第五章轧制规程的计算

典型产品的孔型、压下规程设计

在设备能力允许条件下尽量提高产量充分发挥设备潜力以提高产量的途径不外乎是提高压下两、缩减轧制道次、确定合理速度规程、缩短轧制周期、减少换辊时间，提高作业率及合理选择原料增加坯重等。对于连轧机而言主要是合理分配压下并提高轧制速度。无论是提高压下量还是提高轧制速度，都涉及到轧制压力轧制力矩和电机功率。一方面要求充分发挥设备的潜力，另一方面又要求保证设备安全和操作方便，就是说在设备能力允许的条件下努力提高产量。而限制压下量和速度的主要因素包括咬入条件、轧辊及接轴叉头等的强度条件、电机能力的限制以及轧机的具体情况考虑其他因素等。

在保证操作稳便的条件下提高产量

①操作稳便的钢板轧制定心条件，努力提高轧机的刚度。尽力消除机架刚度对钢板纵向和横向精度的影响

②提高板形及尺寸精度质量。板带材轧制的精轧阶段对于保证钢板的性能、表面质量、板形及尺寸精度有着极为重要的作用。为了保证板形质量及厚度精度，必须遵守均匀延伸或所谓的“板凸度一定”的原则去确定各道次的压下量。

③注意保证板组织性能和表面质量。例如有些钢种对终轧温度和压下量有一定的要求，都需要根据钢种特性和产品技术要求在设计轧制规程时加以考虑。

制定压下规程

以典型产品为例确定板坯长度（典型产品：x70，规格：17.5*3500*15000mm）

取轧件轧后两边剪切余量为△b=100×2mm，头尾剪切余量为

△l=500×2mm。则：
轧件轧后的毛板宽度b=3500+100×2=3700mm；
轧件轧后的毛板长度l=15000+500×2=16000mm。

若忽略烧损和热胀冷缩，则根据体积不变定律可得：

L =h b l /H B =17.5 * 3700 * 16000 / 175 * 2000

=2960 mm

根据板坯定尺取：L=3000mm

咬入条件的计算

参考现场数据及有关资料，热轧中厚板轧机的咬入角为18°~ 22°，当低速咬时，咬入角可取20°，并且轧辊工作直径取最小值1030mm，1120mm。

粗轧中△h粗max=D（l-cosα）=1030×（1-cos20）=62mm

精轧中△h精 max=D(1-cosα) =1120×（1-cos20）=67mm

故咬入不成问题。

式中 D:轧辊的工作直径；

αmax:允许最大咬入角；

确定轧制方法

粗轧阶段的主要任务是将板坯或扁锭展宽到所需要的宽度并进行大压缩延伸。根据原料条件和产品要求，可以有多种轧制方法供选择。这些方法是全纵轧法、综合轧制法、全横

轧制法、角轧～纵轧法。该设计选用全横轧发

轧制工艺

根据要求，分配各道次压下量，制定压下规程列表：

轧制方式		机架	h/mm	b/mm	l/mm	△h/mm	/%
除鳞	除鳞	高压水	175	2000	3000	\	\
粗轧	横轧	二辊	160	2214	4862	15	8.57
粗轧	横轧	二辊	140	2452	5830	20	11.43
粗轧	横轧	二辊	120	2611	6451	20	11.43
粗轧	塑料围嘴横轧	二辊	105	2720	7010	15	8.57
粗轧	横轧	二辊	90	2943	8227	15	8.57
精轧	横轧	四辊	77	3120	9635	13	7.43
精轧	横轧	四辊	64	3212	11042	13	7.43
精轧	横轧	四辊	52	3312	11875	12	6.86
精轧	横轧	四辊	42	3456	12302	10	5.71
精轧	横轧	四辊	32	3541	13865	10	5.71
精轧	横轧	四辊	27	3563	14562	5	2.86
精轧	横轧	四辊	25	3574	15004	2	1.14
精轧	横轧	四辊	23	3589	15221	2	1.14
精轧	横轧	四辊	21	3614	15485	2	1.14
精轧	横轧	四辊	19	3663	15762	2	1.14
精轧	横轧	四辊	17.5	3700	16000	1.5	0.86

选择各道次咬入、稳定轧制、抛出转速

轧辊咬入和抛出转速确定的原则是：获得较短的道次轧制节奏时间、保证轧件顺利咬人、便于操作和适合于主电机的合理调速范围。咬人和抛出转速的选择不仅会影响到本道次的纯轧时间，而且，还会影响到两道次间的间隙时问。在保持转速曲线下面积相等（轧件长度一定）的原则下，采用较高的咬人，抛出转速会使本道纯轧时间缩短，丽使其间隙时间增加，因此，咬人和抛出转速的选择应当兼顾上述两个因素。

