【正文】 產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣，事故的多少和操作的難易等，具有本質(zhì)的影響，是非常重要的。為保證和改善產(chǎn)品的表面質(zhì)量，以及為了降低材料的變形抗力和易于壓下，一般冷軋過(guò)程都施加工藝潤(rùn)滑劑而進(jìn)行潤(rùn)滑軋制。再者，由于冷軋過(guò)程軋件的寬厚比（B/H）比較大，對(duì)工藝因素的波動(dòng)非常敏感。常使軋制過(guò)程不穩(wěn)定和發(fā)生跑偏現(xiàn)象，導(dǎo)致操作比較困難和板形不易得到控制等。而且，材料的變形抗力極高，致使壓下也比較困難。為此，冷軋過(guò)程一般均是在施加較大的張力條件下進(jìn)行軋制和卷取。實(shí)踐表明，施加工藝潤(rùn)滑劑和張力，對(duì)防止產(chǎn)生和解決上述有關(guān)現(xiàn)象和問(wèn)題，具有明顯的效果，以至它們成了冷軋過(guò)程不可缺少的工藝因素。綜上所述，冷軋過(guò)程的工藝制度主要包括坯料制度，壓下制度，輥型制度，潤(rùn)滑制度，張力制度和速度制度等。 坯料制度 確定坯料制度的主要依據(jù)是產(chǎn)品厚度規(guī)格范圍和相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，其實(shí)質(zhì)是合理選擇和確定冷軋的總變形量。對(duì)2Cr13馬氏體不銹鋼而言，每個(gè)軋程總變形量不超過(guò)50%。 由于成品厚度有三組： ，為了便于軋制，我們選用一種坯料，根據(jù)國(guó)標(biāo)，坯料重量為1t。坯料長(zhǎng)度: 壓下制度 制定冷軋窄帶鋼的壓下制度包括兩方面的工作，一是確定軋程數(shù)和確定總變形量在軋程間的分配比例，一是確定一個(gè)軋程各個(gè)道次（機(jī)架）的變形量分配比例。本設(shè)計(jì)成品厚度范圍：～。選用帶材縱剪窄帶成形，固選用三種典型產(chǎn)品：*9mm、*、*16mm。，由于2Cr13鋼的總壓下率不能大于50%，加工過(guò)程中必須進(jìn)行中間退火。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)法分配其壓下規(guī)程如下表：表6－1 壓下規(guī)程運(yùn)用三連軋，，軋前要進(jìn)行退火處理，中間兩次退火，共9個(gè)道次，三個(gè)軋程。依次類推，五個(gè)軋程。其間產(chǎn)品分別調(diào)整道次壓下率，以生產(chǎn)成品。 張力制度冷軋過(guò)程可以施加很大的張力，乃至可以大到稍低于材料的抗拉強(qiáng)度σb，以不發(fā)生斷帶為原則。實(shí)際上，在冷軋過(guò)程中，由于板形不良，邊部不規(guī)整和材質(zhì)等因素的影響而造成的應(yīng)力集中，在張力遠(yuǎn)低于σb的情況下，就會(huì)發(fā)生斷帶現(xiàn)象。為此，對(duì)于冷軋而言，張應(yīng)力的選取可按照（～）σs范圍內(nèi)選取。因2Cr13的σs=441N/mm2=441MPa。故張力在（～）范圍內(nèi)取值，在實(shí)際生產(chǎn)中，張應(yīng)力常在80MPa～180MPa范圍內(nèi)選取，據(jù)此，選取軋制張力為180MPa。其次，在連軋機(jī)上，確定適宜的卷取張力制度最為重要。卷取張力取小了，往往保證不了板形質(zhì)量和帶卷質(zhì)量。