热轧板带钢课程设计讲解.pdf

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1、 课程设计 设计任务：SPHC 8.71580 学 院：材料与冶金学院 班 级：材控 11-2 班 学生姓名：王 跃 学 号：120113207015 指导教师：王 宁 University of Science and Technology Liaoning 目 录 1 概论.1 1.1 热轧板带钢生产的产品概况.1 1.2 2150 热轧板带钢生产工艺流程.3 1.3 热轧板带钢生产的产品设备.3 1.4 热轧带钢新技术发展状况.3 2 主要设备选择.4 3 SPHC 8.71580 轧制工艺制定.7 3.1 加热制度.7 3.2 选择产品原料.7 3.3 粗轧压下制度.7 3.4 精轧压

2、下制度.8 3.5 精轧轧制速度.9 3.6 精轧温度制度.11 4 力能参数计算.12 4.1 精轧各机架轧制力计算.12 4.2 轧制力矩计算.14 5 设备能力校核.15 5.1 咬入能力校核.15 5.2 轧辊强度校核.16 5.2.1 辊身弯曲强度校核.19 5.2.2 辊颈弯曲+扭转强度校核.20 5.2.3 辊头扭转强度校核.22 5.2.4 辊身挤压强度校核.22 5.2.5 电机能力校核.23 6 结束语.25 7 参考文献.25 辽宁科技大学课程设计 第1页 1 概论 1.1 热轧板带钢生产的产品概况 建国以来我国钢铁工业和技术已取得举世瞩目的成就,但是在市场化、工业化的发

3、展进程中,钢铁工业作为基础产业的重中之重,在产品质量、产品结构、工艺技术装备、技术经济指标和管理方面与国际先进水平相比仍有较大差距。板带钢的生产是钢铁工业发展中的重要课题之一。板带在热轧方面有深冲热轧钢板、耐腐蚀高强度热轧钢板、成型性优异的高强及超高强钢板、超宽幅汽车钢板、热镀锌钢板、超细晶高强度钢板,而在冷轧方面有冷轧薄板、涂镀层板、冷轧硅钢片、冷轧不锈钢等高附加值、高技术含量板材产品。目前我国的板带钢不能适应国民经济发展的需要,产品质量能够达到国际先进水平的不到总产量的 1/3。因此,加快发展板带材,特别是加快发展高附加值、高技术含量的板带材是我国轧钢工业一项十分艰巨的任务。按照厚度可将板

4、带分为厚板、薄板和极薄带钢三大类,我国将厚度 60mm 以上的钢板称为特厚板,20mm60mm 的钢板称为厚板,4.0mm20mm 的钢板称为中板,0.2mm4mm 的钢板称为薄板,其中 0.2mm1.2mm 又称为超薄板带,小于0.2mm 的极薄板带称为箔材。按照板带的宽度分,宽度小于 600mm 的板带钢称为窄带钢,宽度 600mm1000mm 的板带(含热、冷轧板卷,涂镀层商用板卷)称为宽带钢,宽度 1000mm 以上的板带成为宽板带。按照板带的轧制工艺方式又可以将其分为热轧板带和冷轧板带。热轧宽带钢是重要的钢材品种,对整个钢铁工业的技术进步和经济效益有着重要影响。发达国家热轧宽带钢产量

5、约占热轧钢材的 50%以上,并在国际市场竞争中居于领先地位。我国钢铁工业近年来产量增长较快,但高附加值产品的数量和质量较低。我国一般热轧带钢产品厚度下限是 1.8mm,但实际上只 辽宁科技大学课程设计 第2页 生产很少厚度小于 20mm 的热轧带钢,即使窄带钢,产品厚度一般也大于 25mm。因此,相当一部分希望使用厚度小于 2mm 带钢作原料的用户,只得使用冷轧带钢。如果能开发薄规格的热轧带钢,则可代替相当一部分的冷轧带钢使用,使生产成本大为降低。目前，部分国内热轧带钢生产概况如下:传统的热带轧机。以宝钢 2050mm 热轧带钢轧机为例,把薄规格产品作为主要生产目标,采用最佳卷取温度,对加热温

