《塑性成型工艺（轧制）》课程设计说明书课题名称14×2000×9000mm轧制规程设计指导教师XXXXX . 专业小组XXXXXXXXXXXXX . 小组成员XXXXXXXXXXXXXXX .2013年06月6日课程设计任务书10材料成型与控制工程专业设计课题：中厚板生产压下规程设计二、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2500⨯2kw，转速0~40~80rpm，过载系数2.25，最大允许传递扭矩1.2⨯2MN.m；四辊轧机主电机型号ZD250/83，额定功率2050⨯2kw，转速0~60~120rpm，过载系数2.5，最大允许传递扭矩0.83⨯2MN.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、速度图；绘制轧制图表，轧制表。
四、设计时间设计时间从2012年05月21日至2012年06月01日，为期两周。
材料成型教研室2012.05.20目录7.6校核各机架主电机容量 (19)第一章制定生产工艺及工艺制度1.1生产工艺选择坯料——原料清理——加热——除鳞——纵轧一道（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。
1.2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˚—1200˚，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终轧温度，轧后快冷到相变温度以下，冷却速度大多选用5—10˚C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。
第二章选择坯料设计中厚板产品牌号：12CrNi3A,产品规格：h×b×l=14×2000×9000。
按厚度分：我国分类方法如下:0.001—0.2mm箔材，0.2—4mm薄板，4—20mm中板，20—60mm厚板,60—500mm特厚板,则所设计的产品为中厚板。
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，则产品所选的坯料用连铸坯。
根据所设计的产品的尺寸h×b×l=14×2000×9000，设计坯料的尺寸。
2.1坯料厚度的确定产品的厚度h为14mm，首先选取压缩比，压缩比由经验值选取，我国生产实践表明：一般用途的钢板宜取6-8倍以上，而重要用途的者宜在8-10倍以上。
而12CrNi3A是一种军工特钢，因此压缩比选取10，则坯料厚度H为140mm；2.2坯料长度的确定由成品（b+△b）←坯长L，展宽为500~700,取展宽为600mm，则L=（2000+200）-600=1600mm。
2.3坯料宽度的确定根据体积不变原理，坯料在轧制过程中会产生废料，金属烧损系数一般在1%-2%之间，我们选择1%。
切头尾△L=100mm,切边△b=30mm,根据体积不变定可得：99%×H×B×L=(l+2×100)×(b+2×30)×14;代入数据解得：B=1196mm，取B=1200mm，再次校核K=93.75%。
所以最终得到坯料尺寸为：H×B×L=140×1200×1600mm。
第三章变形量分配3.1轧制方法的确定先经过二辊轧机纵轧一道,然后转90度，横轧到底。
3.2道次压下量的确定坯料尺寸：H×B×L=140×1200×1600mm，则总的压下量为140–14=126mm。
根据经验值选取轧制道次n=8，制定压下规程。
由于开始轧制时受咬入能力限制，所以在轧制前设计一个除鳞箱，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。
设定总轧制道次为八道次，粗轧为五道次（选取二辊可逆轧机），精轧为后三道次（选取四辊可逆轧机）。
制定压下规程如表1。
图1 道次压下量分配原则/%第四章变形工具的设计4.1二辊可逆轧机轧辊的确定初轧机轧辊受力较大且有冲击负荷，应有足够的强度，而辊面硬度可放在第二位，含Cr、Ni、Mo等合金的的铸钢轧辊使用于轧制合金钢，所以粗轧选用铸钢轧辊轧制合金钢。
4.1.1 辊身长度L由L=bmax＋a 当b=1000-2500mm a=150-200mm 取a=200mm，所以L=2060＋200=2260mm。
4.1.2 辊径尺寸中厚板轧机L/D=2.2-2.8 得D=736-1027mm 取1000mm。
4.1.3 辊颈尺寸查表3-5 取d/D=0.75(轧钢机械邹家祥主编) 得d=750mm，辊颈长度l 取d/l=1 得l=750mm。
4.1.4 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˚间所以应选择万向辊头。
各部分的尺寸关系如下Dmin=Dmax－Dmax×重车率中厚板轧机最大重车率5%-8% 取5%Dmin=1000－1000×5%=950m；D1=Dmin－(5-15mm) 取D1= Dmin－10=940 mm；S=（0.25-0.28）D1;取S=0.25D1=235 mm；a=(0.5-0.6) D1；取a=0.5 D1；a=470mm；b=(0.15-0.2) D1；取 b=0.2 D1;b=188mm；c=b=188mm。
