热轧带钢课程设计

1、 辽 宁 科 技 大 学课程设计说明书设计题目： 热轧板带钢轧制规程设计 Q235,2.01200mm 学院、系： 材冶学院材料科学与工程（材料加工工程）专业班级： 材加 学生姓名： 指导教师： 成 绩： 2015年 1 月 6 日 目录摘要11、文献综述21.1热轧板带钢产品概述21.1.1热轧板带钢的种类及用途21.1.2板带材的工艺特点及质量要求31.2热轧板带钢工艺及设备发展31.2.1国外热轧带钢发展31.2.2国内热轧带钢生产41.3热轧带钢生产设备与新技术51.3.1热轧带钢新一代TMCP技术51.3.2无酸除鳞技术51.3.3热轧带钢无头轧制技术61.4热轧板带钢发展趋势62、

2、主要设备73、轧制工艺及轧制制度的确定83.1生产工艺流程8图3.1 工艺流程图83.2压下规程设计83.2.1根据产品选择原料83.2.2精轧机组压下制度的确定93.3速度制度103.3.1精轧机轧制速度103.3.2、精轧机工作图表133.4、温度制度143.4.1、精轧温度制度143.4.2、卷取温度制度153.5、辊型制度154、生产设备校核174.1、轧制力与轧制力矩174.1.1、轧制力的计算174.1.2 轧制力矩的计算184.1.3、精轧轧制力和轧制力矩的计算194.2、轧机设备校核204.2.1、精轧机的轧辊强度校核204.2.2、电机能力校核24参考文献2727辽宁科技大学

3、课程设计 摘要经济的发展创造了巨大的钢铁需求，使钢铁工业高速发展。轧钢生产是钢铁生产的后部工序，轧制成材的钢铁产品既需满足产品的需求，还要满足品种规格和质量的需求。板带材生产技术水平不仅是冶金工业生产发展水平的重要标志，也反映了一个国家工业与科学技术发展的水平。热轧带钢是钢铁产品的主要品种之一，广泛应用于工业、农业、交通运输业和建筑业，热轧带钢工艺的成熟为冷轧提供了优质的原料，大大满足了国民生产与生活的需要。此次课程设计参考鞍钢1780生产线，产品为：Q235，2.0mm1200 mm。此论文设计以典型实例为例，制定了工艺流程图和压下制度、速度制度、温度制度、辊型制度等一系列轧制制度，并对轧机

4、的设备进行了校核。关键词：热轧带钢 工艺流程 轧制制度 校核1、文献综述1.1热轧板带钢产品概述1.1.1热轧板带钢的种类及用途 热轧板带钢是厚而宽规格的板带钢，热轧带钢产品主要以钢卷状态供给冷轧机作原料，同时也直接向用户和市场销售热轧钢卷和精整加工产品，即平整钢卷、分卷钢卷、纵切窄带钢卷、横切钢板，最近几年又有经过酸洗的热轧钢卷作为成品进入销售市场。供给本企业和其他企业冷轧机作原料用热轧钢卷主要的钢种为低碳钢（包括超低碳钢）、一般碳素结构钢，供冷轧机生产取向硅钢、无取向硅钢、不锈钢薄板带用原料钢卷，也由热轧宽带钢轧机生产。冷轧机原料钢卷的规格范围为：厚度1.56.0mm、宽度6001900m

5、m。具体用途如下： (1)普通碳素结构钢板带。用于制造建筑结构，起重运输机械，工程、农用和建筑机械，铁路车辆及其他各种结构件。 (2)优质碳素结构钢板带，包括按国外标准供货的焊接结构钢板带。大量的用途同上，并用于制造汽车、拖拉机、收割机以及要求冲压性能和焊接性能优良的机械构件、石油储罐、压力容器、船舶、桥梁和各种工程的结构件。 (3)低合金高强度结构钢板带。用于制造要求强度更高、成形性更好和性能稳定的机械制造、车辆、化工设备等各种设备的结构，大型厂房钢结构，重要工程及桥梁结构等。 (4)耐大气腐蚀和高耐候钢板带。用于制造铁路客车、冷藏车、铁路货车、矿石车以及各种交通车辆的结构件，也用于船舶及铁