6、度、轧制负荷分配、轧制速度进行优化,对各精轧机架目标凸度进行合理分配,轧出符合标准的厚度为 1.6mm 的集装箱用耐大气腐蚀板,解决了集装箱钢板长期依赖进口的局面,2002 年又试轧成功厚 1.2mm 的热轧薄带钢。薄板坯连铸连轧。自 1992 年兰州钢厂与钢铁研究总院合作建立了我国第一套CSP 薄板坯连铸机以来,国内各大钢铁公司纷纷花费巨资新建或改造热连轧厂,不断扩大品种范围,提高产品质量。宝钢的 2050 和 1580 热轧线是国内工艺装备及自动化控制水平较高的两条生产线,能稳定生产厚度1.5mm 的热轧板卷,也能生产少量厚度 1.0mm1.2mm 的超薄热轧带钢。1999 年珠钢引进第一

7、条 CSP 薄板坯连铸连轧线(1450mm),之后邯钢、包钢、攀钢、唐钢相继建成投产 CSP 薄板坯连铸连轧生产线,已具备生产 0.8mm 超薄带钢的能力。铁素体区轧制生产工艺。珠钢 CSP 薄板坯连铸连轧生产线投产后,计划采用该工艺生产 2.0mm 以下超薄热轧带钢,目前国内唐钢、本钢等多条 CSP 薄板坯生产线均已具备铁素体区轧制能力。辽宁科技大学课程设计 第3页 1.2 2150 热轧板带钢生产工艺流程 连铸板坯步进式加热炉高压水除鳞（初）定宽压力机定宽ERE 粗轧机可逆轧制(带立辊)保温罩飞剪切头尾高压水除鳞（精）FE 连轧前立辊精轧机组轧制带钢层流冷却卷取机卷取，分卷，横切钢卷运输系

8、统运输在线称重、喷漆下卷入库存放、包装外运 1.3 热轧板带钢生产的产品设备 加热炉：三座步进梁式加热炉 粗轧区：由高压水除鳞箱、带立辊的初轧机、保温罩、废品推出机、辊道、侧导板及其他辅助设备组成 精轧区：精轧区主要由切头飞剪、粗轧除鳞箱、精轧机前立辊轧机、六机架四辊精轧机及其他辅助设备组成 卷取机区：卷取机区主要由精轧机后热输出辊道、带钢层流冷却系统、地下卷取机及其前后设备、钢卷打捆机、卸卷小车、钢卷运输系统及其他辅助设备组成 1.4 热轧带钢新技术发展状况 热轧带钢生产技术在过去 20 年里取得了很大的进展,新技术的应用在提高产品质量、降低生产成本、增强竞争能力等方面发挥了重要作用。进入新

9、世纪后,这些新技术将会逐步得到推广应用,由于目前在世界范围内钢铁产量已供大于求,我国钢材生产也已经从追求产量规模向品种质量效益方面转变,总体上的趋势是以改造原有生产线为主,用高新技术武装传统产业。我国的热轧带钢轧机要适应这种趋势,把采用新技术、改造现有工艺设备作为增强企业竞争实力的重要手段,为我国完成从钢铁生产大国向钢铁生产技术强国的转变作出贡献。辽宁科技大学课程设计 第4页 2 主要设备选择 设备选择参照鞍钢 2150 生产线。鞍钢 2150mm ASP 生产线工艺布置如图 2.1 所示。11#加热炉；22#加热炉；33#加热炉；4E1 立辊轧机；5Rl 粗轧机；6E2 立辊轧机；7保温罩；

10、8飞剪；9精轧前立辊轧机；10精轧机 l1层流冷却装置；12卷取机 图 2.1 鞍钢 2150mmASP 生产线工艺布置图 主要工艺装备:(1)加热炉。设有 3 座步进梁式炉(其中 3#加热炉二期实施)，热装板坯入炉温度800，也可常温冷装，板坯出炉温度为 12001250，加热能力为 400t/(h座)(热装)。(2)高压水除鳞箱。其上、下各有 2 排喷水集管，高度可调，高压水出口压力为23MPa，喷嘴有 426 个。(3)E1、E2 立辊轧机。其型式为附着上部驱动式(带液压 AWC)，最大单道次侧压量 50mm，轧辊尺寸 1200/1l 00mm430mm，最大轧制力 3800kN，轧制速