由于压下动作时间随各道压下量而定，轧辊逆转、回送轧件时间可以根据所确定的咬入、抛出转速改变，所以考虑这3个时间的原则应当是：压下时间大于或等于轧辊逆转时间，要大于或等于回送轧件时间。这样轧辊咬人和抛出转速的选择就应当本着在调整压下时间之内完成轧辊逆转动作和在保证可靠收入的前提下获得最短轧制时间这个原则。目前，可逆式中厚板轧机粗轧机的轧辊咬人和抛出转速一般在10一20r/min和15。25r/ min范围内选择。精轧机的轧辊咬入和抛出转速一般在20-60r/加n和20--30r/Min范围内选择。

根据以上原则和经验本设计选取轧机的平均加速度a=40r/min，平均减速度b=60r/min，采用稳定速度咬入，对粗轧的六道取20r/min的咬入速度，精轧的前三道用40转/分的咬入速度，后四道采用60r/min的咬入速度，均采用20r/min的抛出速度。

计算各道次纯轧时间

纯轧时间=加速轧制时间+稳定轧制时间+减速轧制时间

若轧件是在稳定转速下咬入轧制、抛出的，即整个轧制过程中转速不变，则：

（5-2）

（5-3）

（5-4）

当转速改变时：

（5-5）

（5-6）

（5-7）

式中

粗轧6道是在稳定转速下咬入轧制、抛出的，即可得：

第1道：

第2道：

第3道：

第4道：

第5道：

第6道：

精轧阶段，其纯轧时间包括稳定轧制时间和减速轧制时间：

则：

（5-8)

第7道：

第8道：

第9道：

第10道：

确定各道次间隙时间

间隙时间的确定，根据经验资料在四辊轧机上往复轧制不用推床对中时，间隙时间理论上应等于轧机调整压下所需时间，实际上可取=2—2.5s。若需定心时，当板坯长度L≤8m时取=6s，当L>8m时取=4s。

图5-2轧制速度图

中心架

温度规程的制定

温度规程的确定

加热温度的选择应依钢种的不同而不同。对于低碳钢加热温度可以达到1320℃，理论过烧温度为1470℃。典型钢种X70钢在加热炉中加热到1250℃，出炉温度为1250℃，经高压水除鳞设施和传送过程的空气冷却可降低50℃。

轧件开轧温度为1200℃，为了确定各道的轧制温度，必须求出逐道的温度降。高温时的轧制温度降可按辐射热计算，而且认为对流和传导所散失的热量大致可以与变形功所转换的热量相抵消。

辐射散热引起的温度降可由近似公式计算：

（4-9）

式中 ——道次间的温度降。由于轧件头部和尾部道次间的辐射时间不同，为设备安全计，确定各道的温降以尾部为准；

Z——辐射时间，即该道的轧制时间与上道间隙时间之和，s；

隐私保护通话

h——轧件厚度，mm；

T硬质合金密封环1——前一道轧件的绝对温度，K。

第1道次，头部温度为1200℃，尾部（B端）轧制温度为1200－，即为：

第2道次，尾部（B端）轧制温度为：

第3道次尾部（B端）温度为：

第4道次尾部（粉末冶金轴承B端）温度为：

第5道次尾部（B端）温度为：

第6道次尾部（B端）温度为：

第7道次尾部（B端）温度为：

考虑精轧前除鳞箱温降30℃，为使精轧开轧温度为880℃，则

第8道次尾部（B端）温度为：

第9道次灭苍蝇器尾部（B端）温度为：

第10道次尾部（B端）温度为：

轧钢设备力能参数的计算和校核

确定各道变形抗力

变形抗力的确定可现根据相应道次的变形速度，轧制温度由该钢种的变形抗力曲线查出变形程度40%时的变形抗力，在经过修正计算即可得出该道次实际变形程度时的变形抗力。

图6-1 X70管线钢阻力曲线

各道变形程度的计算

变形程度 (6-1)

计算列如下表：

轧制变形程度

粗轧道次	1	2	3	4	5	6
变形程度（%）	20	18	18	20.8	23.1	24.8
精轧道次	7	8	9	10
变形程度（%）	23.7	20.7	19.6	21.6

计算各道平均变形速度

轧制中厚板时平均变形速度＝ (6-2)

式中 R、v——轧辊半径及轧辊表面线速度

H、h——轧件入口厚度及出口厚度。

对于变速轧制的可逆轧机可取最大轧制速度，其中，则有

(6-3)

有上述公式计算出各道次的平均变形速度：

计算过程同上式，其他道次的平均变形速度分别为：

变形抗力的计算

第一道 :、t=1149.58℃，根据变形抗力曲线[13]查得，再由ℰ=20%，查得修正系数K=0.65,所以该道次实际变形抗力为：

参照第一道计算过程分别计算出其他各道变形抗力列入下表

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