6、路集装箱制造，石油井架、各种工程机械和交通运输机械的制造。 (5)耐海水腐蚀结构钢板带。用于石油井架、海港建筑、采油平台、船舶制造，也用于化工、石油行业含硫化氢腐蚀性液体容器和铁路运输车辆的制造。 (6)汽车制造用板带钢系列。 (7)集装箱用钢。专用于制造集装箱侧板、门板、顶板、底板、边框、立柱等构件。 (8)管线用钢。石油天然气输送用管线，用于制造埋弧焊钢管以及直缝电焊钢管。 (9)焊接气瓶及压力容器用钢。用于制造液化气钢瓶及乙炔气钢瓶、较高工作温度的压力容器及锅炉等。 (10)造船用钢板。用于制造内河船体及上层建筑结构，远洋轮船的上层建筑及隔舱板。 (11)矿用钢板。用于制造采矿用液压支架

7、、矿用工程机械、矿用车斗、采矿刮板运输机，以及其他矿用机械耐磨结构件。1.1.2板带材的工艺特点及质量要求 板带材的外形特点是宽而薄，宽厚比很大，这一特点决定了生产板带材的轧机特点。板带材的宽度大，轧制压力大，生产板带轧机的轧辊要很长。要减少轧制压力就必须减小辊径，为了保证轧辊的刚度要求则需要使用有支持辊的多辊轧机，同时轧机整体的刚度也要高。 板带材的外形特点还决定了板带材轧制工艺上的特点。由于板带材的表面积很大，对板带材的表面质量要求很高，保证表面质量是板带材生产工艺中一个重要工作。例如加热时生成的氧化铁皮的清除、轧辊表面的加工、运送过程中对表面的防护等，都是生产过程中不可或缺的环节。而且由

8、于其表面积很大，散热快且温度难以均匀，造成轧制压力波动，使板厚不均匀，影响产品质量。在热轧时减少温度的波动，减少温度分布不均，是板带材生产的关键环节。1.2热轧板带钢工艺及设备发展1.2.1国外热轧带钢发展 1960年以前所建的热带钢连轧机被称为第一代热带钢连轧机。在这段时间内技术发展缓慢，轧机辊身长度范围11202490mm,由于没有宽的板坯，需要横轧宽展，精轧机最大轧制速度为1012m/s，年生产能力在100万200万t。这一时期最重要的技术进步是在精轧机组上应用了厚度自动控制技术。1960年到1970年间所建的热带钢连轧机被称为第二代热带钢连轧机，这一时期是热带钢连轧机发展最重要的时期。

9、在生产技术方面，热带钢连轧机向现代化飞跃发展。同时，连铸技术发展成熟。这一时期的技术进步表现在1961年美国国家钢公司大湖分公司投产的2032热带钢连轧机精轧机组上首先采用了升速轧制技术，使轧制速度突破了12m/s,同时美国麦克劳斯钢铁公司和英国斯宾塞公司将计算机控制应用于热带钢连轧机上，这是钢铁工业发展划时代的技术进步。大型的连铸板坯、步进式加热炉、大型化的粗轧机、精轧机组增加到7架机座、厚度自动控制、升速轧制、高效层流冷却技术以及轧制过程计算机控制的全面应用，又推动了热连轧带钢技术的发展。这一时期精轧机组最高轧制速度可达21.5m/s，年生产能力达200350万t.1969年以后建的轧机称

10、为第三代热带钢连轧机。这一时期追求大型化、高速化、连续化和自动化。热带钢产品厚度扩大到1.020mm,宽度扩大到2150mm，材料强度提高到600MPa以上，精轧机组的轧制速度可达2027m/s,年生产能力达240450万t。进入20世纪80年代以来，主要发展了板型控制和粗轧宽度自动控制，以及广泛采用液压厚度自动控制技术，还有交叉辊轧机和在线磨辊、连续可变凸度板型控制技术、神经元网络技术、无头连续宽带钢轧制技术等。1.2.2国内热轧带钢生产 第一阶段，以大企业为主，以解决企业有无为主要目的的初期发展阶段。这个时期热轧板带钢扎机建设只能靠国家投入，由于资金，技术等限制，轧机水平参差不齐。1989

