材料成型课程设计热轧薄板工艺与规程设计学校：安徽工业大学姓名:班级: 型102学号:指导老师：目录1.设计目的及要求 (5)1.1 设计目的 (5)1.2制定轧制制度的原则和要求 (5)1.3原料及产品规格 (5)1.4Q235A产品技术要求 (5)2.工艺流程 (8)2.1 工艺流程 (8)2.2绘制工艺简图3.轧制规程设计 (8)3.轧制规程设计 (9)3.1 轧制方法 (9)3.1.1 粗轧机组 (9)3.1.2 精轧机组 (9)3.1.3 确定轧制设备 (9)3.2安排轧制规程 (10)3.3校核咬入能力 (12)3.4确定速度制度 (12)3.4.1粗轧机组的速度制度 (12)3.4.2精轧机组的速度制度 (12)3.5.1粗轧机组轧制延续时间 (13)3.5.2精轧机组轧制延续时间 (15)(1)精轧机组的间隙时间： (15)(2)加速前的纯轧时间： (15)(3)加速段轧制时间: (16)(4)加速后的恒速轧制时间: (16)(5)精轧机最后一架的纯轧时间为： (16)(6)精轧轧制周期为: (16)(7)带坯在中间辊道上的冷却时间为： (15)3.6 轧制温度的确定 (17)3.6.1粗轧机组轧制温度确定 (17)3.6.2精轧机组轧制温度确定 (18)3.7 计算各道的变形程度 (19)3.8 计算各道的平均变形速度 (19)3.9 计算各道的平均单位压力P及轧制力P (19)3.9.1各道次平均单位压力 (19)3.9.2各道次轧制压力P (20)3.10 计算各道轧制力矩 (21)4.电机与轧辊强度校核 (23)4.1电机校核： (22)4.1.1 粗轧机组电机校核 (23)(1)温升校核： (22)(2)过载校核： (22)1）轧制力矩 (23)2）附加摩擦力矩 (23)4）动力矩 (24)4.1.2 精轧机组电机校核 (26)(1)温升校核 (26)(2)过载校核： (26)4.2轧辊强度校核 (25)4.2.1 粗轧机组轧辊强度校核 (25)1）支承辊强度计算 (25)2）工作辊强度计算 (26)4.2.2 精轧机组轧辊强度校核 (27)1）支承辊强度计算 (27)2）工作辊强度计算 (27)5. 车间平面布置图 (28)6. 总结与收获 (31)1.设计目的及要求热轧板带工艺设计1.1设计目的《材料成型课程设计》是材料成型专业必修课之一，是课程教学的一个重要环节。
其轧钢方向的课程设计要求达到以下目的：把《塑性工程学》、《塑性加工原理》、《塑性加工车间设计》、《孔型设计》等专业课程中所学的知识在实际设计工作中综合加以运用，巩固所学的专业知识，提高对专业知识和相关技能的综合运用能力。
本次设计是毕业设计前的最后一个教学环节，为进一步培养学生工程设计的独立工作能力，团队协作意识，树立正确的设计思想，掌握工艺设计的基本方法和步骤，为毕业设计工作打下良好的基础。
1.2制定轧制制度的原则和要求板带材轧制制度的确定要求是充分发挥设备能力、提高产量、保证质量，并且操作方便、设备安全。
即：1) 在保证设备能力允许的条件下尽量提高产量；2) 在保证操作稳便的条件下提高质量。
1.3原料及产品规格原料：230mm×1500mm×11000mm；钢种：Q295A；产品规格：4.6mm×1450mm.1.4Q235A产品技术要求表1成分要求(GB/T700-2010)表2 主要力学与工艺性能(GB/T700-2010)表3 板带材主要尺寸规格标准（GB 709-10）同时要求产品表面光洁无缺陷。
2.工艺流程2.1工艺流程坯料→加热→除鳞→定宽→粗轧→剪切→除磷→精轧→冷却→剪切→卷取。
2.2绘制工艺简图3.轧制规程设计3.1 轧制方法常规轧制，采用1/2连轧，即粗轧机由2 架粗轧机组。
3.1.1粗轧机组第一架为二辊可逆式轧机，板坯在此机架上轧制1～3道次。
为控制宽展R1 前设有立辊E1。
第二架为四辊可逆式轧机，板坯在此机架上轧制1～3 道次。
各轧机采用单独传动。
粗轧机组设备主要有粗轧机辊道，侧导板，高压水除鳞装置，定宽压力机，中间辊道，热卷箱和废品推出机等组成。
二辊采用刚轧辊，四辊采用铸铁辊。
3.1.2精轧机组精轧机组由7架四辊不可逆式轧机组成连轧机组。
各机架采用PC 轧机。
前三架主要完成压下，后四架主要控制板形。
各机架负荷分配亦不同，因此前三台采用工作辊辊径较大，后四架采用较小的工作辊。
精轧机组前设置边部加热器。
精轧机F1～F7全部为液压压下并设弯辊装置。
轧辊采用铸铁辊。
3.1.3确定轧制设备（1）粗轧机：二辊、四辊轧辊的主要参数的确定（辊身直径D 、辊身长度L ）决定板带轧机轧辊尺寸时，应先确定辊身长度L，然后再根据强度、刚度和有关工艺条件确定其直径D。
辊身长度L:应大于所轧钢板的最大宽度bmax即L=bmax+a；a值视钢板宽度及轧机类型而定。
当bmax=1000～2500mm 时，a=150～200mm,二辊：由B=1500mm，取a=200mm，则L=1650+200=1700mm，又因为L/D=1.7～2.8，所以取D=1000mm.四辊：辊身长L=1700mm，由L/D1（D1为工作辊直径）=1.7-2.8，L/D2（D2为支承辊直径）=1.3-1.5，且D2/D1=1.3-1.5，则取D1=1000mm，D2=1300mm.(2) 精轧机:四辊PC轧机轧辊长度：L= bmax+a，取a=200mm，则L=1700mm, 又因为L/D1=2.4～2.8，L/D2=1.3-1.5,D2/D1=1.9-2.1,则取D1=650 mm.D2=1300mm.取轧辊辊径D=650mm。