11、度 0589m/s，主电机功率 AC1200kW2，转速 200/400r/min。(4)Rl 粗轧机。为四辊可逆式，工作辊尺寸为 1250/1150mm2150mm，支撑辊尺寸为 1650/1500mm2150mm，最大轧制力 50000kN，道次最大压下量 50mm，主电机功率 10000kW 2 AC，转速 40/90r/min，轧制速度 0589m/s。(5)保温罩。中间坯厚度为 3060mm，中间坯宽度为 1000200Omm，保温罩 辽宁科技大学课程设计 第5页 长度约为 80m。(6)废品推出机。为齿轮齿条式，最大推力为 3138kN，推出行程 6000mm。(7)切头飞剪。为转

12、鼓式，剪切速度为 0525m/s，最大剪切断面为60mm2000mm，剪切应力 140MPa(带坯厚度为 60mm，900)，剪切温度900，最大剪切力 13500kN，主电机功率：1600kW2。(8)精轧前高压水除鳞箱。型式：双夹送辊高压水喷射式，高压水出口压力：23MPa，喷嘴数量：426 个。(9)精轧机组。表 2.1 精轧机性能参数 精轧机组 性能参数项目 立辊 F1F3 F4 F5F7 工作辊直径/mm 600/750 850/375 850/765 700/635 支撑辊直径/mm-1600/1450 1600/1450 1600/1450 工作辊辊身长度/mm 350 2450

13、 2550 2550 支撑辊辊身长度-2150 2150 2150 主电机转速/rmin-1 550 150/450 150/450 200/600 主电机功率/kW AC3702 AC8000 AC8000 AC8000 最大轧制力/kW 1000 45000 45000 40000 液压压下-长行程 长行程 长行程 弯辊力/kN-1500 1500 1500 工作辊横移量/mm-150 200 200 *F7 为预留机架 (10)层流冷却系统。可处理带钢规格 18254mm10002000mm，带钢最大通过速度为 228m/s，最大耗水量为 17500m/h，供水压力为 00500085M

14、Pa。辽宁科技大学课程设计 第6页 (11)卷取机。设有 3 台三助卷辊液压式卷取机，最大卷取速度 228m/s，卷取带钢厚度 18254mm，卷取带钢宽度 10002000mm，卷取温度 500750，钢卷内径 762mm，钢卷外径 11002100mm，最大钢卷重量 373t，最大单位宽度卷重 1865kg/mm，主电机功率 1000kW，转速 230/600 r/min。辽宁科技大学课程设计 第7页 3 SPHC 8.71580 轧制工艺制定 3.1 加热制度 加热制度取决于热轧所要求的开轧温度。一般加热温度为 12501280，开轧温度为 11801220，带坯在轧制过程中，边部由于散

15、热比较快，其温降大于中部温降，温度大约为 100。边部温差大，在带钢横截面上晶粒组织不均匀，性能差异大，同时，还将造成轧制中部裂纹核对轧辊严重的不均匀磨损。因此，在精轧机组前对带坯边部进行加热，将温度补偿与中部温度一致。一般采用电磁感应加热器，可使带坯边部温度提高 50100，使带钢横向温度更加均匀，从而减少带钢边部裂纹，以适应轧制薄规格产品和硅钢、不锈钢、高碳钢等特殊品种的钢。3.2 选择产品原料 坯料规格尺寸的选定：210130011800mm 连铸热装板坯 轧制钢种：SPHC 表 3.1 原料化学成分 元素 C(%)Si(%)Mn(%)P(%)S(%)含量 0.05 0.05 0.25