11、投产的宝钢2050mm轧机代表了当时国际先进水平，采用了一系列最先进的热轧连轧生产技术。但是，这个时期投产的二手设备则是国外五六十年代的装备(1994年投产的太钢1549mm轧机，梅钢1422轧机），整体技术水平相对落后，在安装过程中进行了局部改造，但整体技术水平提高有限。还有两套国产轧机投产：1980年投产的本钢1700轧机和1992年投产的攀钢1450mm轧机，这两套满足了国民经济建设的需要，同时培养了一大批技术人才。 第二阶段，全面提高技术水平，面准世界最高，最新技术，全面引进阶段。20实际90年代以后，各大企业均以引进国外最先进技术为主。如1999年投产的鞍钢1780mm轧机，1996

12、年投产的宝钢1580mm轧机，是世界传统热轧连轧带钢轧机最先进水平的代表，除通常现代化轧机采用的先进技术以外，还采用了轧线与连铸机直接连接的布置形式，板坯定宽压力机，PC板形控制系统，强力弯辊系统，轧辊在线研磨，中间辊道保温技术和带坯边部感应加热技术，轧机全部采用交流同步电机和GTO电源变换器及4级计算机控制，精轧机采用了全液压压下及AGC技术。国内还引进了三套薄板坯连铸连轧生产线，即1999年投产的珠钢1500mm薄板坯生产线，这些生产线是当时世界最先进的薄板坯生产线。这些生产线的引进使我国拥有了新一代热连扎带钢生产技术。 第三阶段，这个阶段是近几年开始的，是以提高效益，调整品种结构，满足市

13、场需要和提高企业竞争能力为目的的发展阶段。由于近年国家经济快速发展，对钢材需求不断曾加，为此除国营大中型企业外，中小型企业，甚至民营企业都把生产宽带刚作为今后的重点，或引进或采用国产技术，或建设传统热连轧宽带钢轧机或建设薄板坯连铸连轧生产线。同时，这个阶段对引进的二手轧机和原技术较落后的国产轧机进行了全方面技术改造，使其达到了现代化水平。国外刚出现的半无头轧制技术、铁素体加工技术、高强度冷却技术、新型卷取机等，早一些轧机上也已应用、目前我国热连轧技术装备已完全摆脱落后状态，并已处于世界先进水平之列。 1.3热轧带钢生产设备与新技术1.3.1热轧带钢新一代TMCP技术 热轧带钢新一代TMCP技术

14、以超快速冷却为核心,通过冷却系统从空冷至超快冷的无级调控,利用广阔的冷速范围及精准的温度控制,实现对带钢轧后冷却路径进行灵活的控制,有利于细晶强化、析出强化、固溶强化、位错强化、相变强化的最佳匹配，从而使得热轧带钢产品获得优良的综合性能。新一代TMCP工艺技术具备低成本、高效率、高均匀性、高控制精度等特征，是轧制工艺发展的重要领域之一。随着人们对带钢产品性能要求的不断提高以及资源的日益枯竭，以超快速冷却为核心的热轧带钢新一代TMCP技术具有广阔的发展前景。1.3.2无酸除鳞技术 热轧带钢冷轧前，去除氧化铁皮（称为除鳞）是非常重要的工序，目的是防止氧化铁皮及杂质压入带钢基体，影响冷轧板表面质量及

15、加工性能，以及损坏轧辊等。酸洗工艺是目前国内外普遍采用的除鳞技术，通过化学反应溶解带钢表面氧化铁皮。但酸洗采用化学腐蚀的方法，不可避免的对环境带来一定的污染，并且设备防腐要求高；酸液处理成本高；同时易造成除鳞不均，产生欠酸洗、过酸洗等缺陷，金属损失大。为此世界各国都为改进、提高除鳞工艺在进行研究和攻关，寻找有效的新技术以替代酸洗工艺。如等离子除鳞法是一种无酸除鳞清洗技术，是一种环保的新工艺，被广泛关注。 该技术按工作环境通常分为常压等离子体和真空等离子体两种方式。常压等离子体是指在大气环境下的清洗技术，通过气体放电电离产生集中高速离子轰击物质的表面达到清洗目的。真空等离子体则指在真空环境下的清