取大了在退火過(guò)程中往往產(chǎn)生帶卷粘結(jié)現(xiàn)象。卷取張應(yīng)力一般在25MPa～40MPa范圍內(nèi)選取。通常，薄規(guī)格帶鋼的卷取張應(yīng)力取其上限，40MPa。最后，確定冷軋窄帶鋼軋機(jī)的開(kāi)卷張力制度。因?yàn)椴还苁鞘褂瞄_(kāi)卷機(jī)或是使用開(kāi)卷箱。開(kāi)卷張應(yīng)力一般都比較小，常在0～20MPa范圍內(nèi)選取。本設(shè)計(jì)選用10MPa為開(kāi)卷張力。 潤(rùn)滑制度 潤(rùn)滑軋制是冷軋過(guò)程的重要特點(diǎn)之一，其首要目的是減小冷軋過(guò)程中摩擦的作用，這具有軋輥磨損，延長(zhǎng)軋輥服役周期和使用壽命。改善產(chǎn)品表面質(zhì)量的作用。 因冷軋窄帶鋼速度不高，一般連軋為5～6m/s，工藝潤(rùn)滑劑常選為礦物油和植物油。選取一般視軋機(jī)類型，產(chǎn)品品種和規(guī)格，以及對(duì)產(chǎn)品精度和表面質(zhì)量要求的不同而的潤(rùn)滑劑。近年來(lái)，乳化液越來(lái)越多地被采用。 速度制度連軋機(jī)的速度制度比較復(fù)雜，包括低速穿帶和拋尾。升降速與穩(wěn)軋速軋制等幾個(gè)階段。在各機(jī)軋出厚度hi，成品厚度hn各架前滑值shi(i=1～n)已知的情況下，任一機(jī)架的輥速為： 檢查和剪切縱剪機(jī)組的發(fā)展和設(shè)計(jì)是本設(shè)計(jì)小課題，后邊將有重點(diǎn)介紹，這里不做介紹6 設(shè)備選型根據(jù)冷軋窄帶鋼的加工工藝過(guò)程與特點(diǎn)，所以以此為根據(jù)選取車間設(shè)備。具體包括軋機(jī)選擇和主要設(shè)備選擇,現(xiàn)分述如下: 酸洗機(jī)組 酸洗機(jī)組按酸洗方式分單卷半連續(xù)及連續(xù)式，為了適應(yīng)冷軋窄帶生產(chǎn)高速化，酸洗機(jī)組發(fā)展為連續(xù)式，根據(jù)布置公式的不同又分為搭式和臥式，一般常用臥式，而臥式又按酸槽深淺而分為深槽和淺槽，當(dāng)今以淺槽發(fā)展最快，應(yīng)用最廣。所以本設(shè)計(jì)選取淺槽臥式酸洗機(jī)組。其基本流程為上料→開(kāi)卷→矯直→切頭尾→焊接→拉矯→酸洗→清洗→或鈍化→烘干→剪邊→或涂油→卷取及卸料。機(jī)組由開(kāi)卷設(shè)備來(lái)送矯直機(jī)、切頭尾剪、焊機(jī)、入口活套、拉直機(jī)、酸槽、鈍化槽、烘干裝置、出口活套、涂油機(jī)、卷取機(jī)及卸卷設(shè)備組成。 軋機(jī)的選擇在軋制生產(chǎn)中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)軋制過(guò)程的特點(diǎn)和各種軋機(jī)的特性和適用范圍來(lái)選擇軋機(jī)類型。對(duì)于冷連軋窄帶鋼而言,主要軋機(jī)有四輥和二輥軋機(jī),本設(shè)計(jì)選用四輥軋機(jī)。 輥型制度 （1）軋輥材質(zhì)：軋輥材質(zhì)選用硬質(zhì)合金鋼60CrMnMo。