16、0.015 0.010 3.3 粗轧压下制度 粗轧阶段压下量分配原则为：（1）粗轧机组变形量一般要占总变形量的 7080；（2）为保证精轧机组的终轧温度，应尽可能提高精轧机组轧出的带坯温度（3）一般粗轧机轧出的带坯厚度为 2040mm；辽宁科技大学课程设计 第8页（4）第一道考虑咬入及坯料厚度偏差不能给以最大压下量，中间各道次应以设备能力所允许的最大压下量轧制，最后道次为了控制出口厚度和带坯的板形，应适当减小压下量。表 3.2 不同成品厚度所对应的中间坯选定的厚度 成品厚度 3.89 3.9-5.29 5.3-6.99 7.0-9.49 9.5-12.7 HRC 32 34 36 38 38-

17、40（注：HRC为中间坯（粗轧轧完）厚度）据上表选定中间坯厚度为：38 mm 表 3.3 粗轧压下制度制定 道次 1 2 3 4 5 入口厚度 H(mm)210 170 130 90 60 出口厚度 h（mm）170 130 90 60 38 压下量 h（mm）40 40 40 30 22 压下率%19.05 23.53 30.77 33.33 36.67 3.4 精轧压下制度 精轧连轧机组分配各架压下量的原则：一般也是充分利用高温的有利条件，把压下量尽量集中在前几架，在后几架轧机上为了保证板形、厚度精度及表面质量，压下量逐渐减小。为保证带钢机械性能，防止晶粒过度长大，终轧即最后一架压下率应不

18、低于 10。此外，压下量分配应尽可能简化精轧机组的调整和使轧制力及轧制功率不超过允许值。依据以上原则，精轧逐架压下量的分配规律是：第 1 架可以留有适当余量，即考虑到带坯厚度的 可能波动和可能产生咬入困难等，而使压下量略小于设备允许 辽宁科技大学课程设计 第9页 的最大压下量；第 24 架，为了充分利用设备能力，尽可能给以大的压下量轧制；以后各架，随着轧件温度降低，变形 抗力增大，应逐渐减小压下量；为控制带钢的板形、厚度精度及性能质量，最后一架的压下量一般在 10-15左右，表 3.4 精轧压下量排列表 机架号 入口厚度（mm）出口厚度（mm）压下量（mm）压下率（）F1 38.0 28.0

19、10.0 38.00 F2 28.0 19.5 8.5 30.36 F3 19.5 14.5 5.0 25.64 F4 14.5 11.6 2.9 20.00 F5 11.6 9.8 1.8 15.52 F6 9.8 8.7 1.1 11.22 3.5 精轧轧制速度 1.确定最末架 F6 的穿带速度及出口速度 辽宁科技大学课程设计 第10页 表 3.5 速度设定 项目 指标 序号 1 2 3 4 5 厚度，mm 1.45 1.70 1.90 2.10 2.40 穿带速度，m/s 10.65 10.65 10.80 10.85 10.65 最大速度，m/s 15.75 15.75 16.50 1

20、6.50 17.20 抛钢速度，m/s 13.65 13.65 13.65 14.35 14.35 序号 6 7 8 9 10 厚度，mm 2.70 2.90 3.10 3.40 3.80 穿带速度，m/s 10.50 10.15 9.85 9.35 8.75 最大速度，m/s 17.20 17.20 17.20 16.20 15.05 抛钢速度，m/s 14.35 14.35 13.40 13.00 11.60 序号 11 12 13 14 15 厚度，mm 4.20 4.60 5.50 6.50 7.50 穿带速度，m/s 8.30 7.80 7.10 6.15 5.60 最大速度，m/s

21、 13.90 12.90 12.20 10.75 9.05 抛钢速度，m/s 10.25 10.00 8.20 7.20 6.55 序号 16 17 18 19 20 厚度，mm 8.50 9.50 11.0 12.7 12.7 穿带速度，m/s 5.15 4.85 4.35 3.85 3.35 最大速度，m/s 7.55 6.80 6.45 6.45 6.45 抛钢速度，m/s 6.00 5.45 4.90 4.80 4.65 由于本车间的典型产品厚度 h=8.7mm，所以末架轧机穿带速度为4.85m/s，出口速度6.80m/s。2.精轧机组其它各架轧机速度制度的确定 末架轧机轧制速度确定以