16、洗技术，包括物理过程和化学过程，由瞬时高能量将污染物蒸发，及在高能离子轰击污染物脱离表面，还可使表面元素与气体产生化学反应，最终经真空系统排除。1.3.3热轧带钢无头轧制技术无头轧制技术是指将粗轧后的带坯在中间辊道上焊合起来，并连续不断地通过精轧机的一种技术。传统的板带热连轧精轧机组生产均以单块中间坯进行轧制，因此，不可避免地要经过进精轧机组时的穿带、加速轧制、减速轧制、抛钢、甩尾等一系列过程。由此发生的尺寸公差和力学性能的不均匀性很难在原有工艺框架内得到解决。热轧带无头轧制新技术正是解决这些问题的一项重要的技术突破。在传统热连轧中，板坯是在精轧机中一块一块地轧制的，带钢的头部在出了精轧机到卷

17、取机之前的这段长度上以及尾部出精轧机后的这段长度上处于无张力的状态，造成每一卷带钢的头尾部分尺寸公差和板形难以保证。同时，单块坯轧制时因尾部无张力，故在精轧机架间常发生甩尾形成23层折迭咬入，从而产生轧辊表面裂纹和压痕伤。而无头轧制是将大约10块带坯在出粗轧机后的中间辊道上头尾焊合在一起，接着进入精轧机中连续轧制，带坯在恒张力下轧制，因此几何精度和板形不良的比例大幅度下降。无头轧制因穿带和抛尾的减少，可以做到稳定的润滑轧制。与此同时，稳定的润滑轧制可使轧制力降低，因而可在较低温度下进行轧制，生产出具有良好深冲性能的带钢，并可降低能源消耗。1.4热轧板带钢发展趋势1.热轧板带材短流程、高效率化。

18、为了大幅度简化工艺过程，缩短生产流程，充分利用冶金热能，节约能源与金属等各项能耗，提高经济效益，需要对常规程序进行改革，不仅充分利用连铸坯为原料，而且不断开发和推广应用连铸坯直接热装与直接轧制技术。2.生产过程连续化。近代热轧生产过程实现了连续铸造板坯、连续轧制和连铸与轧制直接衔接连续化生产，使生产的连续化水平大大提高。3.采用自动控制不断提高产品精度和板形质量。在板带材生产中，产品的厚度精度和平直度是反映产品质量的两项重要指标。由于液压压下厚度自动控制和计算机控制技术的采用，板带纵向厚度精度已得到了显著提高。但板带横向厚度和平直度的控制技术往往尚感不足，还急待开发研究。为此出现了各种高效控制

19、板形的轧机、装备和方法。这是近代板带轧制技术开发最活跃的一个领域。4.发展合金钢种及控制轧制、控制冷却与热处理技术，以提高优质钢及特殊钢带的组织性能和性能和质量。利用锰、硅、钒、银等微合金元素生产低合金钢种，配合连铸连轧、控轧控冷或形变热处理工艺，可以显著提高钢材性能。2、主要设备三座步进梁式加热炉、一台板坯高压水除鳞箱、一台定宽压力机、三架立辊轧机、一架二辊可逆粗轧机、一架四辊可逆粗轧机、十二组保温罩、一台转鼓式切头飞剪、一台精轧高压水除鳞箱、七架四辊连轧机组、一套层流冷却装置、GTO变频调速装置、精轧液压AGC、PC轧机、在线磨辊（ORG）和弯辊装置、带自动跳步功能的全液压卷取机、全线三级

20、计算机控制等先进技术装备等。3、轧制工艺及轧制制度的确定3.1生产工艺流程图3.1 工艺流程图3.2压下规程设计3.2.1根据产品选择原料 轧制钢种：Q235 目标产品规格：2.01200mm 根据成品板宽确定精轧目标宽度： 其中 成品板宽，为1200mm;宽展边余量（68mm）;热膨胀率（1.4510-5）；精轧机末架出口温度（780880）. 所以， 出R轧机后就进入精轧连轧机组的带坯目标厚度一般可以根据成品的厚度由规定表格查出。 因为成品厚度为2mm介于03.59间，所以所选带坯厚度可以是32mm。初定精轧压下量占总变形的15%，所以可知粗轧前板坯厚度为200mm，长度选10m,宽度由粗

