1、軋制理論與工藝,Tel:E-mail: shj_,姚圣杰,學(xué)時(shí)安排及考核要求,本課程為專(zhuān)業(yè)必修課，共72學(xué)時(shí)，其中課堂69學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)3學(xué)時(shí)。,考試方式：閉卷考試。 最終成績(jī)：考試成績(jī)（80%）+平時(shí)成績(jī)（20%）,主要內(nèi)容,緒論 第一篇 軋制理論 第二篇 軋制工藝基礎(chǔ) 第三篇 板、帶材生產(chǎn) 第四篇 管材生產(chǎn)工藝和理論 第五篇 型材和棒線(xiàn)材生產(chǎn),緒論,何謂軋制（定義及分類(lèi)）？ 為何要學(xué)習(xí)研究軋制技術(shù)？ 軋制技術(shù)的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)？ 如何學(xué)習(xí)軋制本課程？,定義: 金屬材料（或非金屬材料）在旋轉(zhuǎn)軋輥的壓力下，產(chǎn)生連續(xù)塑性變形，獲得要求的截面形狀并改變其性能的方法稱(chēng)為軋制。

2、分類(lèi): (1)根據(jù)軋輥軸線(xiàn)與坯料軸線(xiàn)方向的不同，軋制分為縱軋、橫軋、斜軋等幾種(如圖示)。,緒論,縱軋是軋輥軸線(xiàn)與坯料軸線(xiàn)互相垂直的軋制方法。,橫軋是軋輥軸線(xiàn)與坯料軸線(xiàn)互相平行的軋制方法,),0或90 ,斜軋亦稱(chēng)螺旋斜軋。它是軋輥軸線(xiàn)與坯料軸線(xiàn)相交一定角度的軋制方法。,緒論,(2)根據(jù)軋制溫度的不同，可分為熱軋、冷軋。,從金屬學(xué)的觀點(diǎn)看，冷軋與熱軋的界限以再結(jié)晶溫度來(lái)區(qū)分。也就是說(shuō)，高于再結(jié)晶溫度的軋制稱(chēng)為熱軋；低于再結(jié)晶溫度的軋制稱(chēng)之為冷軋。鋼的再結(jié)晶溫度一般為450600。,熱軋，軋件溫度高，變形抗力小，可以實(shí)現(xiàn)大的變形量。同時(shí)，熱軋較之冷軋對(duì)產(chǎn)品的尺寸要求相對(duì)較低，也不容易出現(xiàn)板形問(wèn)題。

3、 冷軋，一般在開(kāi)軋前無(wú)加熱工序，軋制過(guò)程變形抗力大。同時(shí)由于帶鋼厚度小，容易出現(xiàn)板形問(wèn)題。且與熱軋相比，冷軋生產(chǎn)線(xiàn)長(zhǎng)、設(shè)備多、工藝復(fù)雜。,緒論,(3)根據(jù)軋制產(chǎn)品種類(lèi)的不同，可分為板帶軋制、型鋼軋制、管材軋制、棒線(xiàn)材軋制等。,緒論,第一篇 軋制理論,第一篇 軋制理論,軋制過(guò)程基本概念,(1),(2-1),兩軋輥直徑相等時(shí)(R1=R2),1.1 變形區(qū)主要參數(shù),咬入角,接觸弧長(zhǎng)度l,定義：軋輥與軋件相接觸的水平投影長(zhǎng)度,(2-2),(2-3),兩軋輥直徑不相等時(shí)(R1R2),軋輥和軋件產(chǎn)生彈性 壓縮時(shí),西齊柯克公式：只考慮軋輥彈性壓縮，而忽略金屬?gòu)椥詨嚎s變形,第一篇 軋制理論,軋制變形的表示方法

