【正文】 定軋機(jī)速度制度 軋制速度確定制定軋機(jī)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；選擇加減速度以及帶鋼過(guò)焊縫時(shí)的速度等。連軋機(jī)組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)考慮保證各道次咬入 角道次中性角道次前滑主要設(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，一般冷軋帶鋼為提高軋機(jī)產(chǎn)量而用高的軋制速度；軋制寬大及鋼質(zhì)硬的帶鋼時(shí)，應(yīng)采用低的軋制速度。本次設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)備、產(chǎn)品及參考同類車間設(shè)定第五機(jī)架的軋制速度為 25m/s。本設(shè)計(jì)設(shè)定第五架軋機(jī)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(dāng)連軋機(jī)組末架軋機(jī)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(jì)） 。即：h1v1=h2v2=……h(huán)nvn=C ()速度的計(jì)算：已預(yù)設(shè)末架出口軋制速度為 V=25m/s 由經(jīng)驗(yàn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)速分別為：表 47 軋輥轉(zhuǎn)速道次 1 2 3 4 5(r/min) 由軋輥轉(zhuǎn)速及電機(jī)轉(zhuǎn)速可求傳動(dòng)比： ()gidni?表 48 傳動(dòng)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(jī)精軋一般采用一級(jí)加速和一級(jí)減速軋制方式，即帶鋼在連軋機(jī)以恒速運(yùn)轉(zhuǎn)下進(jìn)行穿帶，并在卷取機(jī)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定卷取后開(kāi)始進(jìn)行加速，直至軋機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到穩(wěn)定軋制階段最大轉(zhuǎn)速時(shí)加速結(jié)束 [5]。第一級(jí)加速度數(shù)值較高，稱為功率加速度（又稱產(chǎn)量加速度） ，其目的是迅速提高軋制速度，是設(shè)備盡快接近滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，以求的最高產(chǎn)量。確定加速度的數(shù)值，應(yīng)考慮到主電機(jī)的功率、帶鋼長(zhǎng)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(jī)本身而言，一級(jí)加速度可達(dá) 12 m/s 。本設(shè)計(jì)采用加減速的加速度絕對(duì)值相等的設(shè)計(jì)方法，并參照武鋼經(jīng)驗(yàn)取2一級(jí)加、減速度為 。25 力能參數(shù)計(jì)算及空載輥縫設(shè)定 軋制壓力計(jì)算對(duì)于冷軋薄板，其軋制力的計(jì)算采用斯通公式計(jì)算。因?yàn)樗雇ü桨衍堉瓶闯善叫邪彘g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(shí)其表面摩擦規(guī)律按全滑動(dòng)來(lái)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(guān)參數(shù)1 2 3 4 5l/mm /mm? 1．31 m 冷軋時(shí)溫度和變形速度對(duì)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(nèi)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(duì)應(yīng)的變形抗力值 [6]。平均變形量 可按下式計(jì)算：?? ()??.??? 式中：：本道次軋前的預(yù)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(shí)金屬實(shí)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(duì)加工硬化曲線進(jìn)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(jī)為例：?Q張應(yīng)力的設(shè)定 ：hiq100MPa，120 MPa，130 MPa，140 MPa，開(kāi)卷機(jī)張應(yīng)力為 1 MPa，卷曲機(jī)張應(yīng)力為 30 MPa。表 54 張力= 2*hRl?? = ?hfl *05.? =)(2?fl計(jì)算圖中第二個(gè)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(biāo)尺為 ，右邊標(biāo)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(shí)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(jì)算出來(lái)，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(diǎn)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(jiàn)表 47： =?表 57 軋制力矩道次 1 2 3 4 5/ . 