主要设计目标和内容

（一）轧制规程（压下规程）设计（设定）

1.概　述

制定压下规程的方法很多，一般分为经验法和理论法两大类。经验方法是参照现有类似轧机行之有效的实际压下规程（经验资料）进行压下分配及校核计算。理论方法就是从充分满足前述制定的轧制规程的原则要求出发，按预设的条件通过数学模型计算或图表方法，以求最佳的轧制规程。这是理想和科学的方法。

通常在板带生产中制订压下规程的方法和步骤如下：

（1）根据原料、产品和设备条件，在咬入能力允许的条件下，按经验分配各道次压下量，这包括直接分配各道次绝对压下量或压下率、确定各道次压下量分配率及确定各道次能耗负荷分配比等各种方法。

（2）制订速度制度，计算轧制时间并确定逐道次轧制温度。

（3）计算轧制压力、轧制力矩及总传动力矩。

（4）校核轧辊等部件的强度和电机过载过热能力。

（5）按前述制订轧制规程的原则和要求进行必要的修正和改进。

2.限制压下量的因素

限制压下量的因素包括：金属塑性、咬入条件、轧辊强度及接轴叉头等的强度条件、轧制质量。

3.道次压下量的分配规律（热轧）

道次压下量有以下两种分配规律：

（1）中间道次有最大的压下量。

开始道次受到咬入条件的限制，同时考虑到热轧的破鳞作用及坯料的尺寸公差等，为了留有余地，给予小的压下量。以后为了充分利用钢的高温给予大的压下量。随着轧件温度下降，轧制压力增大，压下量逐渐减小。最后为了保证板形采用较小的压下量，但这个压下量又必须大于再结晶的临界变形量，以防止晶粒过分粗大。

（2）压下量随道次逐渐减小。

压下量在开始道次不受咬入条件限制，开轧前除鳞比较好，坯料尺寸比较精确，因此轧制一开始就可以充分利用轧件的高温，采用大的压下量，以后随轧件温度的下降压下量逐渐减少，最后1～2 道次为保证板形采用小的压下量，须大于再结晶的临界变形量。这种压下分配规律在二辊可逆和四辊可逆式轧机上经常使用。

4.冷轧板带钢轧制规程制定

（1）原料选择

冷轧板带钢采用的坯料为热轧板带，坯料最大厚度受冷轧机设备条件（如轧辊强度、电机功率、允许咬入角、轧辊开口度等）限制；坯料最小厚度的确定则应考虑所轧成品的厚度、钢种、产品的组织性能要求以及供坯条件（如热轧带生产）等因素。一般厚度较薄的产品，则坯料厚度相应选择小一些。为满足产品最终的组织性能要求，坯料厚度的选择必须保证一定的冷轧总压下率。例如，连轧机总压下率一般为 50%～65%，单机可达 50%～89%，又如冷轧汽车板必须有 30% 以上（一般为 50%～70%）的冷轧总压下率，否则晶粒大小和深冲性能达不到要求。硅钢板也需一定的冷轧总压下率（第二次冷轧总压下率一般取 50%）才能保证其物理性能（电磁性能）。不锈钢板也要求一定的冷轧总压下率，以保证其表面质量。

（2）各道压下量分配

冷轧轧程是冷轧过程中每次中间退火前所完成的冷轧工作。冷轧轧程数的确定主要取决于所轧钢种的软硬特性，坯料及成品的厚度，所采用的冷轧工艺方式与工艺制度以及轧机的能力等，且随着工艺和设备的改进与更新，轧程方案也在不断变化。在确定冷轧轧程时，除了切实考虑已有的设备与工艺条件外，还应充分注意研究各种提高冷轧效率的可能性。

冷轧板带压下量的选择受到轧辊参数及它所能承受的最大压力、轧机结构、轧制速度以及电动机功率的限制。每道次的压下量和每个轧程总压下量的选择还应考虑金属的冷加工硬化的程度、钢的化学成分、前后张力、润滑条件以及成品最终的机械性能和长宽方向的厚度公差等因素。分配压下量时，力求各道次金属对轧辊的压力大致相同。第一、二道次利用金属塑性，可给较大压下量，但往往受到咬入条件限制，在良好润滑条件下经研磨的轧辊允许咬入角为 30°～40°，而轧辊表面较粗糙的咬入角为 50°～80°。第一道考虑到热轧来料的厚度偏差不宜采用过大压下量，中间道次随冷加工硬化的增加应逐道减少压下量。最后 1～2 道为保证板形和厚度精度一般采用较小压下量。由于冷轧板带的厚度较薄，故制订压下制度时一般采用分配压下率的方法。(www.xing528.com)

