《塑性成型工艺（轧制）》课程设计说明书课题名称15×2100×9000mm轧制规程设计指导教师专业小组小组成员2013年06月15日《塑性成型工艺（轧制）》课程设计任务书10级材料成型与控制工程专业设计小组：第12小组成员：设计课题：中厚板轧制规程设计指导教师：张金标设计小组学生学号产品牌号产品规格/mm 1Q23510×2000×900024510×1900×10000312CrNi3A12×1800×1000044Cr1313×1700×90005Q23512×2100×120006458×1800×13000712CrNi3A14×2000×900084Cr1312×2000×80009Q2359×2050×12000104510×2300×120001112CrNi3A13×1900×12000124Cr1315×2100×9000二、设计条件机组：双机架串列式可逆机组(二辊可逆轧机粗轧，四辊可逆轧机精轧)。

主电机：二辊轧机主电机型号ZD250/120，额定功率25002kw，转速0~40~80rpm，过载系数2.25，最大允许传递扭矩1.22MN.m；四辊轧机主电机型号ZD250/83，额定功率20502kw，转速0~60~120rpm，过载系数2.5，最大允许传递扭矩0.832MN.m。

三、设计内容制定生产工艺及工艺制度；确定轧制方法；确定轧制道次，分配道次压下量；设计变形工具；计算力能参数；校核轧辊强度及主电机负荷；绘制轧辊零件图、轧制表。

四、设计时间设计时间从2013年06月03日至2013年06月14日，为期两周。

五、设计要求每个设计小组提供6个以上设计方案，1成员完成1个设计方案的全部设计工作；组内分析、评价各个方案的设计结果，以最佳方案作为本组设计方案；小组提交最佳方案的设计说明书1份，组员提交个人的设计小结（简述方案、设计思路、计算过程和结果评价）。

材料成型教研室2013.05.30目录第一章制定生产工艺及工艺制度 ..................................................................1.1制定生产工艺及工艺制度............................................................................................1.2坯料选择........................................................................................................................1.3中厚板压下量................................................................................................................1.4分配各道次压下量，计算各道次变形程度，轧件尺寸及轧制道次........................ 第二章设计变形工具. (5)2.1设计二辊 (5)2.2设计四辊 (5)2.3校核咬入能力 (6)第三章计算力能参数 (7)3.1选择速度图 (7)3.2设计轧制速度（n1、n2、n3 、a 、b） (7)3.3速度图（梯形图） (7)3.4计算各道次时间 (7)3.5计算各道次轧制温度 (8)3.6计算各道次变形抗力 (9)3.7选用Sims公式计算各道次轧制力 (9)第四章校核 (11)4.1二辊轧机强度校核 (11)4.2四辊轧机强度校核 (11)4.3计算各道次轧制力矩 (13)4.5空转力矩的确定 (13)4.6力矩图表 (13)4.7轧辊力矩图 (13)4.8求两机架的等效力矩 (14)4.9校核各机架主电机容量 (14)设计心得体会 (16)附表一中厚板压下规程轧制表 (17)附图一轧制力矩图 (18)参考文献 (19)第一章制定生产工艺及工艺制度1.1 制定生产工艺及工艺制度1.1.1制定生产工艺：选择坯料→原料清理→加热→除鳞→纵轧二道（使宽度接近成品宽度）→转90°横轧到底→矫直→冷却→表面检查→切边→定尺→表面尺寸形状检查→力学性能试验→标记→入库→发货。

1.1.2制定工艺制度：在保证压缩比的条件下，坯料尺寸尽量小，加热时出炉温度应在1120-1300℃，温度不要过高，以免发生过热或过烧现象；用高压水去除表面的氧化铁皮；矫直时选用辊式矫直机矫直，开始冷却温度一般要尽量接近纵轧温度，轧后快冷到相变温度以下，冷却速度大多选用5-10°或稍高一些。

切边用圆盘式剪切机进行纵剪，然后用飞剪定尺。

1.2坯料选择1.2.1选择坯料根据生产经验和实践，因为连铸坯更加节能，组织和性能好，成材率高；主要用于生产厚度小于80mm中厚板，且目前生产中厚板选择连铸坯已成为主流，所以选择连铸坯。

1.2.2坯料尺寸的确定1.2.2.1坯料厚度的确定：产品的厚度h=15mm，首先选取压缩比，压缩比由经验值选取，我国压缩比一般在8以上，考虑到成材率，因此本设计压缩比选取9，则坯料厚度H=135。

1.2.2.2坯料长度的确定：由成品（b+△b）←坯长L，切头尾△L=90mm，切边△b=25mm，展宽为500~700,取展宽为500mm，则L=（2100+50）-500=1650mm。