摩擦力矩確定傳動(dòng)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(jī)（本設(shè)計(jì)中六輥軋機(jī)亦1mM21m用此公式）可近似地由下式計(jì)算： ()Pdffm??4*21式中 — 軋輥軸承的摩擦系數(shù)，滾動(dòng)軸承： ＝ ；f f — 軋輥輥頸直徑 273mm；d（ 、 — 工作輥及支撐輥直徑，對(duì)于六輥軋機(jī)： ＝485mm， = gDz gDz1450mm）而 由下式計(jì)算：2mM ()iMmzm/))(112????式中： — 傳動(dòng)效率系數(shù)，即從主電機(jī)到軋機(jī)的傳動(dòng)效率，故可取 ＝? ?，本設(shè)計(jì)取 。 ()Mmmi21/?? 1 2 3 4 5/ / . i / /KNm 空轉(zhuǎn)力矩確定空轉(zhuǎn)力矩可以根據(jù)下式求得： ()??HKM??06.~3.式中：表示軋機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩，其大小為：HMnpH95?p——電動(dòng)機(jī)的額定功率，本設(shè)計(jì)取每架軋機(jī)的額定功率為 6500KW；n——電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速為 1000r/min。軋機(jī)的空轉(zhuǎn)力矩( )根據(jù)實(shí)際資料可取為電機(jī)額定力矩的 3%～6%：kKNmMk . ＝?? 各機(jī)架空載輥縫值設(shè)定由于軋機(jī)的彈跳，使軋出的鋼板厚度 h 等于原來(lái)的空載輥縫再加上彈跳，表 58 摩擦力矩或者說(shuō)：原來(lái)空載輥縫等于軋出鋼厚減去彈跳。軋機(jī)輥縫設(shè)計(jì)最主要的任務(wù)是盡可能地準(zhǔn)確地確定各機(jī)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(chǎn)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(shí)軋件變形功轉(zhuǎn)化的熱量，摩擦和高溫軋件所傳遞的熱量都會(huì)使軋輥?zhàn)儫帷＠鋮s水、冷卻潤(rùn)滑液、空氣和與軋輥接觸的零件又會(huì)使軋輥冷卻。由于加熱和冷卻的條件沿輥身長(zhǎng)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(chǎn)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?xí)管堓伳p。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(dòng)速度等都會(huì)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(chǎn)生彈性壓扁。決定輥縫形狀的不是彈性壓扁的絕對(duì)值，而是壓扁值沿輥身長(zhǎng)度方向的分布狀況。對(duì)于工作輥來(lái)說(shuō)，如果軋制壓力沿帶鋼寬度是均勻分布的，則變形區(qū)內(nèi)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(duì)這種軋件邊部局部變薄的影響通常在輥型設(shè)計(jì)時(shí)不予考慮。工作輥與支承輥之間，由于其接觸長(zhǎng)度大于軋件與工作輥的接觸長(zhǎng)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(zhǎng)度方向也不是均勻分布的。實(shí)驗(yàn)表明，帶鋼寬度和輥身長(zhǎng)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(lái)補(bǔ)償上述因素造成的影響。當(dāng)今對(duì)帶鋼的公差要求更加嚴(yán)格，新建的軋機(jī)剛度不斷加大，但是由于軋輥尺寸及機(jī)架尺寸的加大受到一些其他條件的限制，因此限制了軋機(jī)剛度系數(shù)的進(jìn)一步加大。現(xiàn)代帶鋼連軋機(jī)剛度系數(shù)也就是在 5000～6500KN/mm 左右，通常軋制力的負(fù)荷水平為 8000～30000KN，彈跳值可達(dá) 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(jí)，在后幾個(gè)機(jī)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(huì)給正常操作造成很大困難，并直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，輥縫數(shù)值的準(zhǔn)確確定，關(guān)鍵在于準(zhǔn)確確定軋制力，并且，要安裝有彎輥裝置和自動(dòng)檢測(cè)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(jìn)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(yù)壓靠力， P0=3000kNP 軋制力，kNC 機(jī)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(jī)能力驗(yàn)算為了校核和選擇主電動(dòng)機(jī)，除知其負(fù)荷之外，尚須知軋機(jī)負(fù)荷隨時(shí)間變化的關(guān)系圖，力矩隨時(shí)間變化的關(guān)系圖稱為靜負(fù)荷圖。繪制靜負(fù)荷圖之前，首先要決定出軋件在整個(gè)軋制過(guò)程中在主電機(jī)軸上的靜負(fù)荷值，其次決定個(gè)道次的純軋和間歇時(shí)間。靜力矩按下式計(jì)算：Mj= Mz /i+Mm+Mk ()將前面的數(shù)據(jù)代入上式得靜