河北理工大学 课程设计 2压下规程和辊型设计
2.1.3速度制度
速度制度是指轧辊转速随时间的变化规律，它关系到轧机产量、轧制温度计算、主电机能力、操作条件等。合理选择和确定速度制度是轧制规程设计的一项重要内容。
中厚板轧机有两种速度制度，一是轧辊转向转速不变的定速轧制速度制度，它用于三辊劳特式轧机。这种速度制度的计算较简单，主要是选择轧制速度。一般根据产量要求、操作条件等确定。二是轧辊转向经常变化的可调速可逆式轧制速度制度，它用于二辊和四辊可逆式轧机。
合理速度制度的确定：制定可逆式轧机的速度制度包括确定选用何种速度图(三代用、梯形)；选择各道的咬入和抛出转速；计算最大转速及纯轧时间；确定间隙时间。 2.1.4温度制度
为了正确地计算热轧时各道的轧制压力，必须尽可能准确地确定各道轧制温度。各道轧制温度可由计算逐道温度降确定。
热轧时轧件的温度降不仅与辐射、对梳和传导所散失的热量有关，还与轧制变形功所转化的热量有关。高温下辐射散热是主要因素，因此，轧件温度降一般按辐射散热计算，而认为对流和传导所散失的热量同变形功所转化的热量抵消。
轧制中厚板逐道温降可按由辐射散热导出的公式计算，即
4Z?T? ?t?12.9?1? （2－9）
h?1000?式中：Δt——上一道轧制到下一道轧制的温降， (℃)；
T1——上一道轧制的绝对温度， (K)；
Z——上一道轧制至下一道轧制所延续的时间，(s)； h——上一道轧制后的厚度， (mm)。 2.1.5 力能参数计算
轧制力能参数计算的目的在于用以对设备能力（轧辊强度、主电机容量）进行校核，并根据校核结果，判断压下规程的合理性及对其进行相应的修正。
1. 轧制力计算
轧制力P可按下式计算[7]：
P?Fpc （2－10） 式中：F——轧件与轧辊的接触面积；
pc——平均单位压力。
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1) 接触面积
在轧制板、带材时，接触面积(一个轧辊的)可按下式计算，
F?bcl （2－11） 式中：l——变形区长度；
bc——变形区中轧件的平均宽度。 2) 平均单位压力
pc?1.15?s? （2－12）
其中，?s——变形抗力，可查图3－1变形抗力曲线；
l ?＝0.785?0.25? （2－13）
h2. 力矩计算
转动轧辊所需的轧制力矩为7
M1=M2=Pa=PLcψ （2－14） 总轧制力矩为
MP=2Pa=2PLcψ （2－15）
式中：P—轧制力，KN；
a—力臂，mm； ψ—力臂系数；
M—轧制力矩KN·mm或N·m
在热轧时，力臂系数ψ=0.39~0.48，其中粗轧机组：ψ=0.4~0.48；精轧机组：ψ=0.39~0.44。
力臂系数与变形区几何形状Lc/hm以及摩擦系数但在简便计算时，常取ψ=0.5。因此
MP=2PLcψ=PLc （2－16）
传动工作辊所需要的静力矩，除轧制力矩外，还有附加摩擦力矩Mm。所谓附加摩擦力矩是指克服轧制过程中，轧件通过辊间时，在轴承内以及轧机传动机构中摩擦力所需力矩，而且在此附加摩擦力矩的数值中，并不
?有关，Lc/hm及
?愈大，ψ值越小，
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图2－1 变形抗力曲线（Q235）
包括空转时轧机转动所需的力矩。它有以下两部分组成，即Mm=Mm1+Mm2，其中在四辊轧机可近似由以下式近似计算：
Mm1=Pfdz(Dg/Dz) （2－17） 式中：f—支撑辊轴承的摩擦系数；
dz—支撑辊辊径直径；
Dg、Dz—工作辊及支撑辊直径。 Mm2可由以下式计算：
Mm2=(1/η-1)(Mz+Mm1) （2－18） 式中：η——传动效率系数，（单级齿轮传动时=0.96~0.98）。 换算到主电动机轴上的附加摩擦力矩应为：
Mm=Mm1/i+Mm2
轧机的空转力矩（Mk）：通常可按经验办法来确定；Mk=(0.03~0.06) MH 式中：MH—电机的额定转矩。
故：M=Mp?Mm?Mk
2.2 典型产品30mmQ235厚板生产压下规程设计