本次选取设备如下：支承辊材质为合金锻钢，许用应力为[σ]=160MPa，工作辊材质为锻钢，许用应力[σ]=140MPa，[τ]=84MPa。
3.2安排轧制规程根据经验和原料及工艺，安排一下轧制道序：在二辊粗轧机上轧三道，在四辊粗轧机上轧三道。
然后分别经过精轧机组各一道次。
粗轧机组各道压下量分配规律为：第一道考虑咬入及坯料厚度偏差而不应给以最大压下量；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。
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的最大压下量；第2~4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。
考虑咬入条件的限制，最大压下量△hmax=D(1-cosαmax),对热轧带钢咬入角可达15°~22°，取20°，二辊粗轧机得△hmax=60.3mm，对四辊粗轧机△hmax=60.3mm，精轧机组△hmax=42.2mm.粗轧和精轧压下规程见表4。
表4 粗、精轧压下规程分配3.3校核咬入能力由于以上所用压下量都小于各自轧机△hmax ，因此咬入校核通过。
3.4确定速度制度3.4.1粗轧机组的速度制度本设计采用稳定高速咬入 粗轧组前1--3道次y n 35h d n n rpm===；后4--6道y n 55h d n n rpm===；前6道次抛出速度均为20p n rpm=3.4.2精轧机组的速度制度精轧组速度：应满足金属秒流量相等，即5544332211v h v h v h v h v h =====C式中：h1，h2…h 5——各架的出口厚度；v1，v2…v 5——各架的出口速度；C ——连轧常数。
根据经验最后一道次穿孔速度V7=8m/s ；最大轧制速度V6n=10m/s 则有：V1=1.6m/s ；V2=2.6m/s ；V3=3.8m/s ；V4=5.3m/s ；V5=6.9m/s ； 另有：V1n=2.0；V2n=3.3；V3n=4.7；V4n=6.6；V5n=8.7；3.5确定轧制延续时间3.5.1粗轧机组轧制延续时间由于轧件较长，为操作方便可采用梯形速度图（a ），（b)（a ）（b ）(其中：pn 为抛出速度；yn 为咬入速度；d h n n 为额定转速；单位：rpm 。
)由图可知：纯轧时间z t =t4+t2+t3；其中：加速轧制时间t2=a n n yd -减速轧制时间t4=bn n pd -等速轧制时间t3=d n 1⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+-++ab n b a b n a n D L d p y 2)(2260222π 式中，加速度a 取40rpm ；减速度b 取60rpm ；L 为该道次轧后长度；D 为工作辊直径。
根据经验，第一道和第二道次之间间隙时间取t12=2s,其他分别有：t23=3s ；t34=5s ；t45=3s ；t56=3s ；t67=16s 。
则，有以上条件代入公式可得： 第一道次纯轧时间为：t2=0；t4=(35-20)/60=0.25s ；t3=6.79sz t 1=t2+t3+t4=7.0s 第二道次纯轧时间为： t2=0 ；t4=0.25s ；t3=8.64sz t 2=t2+t3+t4=8.89s 第三道次纯轧时间为： t2=0；t4=0.25s ；t3=11.65sz t 3=t2+t3+t4=11.90s 第四道次纯轧时间为：t2=0；t4=(55-20)/60=0.58s ；t3=9.88sz t 4=t2+t3+t4=10.46s 第五道次纯轧时间为： t2=0；t4=0.58；t3=14.64sz t 5=t2+t3+t4=15.22s 第六道次纯轧时间为： t2=0；t4=0.58s ；t3=22.63sz t 6=t2+t3+t4=23.21s3.5.2精轧机组轧制延续时间粗轧轧完的带坯长度为66.3m ，至精轧机间隙时间按经验取t67=16s ，精轧机组有6个机架， (1)精轧机组的间隙时间：式中：s0——精轧机组各架间距，4～6m ，取6m ； v1--v6---F1～F6的穿带速度精轧各机架转速。
由前面数据代入计算的：t0=10.4s (2)加速前的纯轧时间：=10.9s式中：sj ——精轧机组末架至卷取机间距，sj=75m ； D ——卷取机卷筒直径，D=0.8m ； N ——参数，N=3～5，取5；61vDNs t j j π+=V6——第六架的穿带速度，8m/s (3)加速段轧制时间:s av v t n j 10662=-=式中：v6n ——第六架的最大速度，10m/s V6——第六架的穿带速度，8m/s 采用加速度a=0.2m/s2(4)加速后的恒速轧制时间:=39.1s其中加速段的板长=90m(5)精轧机最后一架的纯轧时间为：60321=++=j j j j t t t t(6)精轧轧制周期为:4.700=+=t t T j(7)带坯在中间辊道上的冷却时间为：带坯在中间辊道上的冷却时间，等于间隙时间加上精轧第一架的纯轧时间，精轧第一架的纯轧时间，等于精轧周期减去尾部通过精轧各机架的时间。