4、,絕對(duì)變形量表示 相對(duì)變形量表示 變形系數(shù)表示,第一篇 軋制理論,1.2 金屬在變形區(qū)內(nèi)的流動(dòng)規(guī)律,沿軋件斷面高向變形分布,圖1-4 按不均勻變形理論金屬流動(dòng)速度和應(yīng)力分布,(a),(b),第一篇 軋制理論,圖1-7 0.51.0時(shí)金屬流動(dòng)速度與應(yīng)力分布,圖1-5 沿軋件斷面高向上變形分布,圖1-6 軋制變形區(qū),第一篇 軋制理論,沿軋件寬度方向的流動(dòng)規(guī)律,圖1-8 熱軋LY12時(shí)沿?cái)嗝娓叨壬系淖冃畏植?圖1-9 軋件在變形區(qū)的橫向流動(dòng),第一篇 軋制理論,2. 實(shí)現(xiàn)軋制過(guò)程的條件,2.1 咬入條件,圖2-1(a) 軋件軋輥?zhàn)饔昧?圖2-1(b) 軋輥軋件作用力,實(shí)現(xiàn)壓縮,阻止軋件咬入,力圖咬入軋

5、件,TxNx 可實(shí)現(xiàn)自然咬入,圖2-1 軋件與軋輥接觸瞬間作用力,第一篇 軋制理論,TxNx 可以實(shí)現(xiàn)自然咬入,根本上需要滿(mǎn)足什么條件？,可自然咬入,平衡狀態(tài),不能自然咬入,第一篇 軋制理論,2.2 穩(wěn)定軋制條件,當(dāng)軋件被軋輥咬入后開(kāi)始逐漸充填輥縫，在充填過(guò)程中，軋件前端與軋輥軸心連線(xiàn)間的夾角不斷減小。 當(dāng)軋件完全充滿(mǎn)輥縫時(shí)，=0，即開(kāi)始穩(wěn)定軋制階段。,穩(wěn)定軋制過(guò)程描述：,逐漸減小,穩(wěn)定軋制時(shí)：,軋件充填輥縫過(guò)程中作用力條件變化,第一篇 軋制理論,在其他條件不變的前提下，Kx值愈高，則y 愈高，即穩(wěn)定軋制階段允許實(shí)現(xiàn)較大咬入角。,2.3 咬入階段與穩(wěn)定軋制階段咬入條件的比較,極限咬入條件,極限

6、穩(wěn)定軋制條件,或,摩擦系數(shù)變化的影響,K值變化是較復(fù)雜的，隨軋制條件不同而異。 冷軋時(shí)，近似認(rèn)為摩擦系數(shù)無(wú)變化。但由于Kx值較高，故冷軋時(shí)K值也較高，一般KKx22.4。 熱軋時(shí)，由于溫度和氧化鐵皮的影響，使摩擦系數(shù)顯著減低，所以K值較冷軋時(shí)小，一般K1.51.7。,合力作用點(diǎn)位置或系數(shù)Kx的影響,軋件充填輥縫過(guò)程中作用力條件變化,第一篇 軋制理論,2.4 改善咬入條件的途徑,改善咬入條件是進(jìn)行順利操作、增加壓下量、提高生產(chǎn)率的有力措施，也是軋制生產(chǎn)中經(jīng)常碰到的實(shí)際問(wèn)題。,咬入條件：,改善軋件或軋輥的表面狀態(tài)，以提高摩擦角; 合理調(diào)節(jié)軋制速度。,2種途徑,鋼錠小頭進(jìn)鋼,第一篇 軋制理論,3.

7、軋制過(guò)程中的橫變形寬展,3.1 寬展及其分類(lèi),在軋制過(guò)程中軋件的高度方向承受軋輥壓縮作用，壓縮下來(lái)的體積，將沿縱向和橫向移動(dòng)。 沿橫向移動(dòng)的體積所引起的軋件寬度的變化稱(chēng)為寬展。,正確地估計(jì)寬展對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量，改善生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有著重要的作用！,產(chǎn)品缺陷！,寬展估計(jì)不足產(chǎn)生的缺陷,第一篇 軋制理論,寬展的分類(lèi)： 根據(jù)金屬沿橫向流動(dòng)的自由程度,坯料在軋制過(guò)程中，被壓下的金屬體積在橫向移動(dòng)時(shí)，除了受接觸摩擦的影響外，不受其它任何的阻礙和限制,坯料在軋制過(guò)程中，金屬質(zhì)點(diǎn)橫向流動(dòng)時(shí)，除受接觸摩擦影響外，還承受孔型側(cè)壁的限制而破壞了自由流動(dòng)的條件,坯料在軋制過(guò)程中，金屬質(zhì)點(diǎn)橫向移動(dòng)時(shí)，不僅不受任何阻礙，