21、轧宽展可定为1300mm，所以由体积不变原则可知精轧前板坯长为66327mm。 所以，精轧板坯规格可为：32122566327mm，带钢出粗轧机的速度为3m/s。3.2.2精轧机组压下制度的确定 制定压下规程要根据设备条件和生产的产品确定原料尺寸、轧制道次、各道次压下量。在设备能力允许和能平稳操作的条件下，尽可能减少轧制道次，提高产量。精轧机组的头几架机座的扎治理比较大，为保证工作辊辊径的扭转强度，要求采用较大的工作辊直径，同时支承辊的直径也应相应增大，这样既有利于轧辊冷却和减少摩擦，又提高了轧机刚度和支承辊油膜轴承的承载能力。为减少轧制力和轧制力矩，机组后几架机座的工作辊采用较小的直径。一般

22、道次压下量的分配规律是：根据是否咬入条件的限制和轧制前是否将氧化铁皮清理掉考虑，如开始道次受咬入条件的限制或轧前氧化铁皮未清理掉，开始道次的压下量要小，然后利用金属高温塑性好、变形抗力低的条件，给予大的压下量，随着轧制温度的降低压下量逐渐减少。最后12道次要从保重版型考虑压下量不能太大，一般在10%15%左右。 根据压下率分配表3.1，可得出精轧压下量分配表3.2：表3.1压下率分配表 机架号F1F2F3F4F5F6F74050354530402540253520281015表3.2 精轧压下量分配表机架号F1F2F3F4F5F6F7轧前H321911.47.414.613.012.23轧后h

23、1911.47.414.613.012.232压下量137.63.992.81.60.780.23压下率（%）40.6403537.834.725.910.33.3速度制度3.3.1精轧机轧制速度1、 确定最末架F7的穿带速度V7及出口速度穿带速度是指轧件头部从第一架入口到最后一架入口的速度，末架穿带速度以成品厚度为依据，可以得知成品厚度在4mm以下的末架穿带速度为10m/s，所以可取V7=25m/s。2、 各机架轧制速度 末架轧机轧制速度确定以后，可由秒流量相等原则，即由下列公式 （3.1） 计算出各机架的轧制速度和穿带速度。表3.3 轧制速度穿带速度表机架F1F2F3F4F5F6F7轧制速

24、度2.634.396.7510.8516.6122.4225.00穿带速度1.051.752.704.346.648.9710.003、 精轧机速度图 图3.2 精轧机速度图4、轧制时间的计算12段：穿带区，即带钢从头部接触第一机架到最末机架为止。计算该部分所用公式为： （3.2）式中：穿带时间，； 精轧机间距，定为6米； 各机架的穿带速度，m/s。所以23段：第一级加速区，为带钢头部从末机架到刚进入卷取机为止，进行较低的加速。现在确定精轧机组末架轧机到卷取机的距离为130m。那么在第一级加速时，轧钢长度等于130m，加速度为，则根据公式： 34段：从前端进入卷取机卷上后开始到预先给定的速度上

25、限为止，进行较高的加速，此加速主要取决于终轧温度和提高产量的要求。加速度，最大速度，所以 45段：稳定轧制区，达到最高速度后，至带钢尾部离开减速开始机架为止，维持最高速度运行。 其中、为坯料的长、厚，为成品厚，为第架轧完的厚度（） 所以，以最高速度轧制的成品长度 56段：第一级减速区。带钢尾端离开最末机架后，到达卷取机前要使带钢停住，但若减速过急，则会使带钢在输出辊道上堆叠，因此当尾端尚未出精轧机组之前，就应提前减速到规定的速度。设定一级减速末速度为 所以， 67段：抛钢。带钢离开第三机架开始减速，所以， 78段：第二级减速区。取 所以，89段：由于带钢尾部离开粗轧机后开始第二级减速，则从带钢

26、尾部离开粗轧机至头部进入精轧机所经历的时间为： 其中：粗轧机至精轧机的距离范围是115-135m，取其值120m； 末架粗轧机轧出的钢带长度66.33m； 进第一架精轧机的穿带速度1.05m/s； 钢带出粗轧机的速度3m/s。 。3.3.2、精轧机工作图表 道次 时间图3.3 精轧机工作图 间歇时间： 精轧机组纯轧时间： 总延续时间： 轧机节奏时间：3.4、温度制度 温度是影响钢板组织和性能的最主要的因素，要控制钢板的组织和性能就必须在生 产过程中控制温度制度，带钢热连轧的温度控制主要由以下几部分组成：开轧温度的控 制；精轧机组终轧温度的控制；卷取温度的控制。 1.开轧温度应在不影响质量的前提