原料规格为300*2500*3500mm，钢种Q235；产品规格为30*4000*20000；开轧温度1120°C，纵轧开轧温度温度1100°C；轧机布置形式为单机架四辊可逆式轧机；轧机前设有大立辊既高压水除鳞箱；轧机工作辊直径为1400～1500mm，支撑辊直径为2500～2600mm，辊身长度为5000mm；最大允许轧制力为75MN，最大允许轧制力矩为10.5MN*m，轧制速度为0～2～6m/s；主电机功率为2*15000kW，
压下规程如下（计算从横轧开始）：
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(1)轧制方法：先经立辊侧压一道，转90?，横轧二道，使板坯长度等于钢板宽度，然后转90?，纵轧到底。
(2)采用按经验分配压下量再进行校核及修订的设计方法：先按经验分配各道压下量，排出压下规程如表2—1。
(3)校核咬入能力：热轧钢板时咬入角一般为15°～22°，低速咬人可取为20°，故轧机
?hmax?D?1?cos???84mm，，故咬入不成问题。
(4)确定速度制度：中、厚扳生产中由于轧件较长，为操作方便，可采用梯形速度图如图3－2所示。根据经验资料取平均加速度b＝40rpm／s，平均减速度a＝60rPm/s。由于咬入能力很富余，故可采用稳定高速咬入。为减少反转时间，一般采用低速抛出。
(5)确定轧制延续时间：如图3－2所示，每道轧制延续时间tj?tzh?t0，其中t0为间隙时间，tzh为纯轧时间。tzh＝t1?t2。
再确定间隙时间t0：根据经验资料在四辊轧机上往返轧制中，不用推床定心时(z＜3．5m)，取2～2．5s，若需定心，则当l<=8m时取t0＝6s，当l＞8m时，取4＝4s。
(6) 轧制温度的确定：为了确定各道轧制温度，必须求出逐道的温度降。高温时轧件温度降可以按辐射散热计算，而认为对流和传导所散失的热量大致可与变形功所转化的热量相抵消。由于辐射散热所引起的温度降在热轧板、带时，可用以下公式近似计算：
4Z?T? ?t?12.9?1?
h?1000?由于轧件头部和尾部温度降不同，为设备安全着想，确定各道温度降时，应以尾部为准。现按上式计算逐道温度降。
图2－2 梯形速度图
(7) 计算各道的变形程度：由加工原理可知，若按图2－2所示的变形抗力曲线查找变形抗力时，需先求出个道的压下率，如表2－1所示。
(8) 计算各道的平均变形速度；：可用下式计算变形速度
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??2v?h/R?h?H?
式中 R、v—一轧辊半径及线速度
(9) 求各道的变形抗力：图2－2，由各道相应的变形速度及轧制温度即可查压下率为30％时钢的变形抗力，再经换算成该道实际压下率时的变形抗力。
(10) 计算各道的平均单位压力(pc)：根据中、厚板轧制的情况，可取应力状态影响
.l系数?＝0.785?0.25?，故pc＝1.15?s?。
h（11）计算个道总压力：P=Blpc。 (12) 计算传动力矩：轧制力矩按下式计算
MP=2Pa=2PLcψ
式中 P—轧制力，KN； a—力臂，mm； ψ—力臂系数；
M—轧制力矩KN·mm或N·m
在热轧时，力臂系数ψ=0.39~0.48，其中粗轧机组：ψ=0.4~0.48；精轧机组：ψ=0.39~0.44。 附加摩擦力矩按下式计算：
Mm1=Pfdz(Dg/Dz)
式中 f—支撑辊轴承的摩擦系数；
dz—支撑辊辊径直径； Dg、Dz—工作辊及支撑辊直径。 Mm2可由以下式计算：
Mm2=(1/η-1)(Mz+Mm1)
式中 η—传动效率系数，（单级齿轮传动时=0.96~0.98）。 换算到主电动机轴上的附加摩擦力矩应为：
Mm=Mm1/i+Mm2
轧机的空转力矩（Mk）通常可按经验办法来确定：
Mk=(0.03~0.06) MH
式中MH—电机的额定转矩。
故总传动力矩M为：
M= MP + Mm + Mk 因此，本压下规程的力能参数如表2－1。
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