1.2.2.3坯料宽度的确定：金属烧损系数一般为1%，由体积不变定律可得：99%×H×B×L=（l+2×90）×（b+2×25）×15带入数据解得： B=1340mm校核成材率：94%1.3变形量分配1.3.1轧制方法的确定1.3.2道次压下量的确定坯料尺寸：H×B×L=135×1340×1650mm，则总的为135-15=120。

根据经验值选取轧制道次n=12，制定压始轧制时受咬入能力限制，所以在轧制前设计一个除鳞保证咬入能力较好，并选取咬入条件较好的经验方法。

图1 道次压下量分配原则道次压下量与道次关系如图1所示。

由图1所示，各道次的压下量逐渐减小，同时幅度也在逐渐减小，所以粗轧的压下量较大，而精轧的压下量较小。

设定总轧制道次为十二道次，粗轧为七道次（选取二辊可逆轧机），精轧为后五道次（选取四辊可逆轧机）。

制定压下规程如表表1-1表1-1道次压下量的分配变形程度/%第二章 设计变形工具2.1二辊轧机尺寸设计 2.1.1辊身长度由L=b max +a ，又因为b max =2150mm ，当b max =1000-2500mm 时，a =150-200mm （轧钢机械P 80),取a =200mm ，则L =2200+200=2400mm 2.1.2辊径尺寸中厚板轧机L/D =2.2-2.8，则D =857-1090mm ，取D =880mm 2.1.3辊颈尺寸查表3-5取d/D =0.75（轧钢机械P 81）得d =660mm ； 辊颈长度l ： 取d/l =1.0得l =660mm2.1.4辊头设计因为对于中厚板轧机来说轧辊调整行程比较大，倾角在8°-12°之间所以应 选择万向辊头，其各部分的尺寸关系如下：D min =D max -D max ×重车率，中厚板轧机最大重车率5%-8%，取重车率为5% 则 D min =880-880×5%=836mmD 1=D min -(5-15)mm 取D 1=D min -6=830mmS=（0.25-0.28）D 1 取 S=0.25D 1=207.5mm a=（0.5-0.6）D 1 取a=0.5D 1=415mm b=（0.15-0.20）D 1 取b=0.2D 1=166mm c=b=166mm2.1.5辊颈与辊身的过度圆角r由r/D=0.1-0.12 取r/D =0.1 得r =0.1×880mm=88mm 2.2设计四辊 2.2.1支承辊设计 2.2.1.1辊身长度 同前L =2400mm2.2.1.2辊径尺寸D 2查表（轧钢机械）L/D 2=2.0 得D 2=1200mm 2.2.1.3辊颈尺寸取d 2/D 2=0.75 则d 2=1200×0.75=900mm辊颈长度 l 2/ d 2=1.0 则l 2=900mm 2.2.1.4辊头设计 选择万向辊头，因为对于中厚板轧机来说轧辊调整行程比较大，倾角在8°-12°之间所以选择万向辊头。

各部分的尺寸关系如下： D min =D max -D max ×重车率 取重车率为5% 则D min =1200-1200×5%=1140mmD 1=D min -（5-15）mm 取D 1=D min -10=1130mm S=（0.25-0.28）D 1 取S=0.27D 1=300mma=（0.5-0.6）D1取a=0.5D1=565mmb=（0.15-0.2）D1 取b=0.2D1=226mm 取b=230mmc=b=230mm2.2.1.5辊颈与辊身的过度圆角r2=0.1D2=120mm2.2.2工作辊设计2.2.2.1辊身设计同前L=2400mm2.2.2.2辊径尺寸根据（轧钢机械P80），当轧件较厚时，由于要求较大工作辊直径，取D2/D1=1.5,得D1=800mm。

2.2.2.3辊颈尺寸取d1/D1=0.75 则d1=600mm辊颈长度：取l1/d1=1.0，得l1=600mm2.2.2.4辊颈与辊身的过度圆角r1取r1=0.1D1=80mm2.2.2.5辊头设计选择万向辊头，选择原因同上。

各部分的尺寸关系如下所示：D min =Dmax-Dma x×重车率重车率取5%，则D min=800-800×5%=760mmD1=Dmin-（5-15)mm 取D1=D min-10=750mmS=（0.25-0.28）D1取S=0.28D1=210mma=（0.5-0.6）D1取a=0.5D1=375mmb=（0.15-0.2）D1取b=0.2D1=150mmc=b=150mm2.3校核咬入能力热轧钢板时咬入角一般为15°-22°，低速咬入可取为20°，故△h max=D1(1-cos a)=43mm,故咬入不成问题。