1450四辊热带钢粗轧机组压下规程设计及四辊组轧机座辊系设计 一、设计技术参数：1、原料：180—200mm ×1300mm ；产品：30—50×1260mm2、材质：Q235、Q195、08F 、203、工作辊采用四列圆锥滚子轴承，支承辊采用滚动轴承4、出炉温度1100℃—1150℃，精轧机组开轧温度930℃—950℃ 二、设计要求1、制定轧制规程：设计轧制道次压下量，压下率，轧制力，轧制力矩2、确定四辊轧机辊系尺寸3、绘制辊系装配图和轧机零件图 三、工作量1、完成CAD 设计图2张2、完成设计计算说明书3、查阅文献5篇以上 四、工作计划11.14——11.15 准备参考资料 11.15——11.25 计算，画草图 11.28 中期检查11.28——12.07 画电子图，写说明书 12.08——12.09考核答辩一、1450四辊热带钢粗轧机组的L/D1、L/D2及D2/D1初定 由《轧钢机械》（第三版）诌家祥主编教材表3—3可知：L=1450mm ，其中L/D1=1.5—3.5（常用比值为1.7—2.8）取L/D1=2.0 ∴D1=L/2.0=1450/2.0=725mmL/D2=1.0—1.8(常用比值为1.3—1.5)取L/D2=1.4 ∴D2=L/1.4=1450/1.4=1035.7mm,取D2=1040mm. 二、1450四辊热带钢粗轧机组压下规程设计从设计技术参数中提供的数据可以看出，Q235、Q195和08F 属于普通碳素钢，查《金属塑性变形抗力》教材可知，Q235的变形抗力最大。

而20号钢为优质碳素结构钢，其变形抗力也比较大，故在制定压下规程的时候制定了两个，来综合考虑。

限假定轧制原料为180mm ×1300mm ，产品为50×1300mm 。

轧制道次n = λlog log log 1FF o-=35.1log 130050log 1300200log ）（）（⨯-⨯=5.20 取n=51、粗轧机组压下规程满足的要求：⑴为保证精轧坯要求的温度，尽可能的减少粗轧的轧制道次和提高粗轧机组的轧制速度 ⑵为简化精轧机组的调整，粗轧机组提供的精轧坯厚度范围尽可能小，一般精轧坯厚度为20—65mm⑶精轧机组的总压下量尽可能加大，以减少精轧机组的负荷 2、粗轧机组制定压下规程的步骤⑴在咬人条件允许的条件下参考现有资料预分配各道次压下量 ⑵制定轧制速度，计算纯轧时间和间隙时间，制定轧制道次温度降 ⑶计算单位压力和轧制力、轧制力矩和总传动力矩 ⑷校验轧辊强度和电机功率⑸校正不合理道次压下量，直到满足要求为止 3、粗轧压下规程基本参数计算 （1）粗轧压下量分配如表1道次入口厚度h0（mm）压下量Δh（mm）延伸率％延伸系数分配12005427 1.3721463826 1.3531082523.1 1.34831922.9 1.35641421.91.28（2）咬人角计算将各道次压下量及轧辊直径代人可得各轧制道次咬人角如表2道次12345轧辊直径（mm）725725725725725压下量（mm）5438251914咬人角°22.2518.6315.0913.1511.28由咬人条件知，热轧钢板时咬人角α一般为15—23°。

故能满足咬人要求。

（3）为了简化计算，现做如下假设：① 每道次的轧制速度分别为：1.8m/s 、2.0 m/s 、2.2 m/s 、2.5 m/s 、2.7 m/s②由于轧件长度未知，同时轧制过程中温度对变形抗力的影响较小，故假定每道次的轧制温降平均为25℃。

即每道次的轧制温度分别为: 1100℃1075℃1050℃、1025℃、1000℃（4）计算各道次的平均变形速度ε：可用下式计算变形速度ε=2ν）（h /h +∆H R 式中R 、ν为轧辊半径及线速度，代人数据可得平均变形速度如表3道次12345变形速度ε22.533.94.74、Q235压下规程的设计（1）求各道次的变形抗力s σ：由《金属塑性变形阻力》的变形阻力曲线，根据以上计算的变形速度和轧制温度可以查出各道次40％压下率时的变形阻力，在经过换算成该道次实际压下率时的变形抗力。

例如第一道次由ε=2S-1及t=1100℃,查出40％压下率时得变形抗力为92Mpa 。

再由t 图左上角的辅助曲线查出该道压下率为27％时的变形程度修正系数K ≈0.95，故可求出该道实际变形抗力s σ=87.4Mpa.其他各道次的实际变形抗力的求法如上所示。

各道次的实际变形抗力如下表4 道次12345实际变形抗力s σ（Mpa ） 87.4 106.05 117.42 131.84 142.14（2）计算各道次的总压力Ρ：根据中厚板轧制的情况，可取应力状态影响系数η=0.785+0.25L/h ，其中h 为变形区轧件平均厚度，L 为变形区长度单位压力大（p ＞200Mpa ）时应考虑轧件弹性压扁的影响，由于轧制中厚板时p 一般在此值以下，故可以不计压扁影响，而平均单位压力p =1.15s ση，各道次的总压力可按Ρ=BL p 计算。

