轧制理论与工艺

轧制基本理论介绍（一）,武继权2012.04.10,主要内容,1.轧制过程基本概念2.实现轧制过程的条件3.轧制过程的前滑与后滑4.轧制过程的宽展5.轧制压力,轧制过程基本理论轧制过程基本概念,轧制过程的定义：轧制过程就是依靠旋转的轧辊与轧件之间形成的摩擦力将轧件拖进辊缝内，使轧件受到压缩产生塑性变形的过程。轧制的作用：轧制过程不仅要使轧件获得所要求的形状和尺寸精度，而且还必须改善轧件的组织和性能。,简单轧制过程示意图,轧制过程基本理论轧制过程基本概念,咬入角（）定义：轧件与轧辊相接触的圆弧所对应的圆心角；,当很小时，（）；取，可得近似解：,简单轧制过程的变形区形状,接触弧长度（l）定义：轧件与轧辊相接触的圆弧的水平投影长度；对于简单轧制过程：由于比Rh小得多，可以忽略，则：,轧制过程基本理论轧制过程基本概念,式中：、E1分别为轧辊的泊松系数与弹性模量；为平均单位压力；,Hitchock公式：,轧辊与轧件弹性压扁时接触弧长度,轧制变形的表示方法1.绝对变形量（以绝对值表示轧件厚度方向的变化）压下量：h=H-h；宽展量：b=B-b；延伸量：l=L-l2.相对变形量（决定变形量与轧前厚度的比值，一般用百分比表示）a.公称应变：b.真应变：3.变形系数压下系数：宽展系数：延伸系数：,轧制过程基本理论轧制过程基本概念,轧制过程基本理论实现轧制过程的条件,咬入条件咬入的概念：依靠旋转的轧辊与轧件之间的摩擦力将轧件拖入轧辊之间。在没有附加外力作用的条件下，咬入力Tx与阻力Nx的关系：TxNx可以实现自然咬入摩擦角与摩擦系数f的关系：tanf，则：极限咬入条件：自然咬入条件：v的现象称为前滑现象。而轧件进入轧辊的速度vH小于轧辊在该处的线速度v的水平分量：vcos的现象称为后滑现象。前滑值：后滑值：前后滑之间的关系：,轧制过程基本理论轧制过程的前滑与后滑,轧件在变形区内各不同断面上的运动速度根据体积不变条件，相对于轧辊来说：a.轧件在前滑区超前于轧辊，而且在出口处速度达到最大；vhvb.在后滑区轧件速度落后于轧辊线速度的水平分量，在入口处的速度最小；vH21,5)张力作用,轧制过程基本理论轧制压力,轧延负荷P,后张,张力,增加,接触弧长,A,B,C,D,E,N3,N1,N2,O,N,M,L,O1,O2,O3,前张,6)轧机刚性的影响,轧延负荷P,轧辊间隙变化量,刚性大,刚性小,轧延刚性大小与辊间隙变化量关系图,刚性定义如下:轧机刚性=施加于轧机的力/轧机的变形量刚性的大小会影响轧辊间隙的变化量,轧制过程基本理论轧制压力的计算,板带材生产主要技术要求,主要的技术要求有四个方面：1、尺寸精度：主要指板厚精度，板厚精度关系到金属的节约，构件的重量，强度等使用性能。厚度的微小变化势必引起使用性能和金属消耗的巨大变化，因此在板带材生产中一般都应力争高精度轧制和按负公差轧制。2、板形：指板带材是否产生波浪与瓢曲，板形要平坦，才好使用。普通中厚板，每米长度上的瓢曲度不得大于15mm，优质板不得大于10mm,普通薄板小于20mm。板形不良的主要原因是变形的不均匀。3、表面质量好：钢板多用作外围构件，必须保证表面质量。常见的表面缺陷有：气泡、结疤、拉裂、刮伤、折叠、裂缝、夹杂和压入氧化