8、且受有強(qiáng)烈的推動(dòng)作用，使軋件寬度產(chǎn)生附加的增長(zhǎng),自由寬展,限制寬展,強(qiáng)迫寬展,第一篇 軋制理論,寬展的組成：沿軋件橫斷面高度上的分布,滑動(dòng)寬展,翻平寬展,鼓形寬展,注意：實(shí)際寬展與理論寬展的差異！,寬展沿軋件橫斷面高度分布,第一篇 軋制理論,寬展的組成：沿軋件寬度上的分布（兩種假說(shuō)）,假說(shuō)1：（適用于軋制寬而薄的薄板時(shí)，寬展很小，甚至可忽略） 寬展沿軋件寬度均勻分布。因?yàn)樽冃螀^(qū)與前后外區(qū)彼此是同一塊金屬，是緊密聯(lián)接在一起的。因此對(duì)變形起著均勻的作用，使沿長(zhǎng)度方向上各部分金屬延伸相同，沿寬度方向的寬展自然也均勻。,假說(shuō)2：（可定性描述寬展，便于說(shuō)明寬展現(xiàn)象的性質(zhì)和作為計(jì)算寬展的根據(jù)） 變形區(qū)可分

9、為四個(gè)區(qū)域，即在兩邊的區(qū)域?yàn)閷捳箙^(qū)，而中間分為前后兩個(gè)延伸區(qū)。,寬展沿寬度均勻分布假說(shuō),變形區(qū)分區(qū)圖示,第一篇 軋制理論,3.2 影響寬展的因素,因素1：高向移動(dòng)體積,（厚度方向壓縮量）,（縱向和橫向延伸量）,第一篇 軋制理論,無(wú)接觸摩擦：,有接觸摩擦：,在有接觸摩擦的條件下鐓粗矩形六面體的變形圖示,第一篇 軋制理論,軋輥的圓柱體形狀對(duì)橫向和縱向變形間對(duì)比關(guān)系的影響，可用工具形狀系數(shù)KG加以考慮。,其中：Wx-縱向延伸阻力 Wy-橫向延伸阻力,在變形區(qū)每個(gè)區(qū)域內(nèi)對(duì)延伸的阻力,變形區(qū)第一個(gè)區(qū)域工具形狀系數(shù)圖,第一篇 軋制理論,影響軋件寬展的各種因素,相對(duì)壓下量的影響,相對(duì)壓下量越大， 寬展越大！

10、,(1) 壓下量增加時(shí)，變形區(qū)長(zhǎng)度增加，變形區(qū)水平投影形狀l/b增大，使得縱向塑性流動(dòng)阻力增加，縱向壓縮主應(yīng)力值加大，而相應(yīng)橫向運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)增大，因而使得寬展加大。 (2) h/H增加，高向壓下的金屬體積增加，必然引起寬展增加。,寬展與壓下量的關(guān)系,第一篇 軋制理論,軋制道次的影響,總壓下量一定的前提下，軋制道次越多，寬展越小！,在其它條件及總壓下量一定時(shí)，一道次軋制時(shí)變形區(qū)形狀l/b值較大，故寬展大；而多道次軋制時(shí)，變形區(qū)形狀l/b值較小，因而寬展也較??！,！,應(yīng)按各個(gè)道次分別計(jì)算寬展！,第一篇 軋制理論,軋輥直徑的影響,其它條件不變時(shí)，增加直徑，有利寬展！,增加直徑D，變形區(qū)長(zhǎng)度加大， 使得縱