其化學(xué)成分（%）為：CSiMnPSCrMoNiCu～～～≤≤～～≤≤ 熱處理類型：正，回火力學(xué)性能：бb=930MPa бs=490MPa KIR=46MN/m3/2 硬度：鍛后 HB213～269（2）軋輥直徑：選擇軋輥直徑時(shí)要考慮軋制時(shí)軋輥抗彎強(qiáng)度及其容許撓度，同時(shí)要注意咬入角的容許值，通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式選擇：張力軋制時(shí)： Dmax=（1500～2000）hmin式中 Dmax——軋輥的最大直徑（mm） hmin——軋件的最小可軋厚度 （mm）因本設(shè)計(jì)hmin=，故Dmax=150～200mm選取工作輥直徑D=120mm，支持輥d=320mm。（3）輥身長(zhǎng)度：軋輥輥身長(zhǎng)度L與被軋制板，帶材的最大寬度Bmax之間有如下關(guān)系：L=Bmax+α上式α是輥身長(zhǎng)度余量，根據(jù)板帶材最大寬度及操作條件選取，熱軋時(shí)取上限，冷軋時(shí)取下限。本設(shè)計(jì)為冷軋窄帶鋼，故取下限，α=50mm當(dāng) Bmax〈 400mm時(shí)，α=50～100mm。取Bmax=250mm，輥身長(zhǎng)度L=250+50=300mm因此，本設(shè)計(jì)選用Φ120/320300mm三機(jī)架連軋機(jī)（4）輥頸尺寸：使用滾動(dòng)軸承時(shí)，由于軸承外徑較大，輥頸尺寸就不能太大，可近似選取d=（～）D l/d=～所以 工作輥輥頸直徑d==60mm工作輥輥頸長(zhǎng)度l==60mm支持輥輥頸直徑d1==160mm支持輥輥頸長(zhǎng)度l1==160mm輥頸與輥身的過(guò)渡圓角半徑 r/D=工作輥 r= 支持輥 r=（5）咬入角： 軋件與軋輥相接觸的圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角為咬入角。 由公式： α= 式中：D，R——軋輥的直徑和半徑 ——壓下量三種產(chǎn)品中max== 所以，αmax===176。 輥型設(shè)計(jì) 圓柱體的軋輥在軋制中受力而產(chǎn)生撓曲，在這樣的輥縫中軋制，會(huì)造成鋼板中部厚度大，邊步厚度小。為了彌補(bǔ)這一變形，應(yīng)把軋輥?zhàn)鞒赏剐?，使軋輥在軋制受力條件下得到平輥縫從而獲得厚度均勻的鋼板。 凸輥型的凸度值yf可以利用軋輥撓度值公式計(jì)算，并且在把每一點(diǎn)值計(jì)算出來(lái)之后，用曲線連接起來(lái)，就是其形狀。通常我們只計(jì)算中心點(diǎn)的撓度值：yf=y1+y2式中 yf───軋輥中心的撓度值 y1───由彎矩所產(chǎn)生的撓度值 y2───由剪切所產(chǎn)生的撓度值有剪切所產(chǎn)生的撓度值y2約占總撓度值的25～30%，不能忽略。由材料力學(xué)的推導(dǎo)，可知軋輥撓度之計(jì)算公式為：y1=y2= 式中 P——軋制壓力 E——軋輥材料的彈性模數(shù) G——軋輥材料的剪切模量 L——輥身長(zhǎng)度 B——鋼板寬度 A——軋輥軸承支承點(diǎn)的距離 X——軋輥上任何點(diǎn)的位置（坐標(biāo)原點(diǎn)在軋輥中心）軋輥上任一點(diǎn)的撓度值可以近似的以二次方曲線換算： = [1（）2]由于本設(shè)計(jì)為冷軋窄帶鋼選用四輥軋機(jī)，所以支持輥和工作輥之間的組合情況選用工作輥為凸輥，支持輥為平輥。在這種情況下，假設(shè)不考慮壓扁變形，因?yàn)楣ぷ鬏仦橥馆?，所以在?fù)載條件下，二輥緊密接觸，支持輥的彎曲變形要大于工作輥的彎曲變形。