22、后，可由秒流量相等原则，即由下列公式：v1b1h1=v2b2h2.=vnbnhn 辽宁科技大学课程设计 第11页 计算出各机架的轧制速度和穿带速度。由于b1=b2.=bn，则 v1h1=v2h2.=vnhn 表 3.6 精轧各架轧制速度 3.6 精轧温度制度 由于带坯出粗轧后在中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 t 为 1020；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，奥氏体向铁素体转变的起始温度-C 钢约为 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

23、铁素体转变的细化晶粒，提高带钢显微组织性能。精轧采用温降公式：ti=t0-C(h0/hi-1）C=(t0-tn)hn/(h0-hn)（其中：t0 开轧温度；tn 轧后温度；h0 轧前厚度；hn 轧后厚度；）表 3.7 轧各架温度变化 机架 F1 F2 F3 F4 F5 F6 轧制温度）1005.15 978.43 952.63 925.39 900.38 880 道次 入口厚度 穿带速度（m/s）最大速度（m/s）抛钢速度（m/s）1 38.00 1.25 1.75 1.41 2 28.00 1.70 2.38 1.91 3 19.50 2.44 3.42 2.74 4 14.50 3.28

24、4.60 3.68 5 11.60 4.10 5.74 4.60 6 9.8 4.85 6.80 5.45 辽宁科技大学课程设计 第12页 4 力能参数计算 4.1 精轧各机架轧制力计算 S.Ekelund 公式是用于热轧时计算平均压力的半经验公式，其公式为 )(1(Kmp 其中 m 外摩擦对单位压力影响的系数；粘性系数；平均应变速率；第一项（1+m）是考虑外摩擦的影响，m 可以用一下公式确定；hHhhR.m2.161 第二项中的乘积是考虑变形速度对变形抗力的影响。其中平均变形速度值用下式计算 hHRhv/2 把 m 和值带入p中，并乘以接触面积的水平投影，则轧制力为：)2)(2.16.11(

25、2hHRhvKhHhhRfhRBBPhH 其中：K=9.8(14-0.01t)(1.4+C+Mn)Mpa MPaCt10)01.014(01.0 )0005.005.1(taf 对钢轧辊，a=1;对铸铁轧辊，a=0.8;式中 t：轧制温度，C；C：以%表示碳含量；辽宁科技大学课程设计 第13页 Mn：以%表示锰的含量；C：决定于轧制速度的系数：轧制速度（m/s）C 6 1 610 0.8 C 的含量取 0.05，Mn 的含量取 0.25 对于第一架轧机：0.4379)1005.150.0005-1.05(0.8)0005.005.1(taf 4888.02838102.1425043794.0

26、612.161.hHhhR.m K=9.8(14-0.01t)(1.4+C+Mn)=9.8(14-0.011005.15)（1.4+0.20+0.7）=65.7820MPa MPaCt10)01.014(01.0=0.01（14-0.011005.15）110=0.3949MPa.s V=1503.14850/60=6672.5mm/s 0156.312838425/)2838(5.66722/2hHRhv )(1(Kmp=116.1694MPa )2)(2.16.11(2hHRhvKhHhhRfhRBBPhH=1196.584t 同理可依次得出各机架轧制力及其他各道次计算参数，见下表：辽宁科

27、技大学课程设计 第14页 表 4.1 各机架轧制力及其各道次计算参数表 机架 摩擦系数 温度（）平均变形速度（mm/s）平均单位压力（MPa）轧制力（t）1 0.4379 1005.15 31.0156 116.169 1196.584 2 0.4486 978.43 39.7320 147.306 1398.887 3 0.4589 952.63 42.5726 170.229 1239.856 4 0.4698 925.39 42.2360 186.119 1032.386 5 0.4798 900.38 59.6274 203.400 806.637 6 0.4880 880.00 53

