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1、学学 号：号： 课课程程设设计计说说明明书书 设计题目：设计题目：0.41450mm1450mm 冷轧板带钢设计冷轧板带钢设计 学生姓名：学生姓名： 专业班级：专业班级： 学学 部：材料化工部部：材料化工部 指导教师：指导教师： 助教助教 2015 年年 12 月月 3 日日 摘 要 -I- 摘摘 要要 冷轧产品尺寸精度高，表面光滑，内部各项性能良好，其主要因素是排除 了热轧中温度这一工艺因素的影响。利用钢在高温时变形抗力低和塑性良好的 特点，在高温状态下进行加工变形，有利于节约能源，容易获得各种形状，但 高温加工变形过程中的温度不是固定不变的，如果加工过程中钢的温度不均匀， 则影响加工精确度
2、；而高温状态的氧化，使得热轧钢板表面质量较差，冷轧能 使金属内部颗粒破碎并均匀化，附加一定的热处理工艺，便能得到良好的性能， 因此在产品尺寸的精确度，表面质量、性能各方面，冷轧板带钢都比热轧板带 钢强。在特定的冷轧机上还可以轧制厚度为 0.001mm 的极薄钢板，这对于热轧 来说是不可能的。 本次设计使用 2.0x1450mmQ240 坯料经五道次轧制总压下 1.6mm 轧出 0.4x1450 的薄板材，并且对轧机、轧辊、电机受力等进行了校核。工艺制度均 符合生产要求。 关键词 冷轧；热轧；酸洗；脱脂 Abstract -II- AbstractAbstract The cold rolled
3、 products with size high precision, smooth surface, internal performance is good. Its main factors are ruled out in the hot rolling temperature of the process factors. When using steel in high temperature deformation resistance is low, and the characteristics of the plastic good, deformation under t
4、he state of high temperature processing, beneficial to save energy, easy accessing to a variety of shapes, But in the process of high temperature deformation temperature is not fixed, if in the process the temperature of steel uneven, influence machining precision; And the state of high temperature
5、oxidation, make hot rolled steel plate surface quality is bad, Cold rolling can make the metal internal grain breakage and homogenization, additional heat treatment process, can get good performance, So in product size precision, surface quality, performance and manufacture steel strip are better th
6、an hot- rolled strip steel. In particular cold rolling machine can rolling thin steel plate thickness of 0.001 mm, it is impossible for hot rolling. This design uses 2.0 x1450mmQ240 billet by five times rolling down 1.6 mm rolling out 0.4 x1450 thin plate, and the rolling mill, roll, such as motor b
7、earing for checking. All conform to the requirements of the production process system. Keywords cold rolling； hot rolling ；acid pickling ；degrease 目 录 -III- 目 录 课课程程设设计计说说明明书书.I 设计题目：设计题目：0.41450MM1450MM 冷轧板带钢设计冷轧板带钢设计.I 学生姓名：李铁岭学生姓名：李铁岭.I 摘摘 要要.I ABSTRACTABSTRACT.II 第 1 章 综述1 1.1 冷轧 1 1.1.1 冷轧薄板综述1
8、 1.1.2 冷轧的概念1 1.2 冷轧薄板的生产过程1 1.3 冷轧工艺特点 2 第 2 章 轧制工艺制度的确定4 2.1 原料的选择 4 2.2 轧制规程 5 2.3 工艺制度的确定 6 2.3.1 压下制度确定6 2.3.2 张力制度确定8 2.3.3 速度制度8 2.3.4 轧制力计算12 第 3 章 设备强度及能力校核23 3.1 咬入能力校核 23 3.2 轧辊强度校核24 3.3 支承辊校核 28 目 录 -IV- 3.4 接触应力校核29 3.5 电动机功率校核（第二架为例） 30 3.5.1 轧制力矩30 3.5.2 摩擦力矩.30 3.5.3 空转力矩30 第 4 章 小结