即 y支 y2經(jīng)粗略計(jì)算,可認(rèn)為 2 y2 y支 y2為保證板帶軋制穩(wěn)定,可使上工作輥為凸輥,下工作輥為平輥,撓度主要表現(xiàn)在上工作輥。通過(guò)計(jì)算將其撓度值繪于表格中如下表： 卷取機(jī)和開(kāi)卷機(jī) 卷取機(jī)分類及選用原則卷取機(jī)是帶鋼生產(chǎn)中必不可少的設(shè)備，其可分為輥式和卷筒式兩種。窄帶鋼冷軋車間最常見(jiàn)的是輥式卷取機(jī)，主要用在酸洗機(jī)組中。卷筒式卷取機(jī)又可分為脹縮式和非脹縮式兩種，脹縮式又分為開(kāi)式和閉式兩種，其中開(kāi)式主要用于多輥可逆式冷軋機(jī)，閉式主要用于大張力高速卷取機(jī)。 參數(shù)確定（1）卷筒直徑：對(duì)于鋼帶而言，D=(150～200)hmax，常用的卷筒直徑尺寸系列有Φ305，Φ410，Φ450，Φ510和Φ610mm。(2 )卷取張力：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在連軋機(jī)上，張力與各機(jī)座之間的軋制速度的調(diào)節(jié)有關(guān)，對(duì)于連軋機(jī)組，取tf= ～ ,對(duì)于精整機(jī)組，取tf=5～10MPa,厚度小時(shí)取大值，厚度大時(shí)取小值。（3）卷取功率：按公式（）（4）調(diào)速范圍：（5）減速機(jī)傳動(dòng)比：，并滿足 開(kāi)卷機(jī)常用開(kāi)卷機(jī)分雙錐式，雙柱頭式和懸臂式3種，在窄帶鋼冷軋軋機(jī)組上，為了編短間隙時(shí)間，可采用簡(jiǎn)易的雙筒回轉(zhuǎn)式懸臂開(kāi)卷機(jī)。開(kāi)卷機(jī)一般與送料直頭機(jī)聯(lián)合使用，送料直頭機(jī)由刮板，壓輥送料輥，矯直輥以及其調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等組成，送料直頭機(jī)，根據(jù)帶鋼單向彎曲的特點(diǎn)，一般均設(shè)有3個(gè)矯直輥。 退火爐的選取為提高生產(chǎn)速度，本設(shè)計(jì)采用塔式連續(xù)退火裝置。關(guān)于塔式連續(xù)退火裝置的有關(guān)介紹如下： 鋼帶在冷軋以后經(jīng)過(guò)電解清洗，直接連續(xù)地通過(guò)退火爐內(nèi)，加熱到約700℃時(shí)，很快完成了再結(jié)晶過(guò)程，先緩冷再急冷，急冷是為了提高鋼板的表面硬度。整個(gè)操作過(guò)程成一條連續(xù)的流水線，加熱冷卻都是在保護(hù)氣氛下進(jìn)行的。在退火爐的前面有一套松卷、堿洗、電解清洗、沖洗、烘干裝置和若干張力輥，在退火爐后面還有一套檢驗(yàn)、剪切、卷取裝置，全部作業(yè)是連續(xù)的，鋼帶通過(guò)爐子的速度是305～570m/min，國(guó)外有高達(dá)850m/min以上的。這些基本上都是用輻射管加熱，它的能耗比電加熱低。在冷卻帶用空氣管或水管冷卻，緩冷帶還要用電熱供給部分熱量，保證鋼帶以較低速度冷卻，冷卻至400～500℃時(shí)進(jìn)入急冷帶，最后出爐溫度為50～60℃。為了保證鋼帶光亮，各帶都通過(guò)保護(hù)性氣體。塔式爐產(chǎn)量高，適合處理品種單一產(chǎn)量大的薄鋼帶。