（3）速度制度的制定

带钢冷连轧分常规冷轧工艺流程和全连续式冷轧工艺流程，常规冷连轧包括穿带过程的穿带速度，待穿带完毕后，机架间带钢产生张力，整个冷连轧机组以技术上允许的最大加速度迅速地从穿带时的低速，加速到预定的轧制速度，即进入稳定（恒速）轧制阶段。由于供冷轧用的带卷是由两个或以上的热轧卷焊接并成的大卷，焊缝处硬度一般较高，厚度与板卷其他部分也有差异，且边缘状况也不理想，因此，在冷连轧的稳定轧制阶段，当带钢的焊缝进入轧机前，为了避免损伤轧辊和防止断带，由光电焊缝检测器发出信号（焊缝旁的带钢在酸洗机组焊接时冲有一个圆孔），主传动速度调节系统自动减速，使焊缝过轧机时，其轧制速度降为稳定轧制速度的 40%～70%，待焊缝通过轧机后又自动升速到稳定轧制速度。在稳定轧制阶段，轧制操作及过程的控制完全是自动进行的，操作工只起监视的作用，很少进行人工干预。在带尾快要到达卷尾时，轧机必须及时从稳定轧制速度降至甩尾速度，该速度一般与穿带速度相同。

（4）辊型制度的制定

辊型制度是通过轧辊辊型设计实现的。轧辊辊型设计的目的就是要先设计出合理的轧辊 磨削凸凹度曲线，以补偿轧制时辊缝形状的变化量，获得横断面厚度较均匀的板材产品。在辊型设计时，对于轧辊的磨损不必考虑，而是在辊型使用和调整时加以考虑。这是因为轧辊磨损是时间的函数，新使用的轧辊无磨损，而在使用过程中轧辊磨损量随时间增长而增加。故设计辊型只考虑轧辊的不均匀热膨胀和轧辊的弹性弯曲变形。辊型设计的内容为：确定轧辊辊身中部的磨削总凸（凹）度值（即所需总辊型值）及在一套轧辊上的分配、设计合理的辊型曲线。由于轧机类型和工作特点不同，辊型设计的方法和要求也各有差异。

冷轧时辊型设计包括确定工作辊凸度与辊型曲线两个重要问题。而工作辊的凸度与辊型曲线，对于四辊式冷轧机一般使用两工作辊均稍带凸度的辊型，这是与热轧板带辊型的根本区别。

（5）张力制度的制定

制定冷轧带钢的轧制规程时，在确定各道（架）的压下制度及相应的速度以后，还必须选定各道（架）的张力制度。这也是冷轧带钢轧制规程的另一个特点。在确定各架压下分配系数，即确定各架压下量或轧厚度的同时，还须根据经验选定各机架之间的单位张力。在计算机控制的现代化冷连轧机上，各类产品往往都有事先制定的压下分配系数表和单位张力表，供设定轧制规程之用。

（6）几个重要工艺参数的计算

① 轧制压力、轧制力矩的计算。

② 钢的变形抗力的计算方法。

③ 摩擦系数的计算。

（二）型钢孔型设计

孔型设计包括三方面内容：

（1）断面孔型设计。根据原料和成品断面形状和尺寸及对产品性能的要求，确定孔型系统、轧制道次和各道次变形量，以及各道次孔型形状和尺寸。

（2）配辊。确定孔型在各机架上的分配及其在轧辊上的配置方式，以保证轧件能正常轧制、操作方便、成品质量好和轧机产量高。

（3）轧辊辅件导卫或诱导装置的设计。诱导装置应保证轧件能按照所要求的状态进、出孔型，或者使轧件在孔型以外发生一定的变形，或者对轧件起矫正或翻转作用。

孔型设计是型钢生产中一项极其重要的工作，孔型设计应该做到：

（1）获得优质产品。即所轧产品断面形状应正确，断面尺寸在相关标准允许公差范围之内，表面光洁，内部组织及机械性能符合要求。

（2）轧机生产率高。轧机生产率决定轧机小时产量和作业率。一般情况下，轧制道次越少越好，在电机和设备允许的条件下尽可能实现交叉轧制，以达到加快轧制节奏，提高小时产量的目的。

（3）产品成本最低。孔型设计应保证轧制过程顺利，便于调整，减少切损和降低废品率。在用户无特殊要求情况下，尽可能按负偏差进行轧制。同时，合理的孔型设计也应保证减少轧辊和电能消耗。

（4）劳动条件好。孔型设计时除考虑安全生产外，还应考虑轧制过程易于实现机械化和自动化，轧制稳定，便于调整，轧辊辅件坚固耐用，装卸容易。