27、下尽量提高，钢材生产往往要求一定的组织性能，故要求一定的终轧温度，因而开轧温度的确定必须以保证终轧温度为依据，一般来说，对于碳素钢加热温度最高温度常低于固相线100200，而开轧温度由于从加热炉到轧机的温降，一般比加热温度要低，取1150左右。 2. 精轧机组终轧温度因钢种不同而不同，它主要取决于产品技术要求中规定的组织性能。如果该产品可能在热轧以后不经热处理就具有这种组织性能，那么终轧温度的选择应以获得所需要的组织性能为目的。在轧制亚共析钢时，一般终轧温度应高于Ar3线的50100，以便在终轧以后迅速冷却到相变温度，获得细致的晶粒组织。若 终轧温度过高则会得到粗晶组织和低的机械性能，反之，若

28、终轧温度低于Ar3线，则 有加工硬化产生，使强度提高而伸长率下降。而且要求带钢全长终轧温度均匀一致， 这样才能保证整条带的机械性能及厚度的均匀。头部的终轧温度一般靠正确设定精 轧出口速度来保证，而整带温度均匀则靠正确控制机组加速度及机架间的喷水量来 实现。精轧机组的开轧温度由现场经验可得到。 3. 卷取温度和精轧温度一样决定着产品的机械性能，因此卷取温度的控制至关重要，为了在短时间内将带钢温度迅速冷至500780，必须在输出辊道上设置喷水装置对带钢进行强制冷却，在实际过程中卷取温度的控制就是依靠在精轧以后的层流冷却水幕控制，它的控制直接由计算机控制。3.4.1、精轧温度制度由于带坯出粗轧后在中

29、间辊道上和进精轧前的除鳞都会有温降，根据现场经验，带坯在精轧除鳞后的头部温度 为1021； 因为在轧机上完成金相组织转变对厚度控制和机械性能都有不良影响，所以轧制结束温度应该控制在奥氏体区，奥低体向铁素体转变的起始温度约为875 ，设精轧末架的出口温度为880，以使晶相转变发生在层流冷却阶段，得到奥氏体向铁素体转变的细化晶粒，提高带钢显微组织性能。 由 其中： 开轧温度； 轧前厚度； 轧后温度； 轧后厚度；得精轧各机架温度变化如下表：表3.4 坯料温度表机架F1F2F3F4F5F6F7温度/1013.61003.2989.1964.7930.4895.8880.53.4.2、卷取温度制度 卷取

30、温度也一样对产品的性能起着决定性的作用。本车间的卷曲温度一般在570780之间，根据具体的产品温度会有所不同。3.5、辊型制度 轧辊的弹性变形、辊温的变化以及轧辊的磨损乃是使工作辊辊缝发生改变的主要因 素，轧辊磨损有其特定规律，一般很难随时间随意的加以改变，而辊温与轧辊的弹性变 形则可以通过适当措施人为地随意加以改变以达到控制的目的。采用合理控制辊温的辊 型调整方法称为调温控制法，而以控制轧辊弹性变形为手段的辊型调整方法则称为弯辊 控制法。这两种方法不但能抵偿轧制压力与辊温波动带来的不利影响，并且还可能有效 地弥补轧辊磨损对正常辊型的侵蚀。1. 调温控制法 人为地向轧辊的某些部分供热或者吸热，

31、改变辊温分布，以达到控制辊型的目的，此法的施行需要有热源和冷却剂。如发现辊身中部温度过高辊身中部与边部温差过大，则可适当增大中段冷却剂的流量或削减边部冷却剂的供给，以此类推。但是调温控制法并不能很好的满足生产发展的要求，由于轧辊本身热容量较大，温升与温降有较长的过渡时间，而急冷急热又极易损坏轧辊，而且调温过渡时间也太长， 所以仅仅靠这种缓慢而又不准确的调温控制法是不能满足要求的。2. LVC辊型控制法 LVC(Liner Variable Contour) 辊型是一种新型的辊型，具有线性调节辊缝凸度的性能,并具有良好的板形控制性能。其辊型的设计原理是：以实现辊缝凸度随板宽变化成线性变化为目的（

