冷轧工艺特点及冷轧工艺参数

冷轧工艺特点及冷轧工艺参数内容摘要：

平均总变形程度 ε 总 用下式计算： 例题：由退火原料开始轧制，带钢原始厚度为 ，轧制 的产品，轧制道次为两道。 Q215F 钢种的加工硬化曲线如图 311 所示。 第 1 道： ho=， h1=， Δ h=，由于为退火状态进行轧制，故入口压下率 ε。 为零，出口压下率为： 平均总压下率ε 总 为： ε 总 = 0+ 1= 0+46 ％ =28％ 由图 311 查出对应于； ε 总 =28％的σ =490MPa。 图 311 Q215F 钢种的加工硬化曲线 1纵向； 2横向 第 2 道：入口总压下率为 46％， h2=，出口总压下 率为： 第 2 道平均总压下率为： 对应于ε 总 为 62％的 σ =700MPa。 若多道次轧制，计算方法相同。 71．计算冷轧轧制压力时怎样选用摩擦系数 ? 冷轧时的摩擦系数与采用的润滑剂及轧辊表面状况有关，可按表 3— 2 选择。 表 32 在研磨的轧辊上轧制冷轧钢板、钢带时的摩擦系数 轧材品种 润滑剂 摩擦系数 薄钢带 棕榈油 乳化棕榈油 橄榄油 蓖麻油 羊毛脂 ～ ～ 扁钢和钢板 乳化矿物油 乳化棕榈油 ～ ～ 在研磨的轧辊上平整钢板和扁钢时，若无润滑，可取 f=～。 冷轧时的摩擦系数与轧制速度有关，随着轧制速度的增大，摩擦系数有所降低 (见表33)。 表 33 冷轧时摩擦系数值与轧制 速度的关系 润滑剂 轧制速度／ m s1 3以下 10以下 20以下 大于 20 乳化液 矿物油 棕榈油 ～ ～ ～ 72．怎样用斯通公式计算冷轧轧制压力 ? 在冷轧薄带时，由于轧辊直径相对轧件厚度来说很大，考虑到轧辊压扁现象，斯通近似认为冷轧轧制过 程相当于两平行平板间的压缩过程。 根据平行平板的压缩变形推导出平均单位压力公式。 斯通平均单位压力公式写成下式： X O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l290 用斯通公式直接计算比较困难，通常采用图表法 (见图 312)，计算步骤如下： (1)已知 H、 h、 R、 qH、 qh； (2)由金属加工硬化曲线，查得 σ s0、 σ s1，计算 k 值； 图 312 确定 flˊ /h175。 压之图表 (6)利用表 34 查出应力状态系数 n=(ex1)/T 值，并计算出 l’ 值， (7)以 P175。 乘以 l’ 和轧件宽度 B，就可得出轧制力 P，即 例题：已知退火状态带钢 H=2mm，轧制到 h=，带钢宽度为 520mm，钢种为 Q215F ，后张应力 为零，前张应力为 75MPa，冷轧机轧辊直径为 170／ 400mm，摩擦系数 f=，求该道次的轧制力。 73．四辊冷轧机有哪几种传动方式 ? 为了提高轧机的刚度和减小各轧辊的变形，目前广泛采用四辊轧机来轧制板带材。 四辊轧机的辊系由工作辊与支撑辊组成。 轧制时，作用在工作辊上的轧制压力传递给大直径支撑辊，使轧机具有较大的刚度，从而保证所轧带材的精度。 四辊轧机按其传动方式可分为工作辊传动和支撑辊传动两种。 由于传动方式的不同，其辊系受力情况也不同。 支撑辊传动的四 辊轧机具有以下优点： (1)可采用直径较小的工作辊，从而降低了轧制压力，减小了工作辊在轧制时的弹性压扁； (2)可 在同一台轧机上采用不同直径的工作辊来进行轧制，以改善轧制条件，扩大带材品种； (3)工作辊传动的四辊轧机的传动扭矩往往受到万向接轴强度的限制 (因万向接轴直径受工作辊直径限制 )，而采用支撑辊传动时，传动扭矩可以加大； (4)更换工作辊方便，缩短换辊时间。 四辊轧机的缺点是支撑辊与工作辊之间容易打滑和增大工作辊水平弯曲。 74．轧机主电动机力矩由哪几部分组成，怎样计 算 ? 主电动机轴上的力矩由 4 部分组成，即 M 摩 l—— 轧制总压力在轧辊轴承上产生的附加摩擦力矩； M 摩 2—— 传动机构及其他转动件中的摩擦而产生的附加力矩； M 空 —— 空转力矩，即轧机空转时，由于各转动件的质量所产生的摩擦力矩及其他阻力矩； M 动 —— 动力矩，轧辊运转速度不均匀时，各部件由于有加速或减速所引起的惯性力所产生的力矩； i—— 电动机和轧辊之间的传动比。 