11、向阻力增加而有利于寬展！,由于受軋輥形狀的影響， 始終存在有利于延伸的水平 分力，因此延伸總是大于寬展！,軋輥直徑對(duì)寬展的影響,第一篇 軋制理論,摩擦系數(shù)的影響,t軋制溫度；v軋制速度； K1軋輥材質(zhì)及表面狀態(tài)；K2軋件化學(xué)成分,其它條件不變時(shí)，摩擦系數(shù)增加，寬展增加！,第一篇 軋制理論,軋制溫度,軋制溫度與寬展指數(shù)的關(guān)系,第一篇 軋制理論,軋制速度,寬展與軋制速度的關(guān)系,第一篇 軋制理論,軋輥表面狀態(tài),軋輥表面越粗糙，摩擦系數(shù)越大， 導(dǎo)致寬展越大！ 若將軋輥實(shí)施潤(rùn)滑后，摩擦系數(shù)降低，相應(yīng)地可減小寬展！,第一篇 軋制理論,軋件及軋輥化學(xué)成分,鋼的成分對(duì)寬展的影響系數(shù),第一篇 軋制理論,軋件寬度

12、的影響,從絕對(duì)量上看，寬展隨軋件寬度的增加先增后減！,軋件寬度對(duì)變形區(qū)劃分的影響,軋件寬度與寬展的關(guān)系,第一篇 軋制理論,3.3 寬展的計(jì)算公式,（1）.采里柯夫公式,導(dǎo)出依據(jù)：最小阻力定律和體積不變定律,形成寬展的假定寬展區(qū),第一篇 軋制理論,（2）.巴赫契諾夫公式,導(dǎo)出依據(jù)：移動(dòng)體積與其消耗功成正比的關(guān)系,實(shí)踐證明，用巴赫契諾夫公式計(jì)算平輥軋制和箱型孔型中的自由寬展可以得到與實(shí)際相接近的結(jié)果。,第一篇 軋制理論,（3）S.愛(ài)克倫得公式,k1-軋輥材質(zhì)與表面狀態(tài)的影響系數(shù) k2-軋制速度影響系數(shù) k3-軋件化學(xué)成分影響系數(shù) t-軋制溫度，,第一篇 軋制理論,（3）.古布金公式,此公式反映各因

13、素對(duì)寬展的影響，通過(guò)實(shí)驗(yàn)總結(jié)得到公式如下：,第一篇 軋制理論,3.4 孔型軋制時(shí)寬展特點(diǎn)及簡(jiǎn)化計(jì)算,孔型軋制寬展特點(diǎn),沿軋件寬度壓縮不均勻,沿軋件寬度方向壓縮不均勻情況,沿寬度不同點(diǎn)：橫變形的復(fù)雜性,沿寬度相同點(diǎn)：平均延伸系數(shù),第一篇 軋制理論,3.4 孔型軋制時(shí)寬展特點(diǎn)及簡(jiǎn)化計(jì)算,孔型軋制寬展特點(diǎn),孔型側(cè)壁斜度對(duì)橫向阻力影響,孔型側(cè)壁斜度的影響作用,凹形孔型：,凸形孔型：,(a),(b),第一篇 軋制理論,3.4 孔型軋制時(shí)寬展特點(diǎn)及簡(jiǎn)化計(jì)算,孔型軋制寬展特點(diǎn),軋件與軋輥接觸非同時(shí)性,接觸的非同時(shí)性,A點(diǎn)接觸,B點(diǎn)接觸,C點(diǎn)接觸,D點(diǎn)接觸,壓縮部分較小 得到局部寬展,壓縮面積未壓縮面積 延伸

14、足，寬展不顯著,得到大的延伸量,第一篇 軋制理論,3.4 孔型軋制時(shí)寬展特點(diǎn)及簡(jiǎn)化計(jì)算,孔型軋制寬展特點(diǎn),軋制時(shí)的速度差異,輥徑不同的孔型形成速度差,在相同的轉(zhuǎn)數(shù)下，D1的線(xiàn)速度v1 D2的線(xiàn)速度v2,軋件不同部位的相互拉扯變形,孔型磨損不均勻,第一篇 軋制理論,3.4 孔型軋制時(shí)寬展特點(diǎn)及簡(jiǎn)化計(jì)算,孔型軋制的簡(jiǎn)化計(jì)算方法（平均高度法）,方法的基本出發(fā)點(diǎn)：將孔型內(nèi)軋制條件簡(jiǎn)化成平板軋制，即用同面積、同寬度的矩形代替曲線(xiàn)邊的軋件。,按平均高度法簡(jiǎn)化圖解,入孔型前軋件平均高度：,軋制后軋件平均高度：,軋件平均壓下量：,軋輥的工作直徑：,第一篇 軋制理論,4. 軋制過(guò)程中的縱變形前滑和后滑,4.1