此时变形区长度L=h ∆R 。

第一道次时L=2/54725⨯=139.91mm则平均单位压力p =1.15s ση=1.15×87.4×（0.785+0.25×17391.139）=99.22Mpa Ρ=BL p =1300×139.91×99.22=18.05MN 第二道次时L =2/38725⨯=117.37mm则平均单位压力p =1.15s ση=1.15×106.05×（0.785+0.25×12737.117）=123.91Mpa Ρ=BL p =1300×117.37×123.91=18.91MN 第三道次时L =2/25725⨯=95.20mm则平均单位压力p =1.15s ση=1.15×117.42×（0.785+0.25×5.9520.95）=139.65Mpa Ρ=BL p =1300×95.20×139.65=17.28MN 第四道次时L =2/19725⨯=82.99mm则平均单位压力p =1.15s ση=1.15×131.84×（0.785+0.25×5.7399.82）=161.82Mpa Ρ=BL p =1300×82.99×161.82=17.46MN第五道次时L =2/14725⨯=71.24mm则平均单位压力p =1.15s ση=1.15×142.14×（0.785+0.25×5724.71）=179.39Mpa Ρ=BL p =1300×71.24×179.39=16.61MN各道次的总压力如表5所示（3）计算各道次的传动力矩：轧制力矩可以根据轧制力和能量消耗来确定。

在此我们选用根据轧制力来确定轧制力矩的方法进行说明。

简单轧制时，除了轧辊给轧件的力外，没有其他的外力。

两个轧辊对轧件的法向力N 1、N 2和摩擦力T 1、T 2的合力P 1、P 2必然是大小相等而且方向相反，且作用在一条直线上，该直线垂直于轧制中心线，轧件才能平衡，如下图为各力系轧件对轧辊的反作用力。

道次 变形区长度 L(_mm) 平均单位压力p （Mpa ）总压力Ρ （MN ） 1139.91 99.22 18.052117.37 123.91 18.91 395.20 139.65 17.28 482.99 161.82 17.46 5 71.24 179.39 16.61总轧制力矩p M =2Ρa=2ΡL ψ式中Ρ——轧制力，kN a ——力臂，mm Ψ——力臂系数M ——轧制力矩，kN •mm 或MN •m在热轧时，力臂系数Ψ=0.39~0.48，其中粗轧机组：Ψ=0.40~0.48 力臂系数与变形区几何形状以及摩擦系数有关，变形区几何形状以及摩擦系数越大，Ψ越小。

但在简便计算时，常取Ψ=0.5。

因此p M =2Ρa=2ΡL ψ=ΡL 当考虑前后张力时，p M =ΡL+（F B T T ）R式中B T ，F T ——张力，kN ； R ——轧辊半径，mm为了简便计算，本项目中忽略张力的影响。

所以p M =2Ρa=2ΡL ψ=ΡL 而轧制功率P=F ×ν第一道次时p M =ΡL=18.05×139.91/1000=2.52MN •m P=Ρ×ν=18.05×1.8=32.48MW第二道次时p M =ΡL=18.91×117.37/1000=2.22MN •m P=Ρ×ν=18.91×2.0=37.81MW第三道次时p M =ΡL=17.28×95.20/1000=1.65MN •m P=Ρ×ν=17.28×2.2=38.02MW第四道次时p M =ΡL=17.46×82.99/1000=1.45MN •m P=Ρ×ν=17.46×2.5=43.65MW第五道次时p M =ΡL=16.61×71.24/1000=1.19MN •m P=Ρ×ν=16.61×2.7=44.86MW所以每道次的总轧制力矩和轧制功率计算如表6所示道次 12 3 4 5 轧制力矩p M （MN •m ） 2.52 2.221.651.451.19轧制功率（MW ） 32.4837.81 38.02 43.65 44.86（4）材料为Q235的压下规程如表7所示 道次 1 2 3 4 5 入口厚度0h （mm ） 200 146 108 83 64 出口厚度1h （mm ） 146 108 83 94 50 压下量Δh （mm ） 54 38 25 19 14 相对压下量％ 27.0 26.0 23.1 22.9 21.9 延伸系数1.371.351.301.301.28轧制速度（m/s ） 1.8 2.0 2.2 2.5 2.7 变形速度ε 2.0 2.5 3.0 3.9 4.7 变形区长度L （mm ） 139.91 117.37 95.20 82.99 71.24 变形抗力s σ（Mpa ） 87.4 106.05 117.42 131.84 142.14 总轧制压力Ρ（MN ） 18.05 18.91 17.28 17.46 16.61 轧制力矩（MN •m ） 2.52 2.22 1.65 1.45 1.19 轧制功率（MW ）32.4837.8138.0243.6544.86（6）分析以上的压下规程，我们可以看出，第一架轧机的前三道次的轧制压力都比较接近，且满足第一道次轧制力较小，属于试轧阶段，同时第二道次轧制力最大的规律，也较好的发挥轧机的容量。