32、即在板宽由宽变窄时辊缝凸度成线性减小），以连续变凸度工作辊辊型曲线方程为基础方程，代入一定的系数,从而推出LVC 辊型曲线的方程。LVC辊型向辊径小的一方窜辊时可以增大辊缝凸度，反之向辊径大的一方窜辊时可以减小辊缝凸度,这样可以根据来料板形情况进行窜辊调节，控制板形质量。常规工作辊辊型进行窜辊的主要目的是使辊型磨损均匀化，这种辊型的窜辊策略通常是选择不同的窜辊步长和频率或选择不同的窜辊起始位置，对板形的凸度影响很小。与传统的常规工作辊辊型不同，LVC 辊型的窜辊策略则是根据板形调节能力的需要，算所需的窜辊量，达到改变板形的效果。在各机架窜辊量的设定计算中，对于某些工况很难将精轧出口的目标凸度和

33、目标平坦度都准确地保持在一个值上，有时为了使轧制过程顺利，采用满足凸度良好的准则而牺牲机架间带钢平坦度。因此，在 板形模型初次设定LVC 窜辊量后，可制定相应的窜辊优化策略，即：在将机架精轧 出口凸度控制在精度范围内的前提下，可以依次改变各机架的窜辊量,以使各机架间 的带钢宽度方向的不均匀延伸降低。这一思想曾经在弯辊力设定优化中应用，由于 LVC 辊型的窜辊和弯辊都是用来控制板形，因此可将弯辊力优化的思想应用在窜辊 优化中。目前，LVC 工作辊辊型已应用在鞍钢热轧带钢厂F3F5热连轧机上，用来 提高板形控制能力，窜辊优化策略也在板形控制模型中应用。3UPC辊型控制法 UPC轧机辊型呈雪茄型，沿

34、整个辊身长度磨成偏离辊身中央凸度渐变的形状，辊身的最大直径位于辊身中央e处，上下工作辊反向配置，并可做相对的轴向移动。采用UPC辊型达到了以下目的：（1）扩大了板凸度控制范围；（2）重新分布了轧辊磨损； （3）减少了热凸度变化。随着带宽的不同，UPC系统的板凸度控制范围有很大的变化。当带钢宽度增加时，板凸度控制范围增大。UPC系统在编制轧制计划时，还具有特别的灵活性。因为工作辊的短行程周期横移对辊缝形状影响很小，所以对带钢断面形状的影响更是微不足道，这为自由程序轧制创造了条件。4.PC辊型控制法 本次设计采用了一种新型的辊型制度，即PC辊。PC辊为Pair Cross的缩写，即上下工作辊（包括

35、支撑辊）轴线有一个交叉角度，上下轧辊（平辊） ，当轴线有交叉角度时将形成一个相当于有辊形的辊缝形状（相当于轧辊具有正凸度） 。 PC轧机具有很好的技术性能 ：（1） 可获得很宽的板型和凸度控制范围，调整辊缝时不会产生工作辊的强制挠度也不会在工作辊和支持辊间由于边部挠度产生产生过量的接触应力，与其他轧机相比，PC轧机具有最大的凸度控制范围和控制能力。（2） 不需要工作辊磨出原始辊形工作曲线。（3） 配合液压弯辊可进行大压下量轧制，不受板形限制。 PC辊为了得到正凸度辊缝形状就必须采用带有负凸度的轧辊。轧辊交叉调节出口断面形状的能力相对比较大 ，但是由于轧辊交叉将产生较大的轴向力，对辊子的磨损很严

36、重，因此，交叉角度不能太大，否则将影响轴承寿命。目前一般小于1度。PC轧辊的优点是调节凸度的能力较大，但是存在很大的轴向力而限制了其调节能力。PC辊的缺点是机构复杂以及轴向力大（达到轧制力的8%10%） ，将使轴承寿命缩短，使维护工作量加大，并增加了轧制力测量的滞后性，采用PC辊时弯辊力一般不能超过80t。PC轧辊一般用于凸度预设定，不用于在线轧制而且PC辊在应用中存在是轧辊磨损的问题，为此，目前PC轧机都带有在线磨损装置以保持辊缝形状的稳定。4、生产设备校核4.1、轧制力与轧制力矩4.1.1、轧制力的计算 S.Ekelund公式是用于热轧时计算平均单位压力的半经验公式，它适合于热轧时的计算，