15、定義,在軋制過(guò)程中，軋件出口速度vh大于軋輥在該處的線(xiàn)速度v，即vhv的現(xiàn)象稱(chēng)為前滑現(xiàn)象。,在軋制過(guò)程中，軋件入口速度vH小于軋輥在該處的線(xiàn)速度v的水平分量vcosa的現(xiàn)象稱(chēng)為后滑現(xiàn)象。,前滑值：,后滑值：,第一篇 軋制理論,前滑、后滑與總延伸及有關(guān)工藝參數(shù)的關(guān)系,按秒流量相等條件：,根據(jù)前滑值公式：,根據(jù)后滑值公式：,或,第一篇 軋制理論,4.2 軋件不同斷面的運(yùn)動(dòng)速度,變形區(qū)=（兩區(qū)）+（一面）,典型斷面速度關(guān)系,第一篇 軋制理論,4.3 中性角的確定,根據(jù)軋件受力平衡條件確定中性面的位置 及中性角大小。,第一篇 軋制理論,4.4 前滑的計(jì)算公式,根據(jù)變形區(qū)各橫斷面秒流量體積不變?yōu)橥茖?dǎo)依據(jù)

16、。,E.芬克前滑公式：,愛(ài)克倫得前滑公式：,D.德里斯頓公式：,角很小,D/h1,第一篇 軋制理論,4.5 影響前滑的因素,壓下率,前滑,軋后軋件厚度,前滑,軋件寬度,前滑,軋輥直徑,前滑,摩擦系數(shù),前滑,前張力,前滑,后張力,前滑,第一篇 軋制理論,4.6 連軋中前滑與有關(guān)工藝參數(shù)確定之連軋常數(shù),連續(xù)軋制時(shí)，隨著軋件斷面的壓縮軋制，其軋制速度遞增，保持正常軋制的條件是軋件在軋制線(xiàn)上每一機(jī)架的秒流量必須保持相等。,軋件在各機(jī)架軋制時(shí)秒流量相等，即為一個(gè)常數(shù)，稱(chēng)該常數(shù)為連軋常數(shù)。,連續(xù)軋制時(shí)各機(jī)架與軋件的關(guān)系示意圖,第一篇 軋制理論,明確一點(diǎn)：前滑的大小以前滑系數(shù)和前滑值來(lái)表示。,考慮前滑時(shí)的連

17、軋常數(shù)？,，,，,， ，,4.6 連軋中前滑與有關(guān)工藝參數(shù)確定之前滑系數(shù)和前滑值,第一篇 軋制理論,4.6 連軋中前滑與有關(guān)工藝參數(shù)確定之堆拉系數(shù)和堆拉率,問(wèn)題的提出：,實(shí)際連軋時(shí)很難保證理論上的秒流量相等而使連軋系數(shù)恒定，為此而有意識(shí)的采用堆鋼或拉鋼的操作技術(shù)。,堆拉系數(shù) K,堆拉率,，,，,，,第一篇 軋制理論,5. 軋制壓力及力矩的計(jì)算,T.卡爾曼微分方程,5.1 軋制單位壓力的理論計(jì)算,(+表示后滑區(qū)，-表示前滑區(qū)),卡爾曼方程的一般形式,第一篇 軋制理論,T.卡爾曼微分方程的.采里柯夫解,附加假設(shè)條件： 認(rèn)為變形區(qū)內(nèi)的接觸摩擦條件服從干摩擦定律（庫(kù)倫摩擦定律） ； 將變形區(qū)接觸弧看作