28、.9198 191.5991 593.992 4.2 轧制力矩计算 轧制力矩可用以下公式计算：hRPM 2 式中：P 轧制力；h 道次压下量；为力臂系数；热轧板带时：50.042.0，取 0.46 对于第一架轧机轧制力矩：mthRPM767.7110425584.119646.022 同理可依次得出各机架轧制力矩，见下表：表 4.2 各机架轧制力矩表 机架 1 2 3 4 5 6 力矩（tm）71.767 77.353 52.582 33.344 18.626 10.723 辽宁科技大学课程设计 第15页 5 设备能力校核 5.1 咬入能力校核 轧机要能够顺利进行轧制，必须保证咬入符合轧制规律

29、，所以要对咬入条件进行校核。)cos1(Dh 式中：D工作辊直径 h轧件的压下量；咬入角 摩擦角 原料在第一架轧机咬入时，压下量比较大，比较困难，所以对第一架进行咬入能力的校核。校核如下：由上面公式得到：)1arccos(Dh 已知 D=850mm，h=10.0mm，f=0.4379 所以：7974.8)850101arccos()1arccos(Dh 而 f=tan，得到：6489.2343790arctanarctan.f=由于，因此，第一架轧机可以实现带钢顺利咬入。表 5.1 精轧各道次咬入角 轧机 F1 F2 F3 F4 F5 F6 辽宁科技大学课程设计 第16页 咬入角/8.7974

30、 8.1096 6.2177 4.7342 4.1098 3.2125 热轧过程中最大咬入角一般在 15到 20之间，故精轧各道次咬入符合条件。5.2 轧辊强度校核 轧辊直接承受轧制压力和转动轧辊的传动力矩，它属于消耗性零件，就轧机整体而言，轧辊安全系数最小，因此，轧辊强度往往决定整个轧机负荷能力，这也正是我们要校核轧辊强度的原因。轧辊材料各不相同，粗轧机为合金锻钢，精轧机组为合金铸铁。所以他们的许用应力也不同，具体见下表所示 表 5.2 许用应力表（单位：MPa）项目 许用弯曲应力 许用接触应力 许用剪切应力 合金锻钢 240 2400 730 铸铁 140 2000 610 校核轧辊时，需

31、校核轧制力最大、辊径最小的道次，所以本设计需校核精轧第一道次和第六道次。第一架轧辊参数：1）支撑辊 辊身直径：Dz=1600mm；辊身长：Lz=2150mm；辊颈直径：dz=(0.5 0.55)Dz=0.51600=800mm；辊颈长度：lz=(0.83 1.0)Dz=1800=800mm；压下螺丝之间的距离：az=Lz+lz=2150+800=2950mm；2）工作辊 辽宁科技大学课程设计 第17页 辊身直径：Dg=850mm；辊身长度：Lg=2450mm；辊颈直径：dg=(0.5 0.55)Dg=0.5850=425mm；辊颈长度：lg=(0.83 1.0)dg=1425=425mm；压下

32、螺丝之间的距离：ag=Lg+lg=2450+425=2875mm;辊头直径：b=Dg-（5 15）=850-10=840mm;表 5.3 F1-F4 轧辊各部分尺寸分别为 辊名 辊身直径 D/mm 辊身长度 L/mm 压下螺丝中心距 a/mm 辊颈直径 d/mm 辊颈长度 l/mm 工作辊 850 2450 2875 425 425 支承辊 1600 2150 2950 800 800 取 a/b=1 a=840mm;根据下面表格得到抗扭断面 系数值：表 5.4 抗扭断面系数 B/x 1 1.5 2 3 4 6 0.208 0.346 0.493 0.801 1.45 1.789 取：=0.2

33、08。2P B 2P zL 图 5-1 四辊轧机轧辊受力图 辽宁科技大学课程设计 第18页 第六架轧辊参数：1）支撑辊 辊身直径：Dz=1600mm；辊身长：Lz=2150mm；辊颈直径：mm=.)Dz=.dz=(80016005055050；辊颈长度：mmdlzz8008001)0.183.0(；压下螺丝之间的距离：a=Lz+zl=2150+800=2950mm；2）工作辊 辊身直径：Dg=700mm；辊身长度：Lg=2550mm；辊颈直径：mm=.)Dg=.dg=(3507005055050；辊颈长度：mm)d.(g350350101830lg；压下螺丝之间的距离：ag=Lg+gl=255