37、公式为： p 其中：K温度和成分对轧制力的影响系数； m表示外摩擦对单位压力影响的系数； 粘性系数； 平均变形速度，m/s。 其中，外摩擦系数： 平均变形速度： 把m值和值带入轧制力的公式，并乘以接触面积的水平投影，则轧制压力为 S.Ekelund还给出计算K和的经验公式 。 。 式中 t轧制温度，； C以%表示碳含量； Mn以%表示的锰含量 C决定于轧制速度的系数用下列式子计算。 对于钢轧辊；对于铸铁轧辊 表4.1 C的选择表轧制速度（m/s）66101015152010.80.650.64.1.2 轧制力矩的计算轧制力矩可用以下公式计算： 其中：-轧制压力，t； 作用点系数，0.3 0.6

38、，薄件小于0.5，取。4.1.3、精轧轧制力和轧制力矩的计算根据S.Ekelund公式及对各道次轧制力进行计算，其中第一、二、三、四、五、六、七道轧辊为高镍铬无限冷硬铸铁轧辊（）。第一道轧制力计算：%=0.2%,%=0.6%；经以上公式计算得；所以，可带入以上数据到轧制力的公式， 第一道轧制力矩计算：由计算，代入得其余道次的计算与第一道次相似，将其列于下表中。表4.2 各道次轧制力轧制力矩表HhRTVfK PMmmmmmmm/sMpasMpasttm132194001013.62.630.43584.920.3861258.972.6221911.44001003.24.390.44287.6

39、50.3981254.566.32311.47.41400989.16.750.44791.230.4211332.754.4547.414.61350964.710.850.45897.550.4471198.447.4354.613.01350930.416.610.467103.30.4731156.337.7463.012.23350895.822.420.476109.20.5041002.522.3872.232350880.5250.482110.40.512845.36.874.2、轧机设备校核4.2.1、精轧机的轧辊强度校核精轧机工作辊为PC辊型，在进行校核时可以将其看做平辊

40、来进行辊身强度计算，在F1-F7中，前三架的轧辊相同，后四架轧辊相同，在进行校核时，可分别计算F1-F3, F4-F7中的轧制力最大的一架。根据设计要求，本设计精轧机工作辊材质为高镍铬无限冷硬铸铁，支承辊材质为合金锻钢。表4.3 许用应力表许用弯曲应力许用接触应力许用扭转应力合金锻钢Cr52023065高铬铸铁1622065精轧机七架中第一架轧制力最大，所以校核F1的强度。1、 基本参数 （1）、工作辊 辊身辊径： 辊身长：辊颈直径：； 辊颈长度：;压下螺丝间的中心距：；带钢宽度：；辊头厚度： mm 取 则辊头厚度： 表4.4 与b/s的关系 与b/s的关系b/s 1 1.5 2 3 4 0.

41、208 0.346 0.493 0.801 1.150 系数取：; （2） 四辊板带轧机的L/D1、l/D2、D2/D1的值 表4.5 四辊板带轧机的L/D1、l/D2、D2/D1的值轧机名称精轧机座2.42.81.31.51.92.1 （3）、支承辊 辊身辊径：; 辊身长： 辊颈直径： 辊颈长度：lzj=750mm； 压下螺丝间的中心距： 支承辊辊身长度： 式中： n轴的转速r/min； N输入到轧辊的功率KW。 传动功率 其中： 接轴传动效率取 0.997； 齿轮座传动效率取 0.996； 减速器的传动效率取 0.96。 2、 轧辊强度校核板带钢强度验算特点为： (1)板带位于轧辊正中，轧制力按均布载荷计算，轴承两侧的支反力相等； (2)辊径不变，轧辊危险断面在辊身中央处； (3)辊颈及辊头的危险断面均在传动侧。（本次设计传动侧在工作辊） 由于最大弯曲