18、弦 。,后滑區(qū),無(wú)張力,前滑區(qū),無(wú)張力,第一篇 軋制理論,第一篇 軋制理論,E.奧羅萬(wàn)單位壓力微分方程,認(rèn)為變形區(qū)內(nèi)軋件與軋輥間是否產(chǎn)生滑移取決于摩擦力的大小，以剪應(yīng)力 代替接觸表面摩擦力；,認(rèn)為熱軋時(shí)存在粘著現(xiàn)象，因此用水平應(yīng)力的合力Q代替此時(shí)沿?cái)嗝娓呦蛏戏植疾痪鶆虻乃綉?yīng)力 。,附加假設(shè)條件：,整理后：,第一篇 軋制理論,R.B.西姆斯單位壓力公式,附加假設(shè)條件：,把軋制看作粗糙的斜錘頭間的鐓粗，定義水平力Q為 ；,認(rèn)為沿整個(gè)接觸弧都有粘著，即 。,后滑區(qū)：,前滑區(qū)：,第一篇 軋制理論,M.D.斯通單位壓力公式,附加假設(shè)條件：,把軋制看作平板間鐓粗；,后滑區(qū)：,前滑區(qū)：,第一篇 軋制理論,

19、接觸表面摩擦按全滑動(dòng)考慮。,5.2 軋制壓力的工程計(jì)算,軋件對(duì)軋輥總壓力計(jì)算公式的一般形式：,慣用表達(dá)式：,第一篇 軋制理論,（1）軋件與軋輥間接觸面積 F,，其中,確定相對(duì)簡(jiǎn)單,影響因素較多 確定相對(duì)復(fù)雜,（2）平均單位壓力,影響軋件機(jī)械性能,影響軋件應(yīng)力狀態(tài)特征,第一篇 軋制理論,影響軋件對(duì)軋輥總壓力的因素主要有： 接觸面積(F)、應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)( )以及反映軋件機(jī)械性能的實(shí)際變形抗力( ) 。,接觸面積的確定,實(shí)際計(jì)算中接觸面積并非軋件與軋輥的實(shí)際接觸面積，而是實(shí)際接觸面積的水平投影。習(xí)慣上稱(chēng)此面積為接觸面積。,第一篇 軋制理論,(1) 輥徑相同：,(2) 輥徑不同：,(3) 考慮軋輥彈性

20、壓扁：,；,第一篇 軋制理論,孔型軋制時(shí)，由于軋件與軋輥接觸的非同時(shí)性，壓下是不均勻的，因而接觸面積已不再呈梯形。此時(shí)，接觸面積可按平均高度法公式求解，即：,第一篇 軋制理論,金屬實(shí)際變形抗力的確定,軋制溫度、變形程度、變形速度的影響,第一篇 軋制理論,冷、熱軋時(shí)金屬實(shí)際變形抗力的確定方法,金屬實(shí)際變形抗力的確定,冷軋時(shí)：nT1, nu1,熱軋時(shí)：n1,（平均壓下率）,（平均變形溫度）,第一篇 軋制理論,平均單位壓力的計(jì)算(n),第一篇 軋制理論,無(wú)張力時(shí)，,(1) 外摩擦影響系數(shù)n的確定,當(dāng)提高壓下率、摩擦系數(shù)和輥徑時(shí)， n增加，即平均單位壓力增加。,第一篇 軋制理論,(2) 外端影響系數(shù)n

21、的確定,一般在薄板帶材軋制條件下，外端影響可忽略不計(jì)，即n=1。,厚件軋制時(shí)，由于外端存在使軋件的表面變形引起附加應(yīng)力而使單位壓力增大，此時(shí)n 可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。,第一篇 軋制理論,(3) 張力影響系數(shù)n的確定,采用張力軋制能使平均單位壓力降低,改變軋制變形區(qū)的應(yīng)力狀態(tài),減小軋輥的彈性壓扁,注意：適用條件！,中性角位置不變,簡(jiǎn)化處理方法：通過(guò)K值的處理,第一篇 軋制理論,接觸表面摩擦規(guī)律按全滑動(dòng)；,考慮外摩擦、拉力和軋輥彈性壓扁的影響；,“S形曲線(xiàn)”,接觸表面摩擦規(guī)律按全粘著；,用于熱軋的半經(jīng)驗(yàn)公式；,摩擦規(guī)律的差異,第一篇 軋制理論,5.3 主電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軋輥所需力矩及功率,5.3.1 傳動(dòng)力