34、0+350=2900mm;辊头宽度：b=Dg（5 15）=700-10=690mm;表 5.5 F5-F6 轧辊各部分尺寸分别为 辊名 辊身直径 D/mm 辊身长度 L/mm 压下螺丝中心距 a/mm 辊颈直径 d/mm 辊颈长度 l/mm 工作辊 700 2550 2900 350 350 支承辊 1600 2150 2950 800 800 取 a/b=1 a=690mm;根据下面表格得到抗扭断面 系数值：表 5.6 抗扭断面系数 B/x 1 1.5 2 3 4 6 0.208 0.346 0.493 0.801 1.45 1.789 取：=0.208。辽宁科技大学课程设计 第19页 四辊

35、轧机由于采用了支承辊，所以工作辊的弯矩很小，支承辊几乎承担了所有弯矩，只需对支承辊弯矩进行校核。5.2.1 辊身弯曲强度校核（1）对于第一架轧辊：a压下螺丝间距，b板宽。支承辊：mNbaPMMaxD6100355.9)8158042950(8.9385.1707)84(5928.246.11.0100355.91.0363MPaDMDD 所以第一架轧辊支承辊辊身满足弯曲强度的要求。2zP2zPzM x 图 5-2 支撑辊弯矩图 辽宁科技大学课程设计 第20页 工作辊：图 5-3 工作辊弯矩图 mNbaPMMaxD6101462.7)8158042875(8.9887.1398)84(44596

36、.176.11.0101462.71.0363MPaDMDD 所以第一架轧辊工作辊辊身满足弯曲强度的要求。（2）对于第六架轧辊（支承辊）：mNbaPMMaxD6101434.3)8158042950(8.9992.593)84(6734.76.11.0101434.31.0363MPaDMDD 所以第六架轧辊辊身满足弯曲强度的要求。5.2.2 辊颈弯曲+扭转强度校核（1）对于第一架轧辊：支承辊 辽宁科技大学课程设计 第21页 mNplMd6103453.248008.9584.11964 8067.451.03MPadMWMdddd 7416.48.0208.014752.485543208.

37、033MPadMWMnnn 由 于 采 用 铸 铁 轧 辊，合 成 应 力 应 按 第 二 强 度 理 论 计 算：4138.464625.0375.022MPaddp 工作辊只需要计算扭转应力：6250.31425.0208.014752.485543208.033MPadMWMnnn 所以第一架轧辊辊颈满足弯曲+扭转强度的要求。（2）对于第六架轧辊：支承辊mNplMd6101642.148008.9992.5934 7388.221.03MPadMWMdddd 4015.38.0208.07776.362250208.033MPadMWMnnn 由于采用铸铁轧辊，合成应力应按第二强度理论计

38、算：9252.234625.0375.022MPaddp 工作辊只需要计算扭转应力：6202.40350.0208.07776.362250208.033MPadMWMnnn 所以第六架轧辊辊颈满足弯曲+扭转强度的要求。辽宁科技大学课程设计 第22页 5.2.3 辊头扭转强度校核（1）对于第一架轧辊：9385.384.0208.014752.485543208.033maxMPaaMWMnnn 所以第一架轧辊辊头满足扭转强度的要求。（2）对于第六架轧辊：3015.569.0208.07776.362250208.033maxMPaaMWMnnn 所以第六架轧辊辊头满足扭转强度的要求。5.2.4

39、 辊身挤压强度校核 因为两个轧辊的材质相同，0.3，接触应力的计算公式可简化为：2121max)(418.0rrrrqE（1）对于第一架轧辊：式中：q 加在接触表面单位长度上的负荷，N/m；mNLPq/104542.515.2/9800584.1196/6 1r、2r 两接触辊的半径（工作辊和支承辊），1r=0.425m，2r=0.800m；E 弹性模量，GPa；铸铁 133157EGPa，取E=150GPa 代入接触应力计算式可得：MParrrrqE6555.717)(418.02121maxMPa1673.2186555.717304.0304.0maxmax 辽宁科技大学课程设计 第23

