會影響軋輥的磨損速度。4）軋輥的彈性壓扁。軋件與工作輥之間、工作輥與支承輥之間均產生彈性壓扁。決定輥縫形狀的不是彈性壓扁的絕對值，而是壓扁值沿輥身長度方向的分布狀況。對于工作輥來說，如果軋制壓力沿帶鋼寬度是均勻分布的，則變形區(qū)內工作輥的彈性壓扁在輥身中部的分布也是均勻的，只是在軋件邊部壓扁值小些。對這種軋件邊部局部變薄的影響通常在輥型設計時不予考慮。工作輥與支承輥之間，由于其接觸長度大于軋件與工作輥的接觸長度，因而其壓力分布是不均勻的。這就使輥與輥之間彈性壓扁沿輥身長度方向也不是均勻分布的。實驗表明，帶鋼寬度和輥身長度的比值以及工作輥直徑和支承輥直徑的比值愈小，則工作輥與支承輥之間壓力分布的不均勻性愈明顯。工作輥與支承輥間彈性壓扁值的分布規(guī)律與它們之間壓力的分布規(guī)律是一致的。5）軋輥的原始輥型(凸形、凹形或圓柱形)。軋輥原始輥型不同，輥縫的形狀自然也不同。這一因素用來補償上述因素造成的影響。當今對帶鋼的公差要求更加嚴格，新建的軋機剛度不斷加大，但是由于軋輥尺寸及機架尺寸的加大受到一些其他條件的限制，因此限制了軋機剛度系數(shù)的進一步加大?，F(xiàn)代帶鋼連軋機剛度系數(shù)也就是在 5000～6500KN/mm 左右，通常軋制力的負荷水平為 8000～30000KN，彈跳值可達 1～5mm。它同帶鋼的壓下量及帶鋼本身的厚度為同一數(shù)量級，在后幾個機架里，甚至比帶鋼厚度還要大一些。因此 10%軋制力的誤差，往往造成很大的厚度差，這會給正常操作造成很大困難，并直接影響產品的質量。因此，輥縫數(shù)值的準確確定，關鍵在于準確確定軋制力，并且，要安裝有彎輥裝置和自動檢測裝置，以很好的控制板形。通常為了消除非直線段的往往采用人工零位法進行軋制（彈跳曲線的非直線部分是變化的） 。軋后的軋件厚度 h 可用以下公式近似表示：h=S0+(PP0)/C ()式中：S0 人工零位的軋輥輥縫指示器讀數(shù)，mmP0 軋輥預壓靠力， P0=3000kNP 軋制力，kNC 機座剛度系數(shù)，即線性段的斜率表 59 輥縫值道次 1 2 3 4 5P(KN) h(mm) S0(mm) 6 電機能力驗算為了校核和選擇主電動機，除知其負荷之外，尚須知軋機負荷隨時間變化的關系圖，力矩隨時間變化的關系圖稱為靜負荷圖。繪制靜負荷圖之前，首先要決定出軋件在整個軋制過程中在主電機軸上的靜負荷值，其次決定個道次的純軋和間歇時間。靜力矩按下式計算：Mj= Mz /i+Mm+Mk ()將前面的數(shù)據(jù)代入上式得靜