主电动机力矩各组成部分按下述方法分别计算： (1)轧制力矩。 确定轧制力矩有两种 方法，一是通过轧制压 力计算轧制力矩，二是根据轧制能耗来推算轧制力矩大小。 关于能量消耗曲线及其推算轧制力矩的方法将另行讨论。 在简单轧制情况下，轧制力矩为： (2)附加摩擦力矩 M 摩。 附加摩擦力矩主要是轧辊轴承中的摩擦力矩： 式中 P—— 轧制力； d—— 轧辊辊颈直径； f1—— 轧辊轴承中摩擦系数。 摩擦系数 f1 决定于轴承构造及工作条件。 金属衬滑动轴承 f1为 ～ (冷轧 )，液体摩擦轴承 f1 为 ，滚动摩擦轴承 f1 为。 附加摩擦力 矩的次要组成部分为传动机构中的摩擦力矩 M 摩 2，即齿轮机座、减速机和连接轴等机构中的附加摩擦力矩，一般它由传动效率决定： 用万向接轴传动，倾角小于 3176。 时，传动效率 η 为 ～。 总的附加摩擦力矩为： (3)空转力矩 M 空。 空转力矩 M 空 由各转动零件质量产生的摩擦损失确定，可由下式计算： 式中 Gn—— 该零件的质量； fn—— 该零件轴承的摩擦系数； dn—— 该零件的轴颈直径； in—— 电动机与该零件的传动比。 总的空转力矩为： (4)动力矩 M 动。 以不均匀速度轧制时都有动力矩，在轧制过程中调速时以及可逆轧制情况下都可碰到。 大家知道，在速度变化时物体的惯性力 F 等于其质量乘以加速度，即 式中 dw/dt—— 角加速度。 动力矩是惯性力 F 和回转半径 R 的乘积，即 式中 GD2—— 旋转部件的飞轮惯性， Nm 2； 75．怎样计算工作辊传动的四辊轧机轧制力矩 ? 传动工作辊的轧辊受力情况如图 313 所示，各种力的计算方法如下： 图 313 带张力轧制时四辊轧机受力情况 (传动工作辊 ) (1)作用于工作辊上轧制压力的方向。 由 于作用在轧件上的张力不同，作用于工作辊上轧制压力的方向可分为以下 3 种情况： 前张力 T1后张力 T0时，轧制压力和张力的合力 P向轧机出口方向倾斜 φ 角 (图 313a)； 前张力 T1=后张力 T0时，轧制压力 P 垂直向上，无偏斜 (即 φ =0)(图 313c)； 前张力 T1后张力 T0时，轧制压力 P 向轧机人口方向倾斜 (φ 角 )(图 313b)。 (2)支撑辊给工作辊的反力 R 为： 式中 P—— 轧制压力和张力在工作辊上的合力； φ —— P 力的作用线与垂直线间的夹角； θ —— 工作辊 和支撑辊连心线与垂直的夹角； γ —— R 力的作用线与工作辊和支撑辊连心线间的夹角。 角度 φ、θ、γ 可从几何关系找到： 式中 D D2—— 分别为工作辊和支撑辊直径； e—— 工 作辊偏移距； ρ 2—— 支撑辊轴承的摩擦圆半径， ρ 2=μ 2d2／ 2(d2 为支撑辊辊颈直径， μ 2 为支撑辊轴承的摩擦系数 )； m—— 工 作辊与支撑辊间滚动摩擦系数，一般取 m=～。 (3)工作辊轴承座作用于工作辊的水平力 F 为： (4)传动 工作辊所需力矩 Mk 为： 式中 Mz—— 轧制力矩； MR—— 由工作辊带动支撑辊的力矩； Mn—— 工作辊轴承中摩擦力矩； a—— 轧制力臂，其大小除决定于轧制力作用点位置外，还与前后张力大小有关，即 β —— 轧制力作用点位置所对应的轧辊中心角，冷轧 时有： (5)传动两个工作辊的总传动力矩为： 由于工作辊偏移距 e 的数值相对工作辊与支撑辊直径来说很小，在计算传动力矩时，为了简化，可以认为 e=O，即工作辊不偏移，此时计算结果误差不超过 1％。 76 怎样计算支撑辊传动的四辊轧 机轧制力矩 ? 传动支撑辊的轧辊受力情况如图 314 所示。 为了计算传动支撑辊所需的力矩，首先分析工作辊的受力情况，由于工作辊是不传动的，因此，作用于工作辊的力所产生的力矩之和为零，即 从工作辊在。