22、矩組成,Mz軋制力矩，使軋件塑性變形所需力矩； Mm摩擦力矩，克服軋輥軸承，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上的摩擦； Mk空轉(zhuǎn)力矩，克服空轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦力矩； Md動(dòng)力矩，克服軋輥不均速運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力； i軋輥與主電機(jī)間的傳動(dòng)比；,5.3 主電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軋輥所需力矩及功率,第一篇 軋制理論,5.3.2 軋制力矩的確定,力臂系數(shù),熱軋鑄錠時(shí) =0.550.60,熱軋板帶時(shí) =0.420.50,冷軋板帶時(shí) =0.330.42,按金屬對(duì)軋輥的作用力,第一篇 軋制理論,5.3.2 軋制力矩的確定,按能耗曲線(xiàn)計(jì)算,5.3 主電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軋輥所需力矩及功率,軋制所消耗的功A與軋制力矩之間的關(guān)系：,如軋件重G噸，則在第n+1軋制道次的總

23、能耗為：,kWh,第一篇 軋制理論,5.3.3 附加摩擦力矩的確定,5.3 主電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軋輥所需力矩及功率,軋輥軸承中的摩擦力矩 + 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的摩擦力矩,第一篇 軋制理論,5.3.4 空轉(zhuǎn)力矩的確定,5.3 主電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軋輥所需力矩及功率,空轉(zhuǎn)力矩是指空載轉(zhuǎn)動(dòng)軋機(jī)主機(jī)列所需的力矩。通常根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)部分軸承中引起的摩擦力來(lái)計(jì)算。,所有部件轉(zhuǎn)動(dòng)所需力矩之和：,其中：,得空轉(zhuǎn)力矩表達(dá)式：,第一篇 軋制理論,5.3.5 靜負(fù)荷圖,5.3 主電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軋輥所需力矩及功率,力矩隨時(shí)間變化的關(guān)系圖稱(chēng)為靜負(fù)荷圖。,繪制靜負(fù)荷圖的兩步走：,（1）確定軋件在整個(gè)軋制過(guò)程中在主電機(jī)軸上的靜負(fù)荷值；,（2）確定各道次的

24、純軋和間歇時(shí)間。,第一篇 軋制理論,5.3.6 可逆式軋機(jī)負(fù)荷圖,5.3 主電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軋輥所需力矩及功率,可逆式軋機(jī)軋制特點(diǎn)： 低速咬入提高軋制速度軋制低速拋出。,負(fù)荷圖由靜負(fù)荷和動(dòng)負(fù)荷兩部分組成。,第一篇 軋制理論,5.3.7 主電動(dòng)機(jī)的功率計(jì)算,5.3 主電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軋輥所需力矩及功率,確保兩項(xiàng)內(nèi)容：,由負(fù)荷圖計(jì)算所得等效力矩不超過(guò)電機(jī)額定力矩；,負(fù)荷圖中的最大力矩不能超過(guò)電機(jī)允許過(guò)載負(fù)荷和持續(xù)時(shí)間。,校核電機(jī) 溫升條件,校核電機(jī) 過(guò)載條件,第二篇 軋制工藝基礎(chǔ),第二篇 軋制工藝基礎(chǔ),7. 軋材種類(lèi)及其生產(chǎn)流程,（1）按金屬與合金種類(lèi)區(qū)分,鋼材，銅、鋁、鈦等有色金屬及合金軋材。,鋼材,普通碳