連續(xù)退火爐與罩式爐相比有一系列特點(diǎn)：1）設(shè)備造價(jià)低，占地面積小；2）退火周期短，機(jī)組產(chǎn)量高，熱利用率高；3）操作簡(jiǎn)單，容易維護(hù)，易于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的現(xiàn)代化；4）產(chǎn)品質(zhì)量高，表面光亮，缺陷少，鋼帶容易平整；5）省去中間酸洗工序，消除了鹽酸酸霧的污染。其缺點(diǎn)是產(chǎn)品規(guī)格單一，只能適應(yīng)一定厚度和寬度范圍的鋼帶。 矯直機(jī) 矯直機(jī)的分類及選取原則 冷軋窄帶鋼生產(chǎn)中主要采用輥式，連續(xù)張力式和連續(xù)拉彎式三種類型的矯直機(jī)。在我國(guó)的板帶鋼生產(chǎn)中，目前主要采用平行輥列式和單傾斜輥列式兩種矯直機(jī)。 參數(shù)確定（1）輥距與輥徑： d=(～)t(2)輥數(shù)： 輥數(shù)n與帶鋼寬度比b/h有關(guān)，b/h越大，D和t越小，～，輥數(shù)n為19～29個(gè)。（3）輥身長(zhǎng)度:L=bmax+a 時(shí)。（4）矯直速度：主要由生產(chǎn)率及自動(dòng)化程度確定，一般v=～2m/s。7 典型產(chǎn)品工藝詳盡計(jì)算 速度制度軋制時(shí)使用低速穿帶=1m/，同步加速到軋制速度，進(jìn)入穩(wěn)定軋制階段。在實(shí)際生產(chǎn)中，冷軋級(jí)各機(jī)架速度的設(shè)定及調(diào)節(jié)，皆采用輥軋的速度。當(dāng)壓下規(guī)程指定后，則各架軋出厚度已知。根據(jù)軋制時(shí)的流量方程： 式中 ——第I架軋輥速度 ——第I架軋件的前滑值通常，第1架的前滑值為5%～7%，最大可達(dá)10%，末架的前滑值為1%或近似為0。三機(jī)架冷連軋前滑值機(jī)架號(hào)123前滑值（%）520 =(1+0%)= =(1+0%)= =(1+0%)= =(1+0%)==(1+0%)=,，三，五個(gè)軋程。選用咬入速度為1m/s。則可的速度制度道次軋程01(m/s)2(m/s)3(m/s)1121314151 軋制力計(jì)算 第一道次計(jì)算第一道，又退火材料開(kāi)始軋制，壓下量=,冷軋總壓下率為21%，求平均壓下率：=+=+%=由2Cr13加工硬化經(jīng)驗(yàn)公式：=+=求平均單位張力：由前張力應(yīng)為開(kāi)卷張力，故=10Mpa，其后張力為=180MPa，得：=（+）/2=95Mpa==計(jì)算 l=== =(+)/2=故 計(jì)算第二個(gè)參數(shù)，求出則得：由81圖可查出 由表查出 故平均單位壓力 由 可求出 故第一道總壓力 圖81 關(guān)于軋制力計(jì)算的C語(yǔ)言程序和結(jié)果因軋制力計(jì)算過(guò)程復(fù)雜，將其計(jì)算過(guò)程做成計(jì)算機(jī)C語(yǔ)言程序，故15道軋制力計(jì)算過(guò)程及結(jié)果如下：（1）程序一：(用于計(jì)算參數(shù))includeinclude /調(diào)用數(shù)學(xué)庫(kù)函數(shù)/main(){int Q1,Q2,Q,R=60,b=float h,e0,e1,e,M,N,A,B,C,D,E,l,H0,H1,a,H,f=。scanf(%f,%f,%f,%f,%f\n,amp。h,amp。e0,amp。e1,amp。H0,amp。H1)。 /輸入各參數(shù)/scanf(%d,%d,amp。Q1,amp。Q2)。 /輸入前后張力/e=*e0+*e1。M=