9、32 参考文献33 华北理工大学轻工学院 -1- 第 1 章 综述 1.1 冷轧 1.1.1 冷轧薄板综述 在钢材加工过程中，除了少部分采用锻造或铸造等方法直接成材外，其余 约 80%以上都是经过轧制成材。而冷轧板带钢的生产工艺，避免了热轧中存在 的温降和温度分部不均的弊病，可以生产出厚度更薄、尺寸更精确、表面更光 洁、板形更平直的板卷。 本冷轧带钢轧制规程课程设计参考鞍钢冷轧厂 1#线而进行。预设计生产规 格为 0.41450mm 的 Q240 冷轧薄板。本设计对冷轧的生产特点以及主要工序 作了简单的介绍，并制定了轧制制度，计算了轧制力，对轧辊强度、电机功率 进行了校核。 1.1.2 冷轧的
10、概念 冷轧是金属在再结晶温度以下的轧制过程。冷轧时金属不会发生再结晶， 但会发生加工硬化现象。 加工硬化是金属在轧制过程中强度、硬度增加，而韧性、塑性下降的现象。 冷轧板带钢的优势： 1 可生产厚度更小的薄板 2 带材沿宽度和长度方向能获得均匀的厚度，板形更好。 3 冷轧时采用的轧辊表面光洁硬度大，可得到表面质量好，表面光洁的产 品。 4 带材经冷轧后，进行不同的热处理，可以得到不同机械性能的产品。 1.2 冷轧薄板的生产过程 冷轧生产各工序简介： 热轧板卷料酸洗冷轧退火平整精整包装入库 华北理工大学轻工学院 -2- （1）酸洗 盐酸或硫酸为溶剂去除热轧来料的氧化铁皮，使之表面光洁，便于冷轧。
11、 （2）轧制 四辊式轧机，56 机架连轧 （3）脱脂与退火 1 脱脂：冷轧后的清洗工序，去除钢板表面的油脂和污物，防止退火后带 钢表面上生成黑斑和灰层。 2 脱脂方法： 电解清洗、机上洗净与燃烧脱脂。 3 退火：使轧制时受到加工硬化的金属重新软化，消除内应力和得到细小 均匀的晶粒。 （4）平整：退火后带钢以小压下率进行轧制的过程叫做平整。 （15%） 目的： 1 消除材料的屈服平台，防止加工时的拉伸应变； 2 提高材料的强度极限，扩大塑性加工范围。平整量不同钢种的机械性能 产生一定幅度的变化； 3 矫正板材的形状； 4 根据用户的要求生产表面粗糙度不同的带钢，对镀层板加工成光滑表面， 而对涂层
12、板加工层表面打毛均匀的表面。 （5）成品剪切 平整后的钢带经过成品剪切后成为钢带的最终交货状态。 1.3 冷轧工艺特点 （1）加工温度低，钢在轧制过程中产生加工硬化； 加工硬化的影响： 1 变形抗力增大，使轧制力加大。 华北理工大学轻工学院 -3- 2 塑性降低，易发生脆裂。 （2）冷轧中采用工艺冷却与润滑（工艺冷润） ； 1 工艺冷却：冷轧过程中的变形热和摩擦热使轧件和轧辊温度升高，须采 用有效的人工冷却。 2 工艺润滑 工艺润滑的作用： 减少金属的变形抗力（实现大压下和轧制更薄板材） ； 冷却轧辊； 防止粘辊。 天然油脂（动、植物油脂）润滑效果优于矿物油。常用冷润液-乳化液:通过 乳化剂的
13、作用把少量的油剂和大量的水混合起来，制成乳状的冷润液。乳化液 的冷却能力介于水和油之间，一般为水的 4080%，随着乳化液浓度的增加，其 冷却能力下降。 （3）冷轧中采用张力轧制： 张力轧制轧件在轧辊中的辗轧变形是在有 一定的前张力和后张力作用下实现的。 张力作用在轧件轧制方向上的力。 前张力作用方向与轧制方向相同的张力。 后张力作用方向与轧制方向相反的张力。 张力的作用： 防止带钢在轧制过程中跑偏（保证正确对中轧制） ； 使所轧带钢保持平直（包括在轧制过程中保持板形平直以及轧后板形良 好） ； 降低轧件的变形抗力，便于轧制更薄的产品； 起适当调整冷轧机主电机负荷的作用。 华北理工大学轻工学院
14、 -4- 第 2 章 轧制工艺制度的确定 2.1 原料的选择 本设计产品规格要求：0.41450mm，钢种为 Q240 普通冷轧钢。根据冷轧 过程中总压下率在 60%-80%左右，轧制过程中忽略宽展。原料规格为： 2.001450mm，则总压下率为 80%。本设计中采用五机架冷连轧机，其主要设 备如下表： 表 2-1-1 工作机架参数表 部位总高 （mm） 断面尺寸 （mm） 窗口尺寸（mm）形式重量 （t） 材质 操作侧7145 63076048001360 闭口78.3ZG35 传动侧7145 63076048001360 闭口78.3ZG35 表 2-1-2 轧辊参数表 项目辊身长（mm
15、）直径（mm）硬度（HS）润滑方式 工作辊1700540/60085-92油气润滑 支承辊17001450/152560-67动压润滑 华北理工大学轻工学院 -5- 2.2 轧制规程 制定轧制规程表： 表 2-2-1 轧制规程表 轧机H（mm）h(mm) (mm) h (mm)h (%) 12.001.150.851.57542.50 21.150.750.400.9535.80 30.750.500.250.62526.70 40.500.450.050.47510.00 50.450.400.050.42511.00 轧机轧速 V（m/s） 后张力 （MPa） 前张力 （MPa） （MPp
16、 a） P（t） 17.745090664.71818.23 212.390100851.91976173 315.9100105933.01586.43 418.8105115966.81432.31 520.011545817.2941.15 华北理工大学轻工学院 -6- 2.3 工艺制度的确定 2.3.1 压下制度确定 根据等轧制力原则采用分配压下系数如表 2-3-1，令轧制中的总压下量为 h，则各道次的压下量 hi 为： = 式中：bi压下分配系数 冷轧压下分配规则 1）第一道次考虑后张力较小，带钢容易跑偏;坯料厚度不均匀等，应小于 设备所允若的最大能力，留有适当余量； 2）第二、三道次采用大压下率轧制； 3）精轧道次不采用大的压下率，保证板形及厚度精度。 表 2-3-1 冷连轧机压下分配系数 机架数压下分配系数 bi 道次号 12345 50.530.250.160.030.03 第一道次： b1=0.5 h=2.0-0.4=1.6mm