25、素鋼: 如 Q235，Q345,優(yōu)質(zhì)碳素鋼: 如 45鋼等（數(shù)字為含碳質(zhì)量萬(wàn)分?jǐn)?shù)）,低合金鋼,合金鋼: 如36Mn2Si，表示含C0.36%，Mn 2%，Si1%。,例外情況：工具鋼，如9Mn2V;,滾動(dòng)軸承鋼，如GCr15；,7.1 軋材的種類(lèi),第二篇 軋制工藝基礎(chǔ),7. 軋材種類(lèi)及其生產(chǎn)流程,（1）按金屬與合金種類(lèi)區(qū)分,鋼材，銅、鋁、鈦等有色金屬及合金軋材。,7.1 軋材的種類(lèi),高比強(qiáng)度！,第二篇 軋制工藝基礎(chǔ),7. 軋材種類(lèi)及其生產(chǎn)流程,K.Lu. Science, 2010, 328: pp319.,高斷裂韌性,第二篇 軋制工藝基礎(chǔ),（2）按軋材斷面形狀尺寸區(qū)分,板帶材，型材，線(xiàn)材，管

26、材及特殊品種軋材。,第二篇 軋制工藝基礎(chǔ),7.2 軋材生產(chǎn)系統(tǒng)及生產(chǎn)工藝流程,煉鋼,盛鋼桶,鋼坯,鑄錠,脫模,均熱,初軋,加熱,軋制,鋼材,連續(xù)鑄錠,清理,整模間,冷卻間,涂油間,第二篇 軋制工藝基礎(chǔ),焦化,燒結(jié),煉鐵,煉鋼,調(diào)成份 (脫S/P，調(diào)Si/Mn),板坯,熱軋機(jī),熱軋板卷,酸洗,冷軋機(jī),冷軋板卷,罩式退火,連續(xù)退火,第二篇 軋制工藝基礎(chǔ),轉(zhuǎn)爐煉鋼,火焰切割,第二篇 軋制工藝基礎(chǔ),（1）板帶鋼生產(chǎn)系統(tǒng),（2）型鋼生產(chǎn)系統(tǒng),（3）混合生產(chǎn)系統(tǒng),（4）合金鋼生產(chǎn)系統(tǒng),一般鋼材生產(chǎn)系統(tǒng)的特點(diǎn)：,原料采用連鑄坯（特厚板除外），采用連續(xù)軋制方法生產(chǎn)。,分大型、中型和小型三種，整體規(guī)模不大。,一

27、套系統(tǒng)滿(mǎn)足多品種需要，但不利于單一品種產(chǎn)量和質(zhì)量的提高。,由于合金鋼產(chǎn)量少而品種多，故該系統(tǒng)往往屬于中小型生產(chǎn)系統(tǒng)。,第二篇 軋制工藝基礎(chǔ),8. 軋制生產(chǎn)工藝過(guò)程及其制定,制定軋制生產(chǎn)工藝過(guò)程的總?cè)蝿?wù)和總依據(jù)：,優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本地生產(chǎn)出符合技術(shù)要求的軋材。,8.1 軋材產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求,軋材產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)一般包括：品種（規(guī)格）標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)條件、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及交貨標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容。,產(chǎn)品的技術(shù)要求除規(guī)定品種規(guī)格要求外，還規(guī)定如表面質(zhì)量、鋼材性能、組織結(jié)構(gòu)及化學(xué)成分等，有時(shí)還包括某些試驗(yàn)方法和試驗(yàn)條件等。,第二篇 軋制工藝基礎(chǔ),8.2 金屬及合金的加工特性,（1）塑性：一方面取決于金屬本身；另一方面還與變形條件有關(guān)。,（2）變形抗力：凡是引起晶格畸變的因素都使變形抗力增大；合金元素對(duì)變形抗力的多方面影響。,（3）導(dǎo)熱系數(shù)：鋼種合金元素和雜質(zhì)增多，導(dǎo)熱系數(shù)降低；另外，導(dǎo)熱系數(shù)還與溫度有關(guān)。,（4）摩擦系數(shù)：多數(shù)合金鋼的摩擦系數(shù)比碳素鋼大，因此在制定工藝時(shí)必須加以考慮。,第二篇 軋制工藝基礎(chǔ),8.2 金屬及合金的加工特性,（5）相圖狀態(tài)：合金元素影響相圖狀態(tài)，從而影響鋼在不同溫度下的組織結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝過(guò)程。,（6）淬硬性：合金元素除Co外，皆使奧氏體轉(zhuǎn)變曲線(xiàn)右移，提高其淬透性，但也易于淬硬和淬裂。,（7）對(duì)某些缺