4.1.5 辊颈与辊身的过度圆角r由r/D=0.1—0.12 取0.1 得r=0.1×1000=100mm，图2 轧辊示意图4.1.6校核咬入条件咬入角一般α=15～25度，取α=20︒，∆h max =（1-cos20︒）×D=（1-cos20︒）×1000=60mm，粗轧各道次压下量∆h最大为31mm，满足咬入。
4.2四辊可逆轧机轧辊的确定精轧选用四辊可逆轧机，热轧机工作辊选择轧辊材料时以辊面强度为主多采用铸铁轧辊，而支承辊在工作中主要承受轧制力，且直径较大，要着重考虑强度和轧辊淬透性，多选用含Cr合金锻钢，因此四辊可逆轧机的工作辊选用铸铁轧辊，支承辊选用Cr合金锻钢]2[。
四辊的尺寸设计与二辊相同，其中支承辊不传递扭矩，辊头不需设计。
4.2.1支承辊设计4..2. 1.1辊身长度设计辊身长度和二辊一样 L=2260 mm。
4.2.1.2 辊径D2查表3-3 (轧钢机械邹家祥主编)取L/D2=1.9 得D2=1200mm。
4.2.1.3 辊颈尺寸取d2=0.75D2d2=1200×0.75=900mm 。
4.2.1.4辊颈长度 l2/d2=1.0 得l2=900mm。
4.2.2 工作辊设计4.2.2.1 辊身设计同前 L=2260mm。
4.2.2.2 辊径尺寸据经验当轧件较厚时由于要求较大工作辊直径，取D2/D1较小值由表3-3得(轧钢机械邹家祥主编) 取D2/D1=1.5得D1=D2/1.5=800mm4.2.2.3 辊颈尺寸取d1/D1=0.75 ；d1= 0.75×800=600 mm 辊颈长度：取l1/d1=1.0 得l1=600mm。
4.2.2.4 辊颈与辊身的过度圆角r1由r/D=0.1—0.12 取0.1 得r=0.1×800=80mm4.2.2.5 辊头设计选择万向辊头选择原因同二辊。
各部分的尺寸关系如下所示：Dmin=Dmax－Dmax×重车率中厚板轧机最大重车率5%-8% 取5%Dmin=800－800×5%=760 mm D1=Dmin－(5-15mm) 取D1= Dmin－10=750mm；S=（0.25-0.28）D1=187.5～210mm 取S=210 mm；a=(0.5-0.6) D1=375～450mm 取a=400mm；b=(0.15-0.2) D1112.5～150mm取 b=150mm；c=b=150mm。
4.2.2.6 辊颈与辊身的过度圆角r2取r2=0.1D2=0.1×1200=120mmC4.2.3校核咬入热轧钢板咬入角一般α=15-22︒，低速咬入角可取α=20︒，∆hmax=D1（1-cos20︒）=750×0.06=56mm，精轧各道次压下量△h最大为1mm，满足咬入。
第五章轧制力的计算5.1速度图的选择由于整个轧制过程中，轧件较长，所以选择梯形图较理想。
5.2轧制速度的设计（n1,n2,n3,a ,b）二辊轧机：转速0～40～80rpm，过载系数2.25四辊轧机：转速0～60～120rpm，过载系数2.5根据经验资料，取平均加速度a=40rpm/s, 平均减速度b=60rpm/s。
在二辊轧机上轧制：取咬入转速n1=20rpm，n2<nH（nH—电机最大转速）取n2=40rpm ，n3=30rpm在四辊轧机上轧制：取咬入转速n1=40rpm，n2<nH（nH—电机最大转速）取n2=60rpm ，n3=50rpm5.3速度图5.4计算各道次时间假定第一道次：空载加速时间为 tj ，加速轧制时间为 t2，等速轧制轧制时间 t3 ，减速轧制时间为t4，空载加速时间为t5。
对于二轧辊轧机：空载加速时间：t1=n1/a =20/40=0.5 s图3 速度图加速轧制时间:t2 =(n2-n1)/a =(40-20)/40=0.5 s等速轧制时间：t3=0.24 s减速轧制时间：t4 =(n2-n3)/b=(40-30)/60=0.17 s空载减速时间：t5 =n3/a=30/60=0.5 s纯轧时间：tZ = t2+ t3+ t4=0.5+0.24+0.17=0.91 s当轧件长度L<3.5m ，间隙时间取tj=2.5 s当轧件长度 3.5m < L < 8m ,间隙时间取tj=6 s当轧件长度 L > 8m ,间隙时间取tj=4 s因为L=1.6m < 3.5m ,所以tj=2.5 s同理其他道次时间如下表所示5.5各道次轧制温度为确定各道次轧制温度，必须求出逐道次的温度下降量。
高温时轧件温度下降量可按辐射热计算（对流和传导所损失的热量大致可与变形功所转化的热量相抵消）。
由于辐射热所引起的温降在热轧板带时，可用下列公式近似计算△t =12.9×z/h×（T1/1000）4Z-该道次的轧制时间与上道次间隙时间之和T1-前道次的绝对温度，Kh-轧制厚度根据经验，双机架中厚度板轧机轧制材料为12CrNi3A的钢板时，其粗轧温度为1200℃；精轧温度为1079℃。