40、页 据表可知：第一架轧辊辊身挤压强度满足要求。（2）对于第六架轧辊：mNLPq/107075.215.2/9800992.593/6 1r、2r 两接触辊的半径（工作辊和支承辊），1r=0.350m，2r=0.800m；E 弹性模量，GPa；铸铁 133157EGPa，取E=150GPa 代入接触应力计算式可得：MParrrrqE8535.539)(418.02121maxMPa1154.1648535.539304.0304.0maxmax 根据设备参数可知，第六架轧辊辊身挤压强度满足要求。5.2.5 电机能力校核 以精轧第一道次为例：1.轧制力矩：Mzh71.767tm；2.附加摩擦力矩：

41、轧制过程中，轧件通过辊间时，在轴承内以及轧机传动机构中有摩擦力产生，所谓附加摩擦力矩，是指克服这些摩擦力所需力矩，而且在此附加摩擦力矩的数值中，并不包括空转时轧机传动所需力矩。组成附加摩擦力矩的基本数值有两大项，一为轧辊轴承中的摩擦力矩，另一项为传动机构中的摩擦力矩。下面所求数据在Excel表格编辑函数所得（见论文后附录）。轧辊轴承中的摩擦力矩：11111422dfpdfpMm 辽宁科技大学课程设计 第24页 P轧制力；d1轧辊辊颈直径；f1轧辊轴承摩擦系数，它取决于轴承构造和工作条件，取 f1=0.003；mtdfpMm0513.3003.085.0584.1196111 传动机构中的摩擦力

42、矩：iMMMmzhm112)11(Mm2换算到主电机轴上的传动机构的摩擦力矩 1传动机构的效率，即从主电机道闸机的传动效率，取1=0.97；i主减速比，i 取5.5；mtiMMMmzhm420721.05.50513.3767.71)197.01()11(112 附加摩擦力矩：mtMMMmmm47203.321 3.空转力矩：空转力矩是指空载转动轧机主机列所需的力矩。mtnNMH333.509150800095509550 mtMMHK28.15333.50903.003.0 式中：MH电机的额定力矩，mt；MK空转力矩，mt；N电机功率，kW 4.电机能力校核 由于校核的是最大转速时的电机能

43、力，因此不考虑主电机轴上的动力矩Md。作用在主电机轴上的力矩为：辽宁科技大学课程设计 第25页 HzhKmMmtiMMMM80056.315.5767.7128.154720106.3 M MH，因此电机能力满足要求。同理，其它各架轧机的主电机的能力参数计算如下：表5.7 力矩参数表 项目 力矩mt 机架 F1 F2 F3 F4 F5 F6 轧制力矩 71.767 77.353 52.582 33.344 18.626 10.723 附加摩擦力矩 3.472 4.022 3.475 3.745 2.322 1.618 空转力矩 15.280 15.280 15.280 15.280 11.46

44、0 11.460 主电机轴力矩 31.801 33.366 28.316 25.088 17.169 15.027 6 结束语 本设计以鞍钢 2150mm 热轧生产线为参照，以 SPHC 8.71580 为典型产品的课程设计，通过本次课程的设计，我基本掌握了热轧带钢厂的设备参数的选择、工艺制度的制定、轧制制度的制定以及轧制能力的校核等等,在获得新的知识的同时还复习了以前学过的知识，将三年多来学到的专业知识进行了系统的复习，提高了自己对知识的综合运用以及自身的实践能力。7 参考文献 1 王平.金属塑性成形力学M.北京：冶金工业出版社，2013.2 刘宝珩.轧钢机械设备M.北京：冶金工业出版社，2011.2 熊及滋.压力加工设备M.北京：冶金工业出版社，1995.3 桂万荣.轧钢车间机械设备M.北京：冶金工业出版社，1980.4 王廷溥.轧钢工艺学M.北京：冶金工业出版社，1981.