一章轧制过程基本概念授课原理

2024年1月20日1现在轧制技术的特点和发展趋势：大力开发高精度轧制技术

以过程冶金理论为基础，以低合金钢为重点，提高产品的冶金质量，扩大品种提高连铸比，大力推广连铸—连轧工艺及短流程技术轧制过程连续化的新进展——无头轧制技术采用柔性化的轧制技术轧制过程的自动控制和智能控制深加工金属塑性加工学——轧制原理绪论2024年1月20日2外形尺寸——产品的最基本条件板带：厚度，宽度，板形，版凸度，平面形状

AGC－AutomaticGaugeControl

板形控制：配辊，配辊型曲线，轧制负荷分配，液压弯辊技术控制板形的轧机：

CVC－ContinuouslyvariableCrownPC－PairCrossHC(W)－HighCrown（Workingrollshift）

DSR－DynamicShapeRoll一、大力开发高精度轧制技术金属塑性加工学——轧制原理绪论2024年1月20日3二、以过程冶金理论为基础，以低合金钢为重点，提高产品的冶金质量，扩大品种

轧制过程尺寸形状组织性能冶金过程{}控制轧制和控制冷却技术：管线钢、容器钢、船板钢、贝氏体钢、双相钢、TRIP钢…超级钢.退火技术(冷轧)：罩式退火、连续退火金属塑性加工学——轧制原理绪论2024年1月20日4金属塑性加工学——轧制原理绪论3.提高连铸比，大力推广连铸—连轧工艺及短流程技术节能，提高成材率及产品质量短流程：薄板坯连铸连轧异型坯管坯连铸等2024年1月20日5金属塑性加工学——轧制原理绪论4.轧制过程连续化的新进展——无头轧制技术板带无头轧制：冷连轧，CDCM酸洗－冷轧连续式机组热轧：无头轧制，薄板坯连铸连轧型钢：棒线材无头轧制特点：连续生产，提高成材率，简化控制系统，提高产品质量2024年1月20日6金属塑性加工学——轧制原理绪论5.采用柔性化的轧制技术多品种，小批量，短交货期→柔性化轧制技术：热轧自由程序轧制技术型钢自由程序轧制：无孔型平辊轧制（H型钢延伸机组）成品孔，成品前孔共用2024年1月20日7金属塑性加工学——轧制原理绪论6.轧制过程的自动控制和智能控制自动控制：产品质量监督和控制，提高质量，降低成本，增加效率。人工智能：过程诊断，优化，控制，信息处理2024年1月20日8金属塑性加工学——轧制原理绪论7.深加工涂镀，裁剪，切分，焊接，冷弯，机械加工，复合效益明显，发展前景广阔2024年1月20日9金属塑性加工学——轧制原理1轧制过程的基本概念轧制过程是靠旋转的轧辊与轧件之间形成的摩擦力将轧件拖进辊缝之间，并使之受到压缩产生塑性变形的过程

轧制：形状尺寸组织性能

2024年1月20日10金属塑性加工学——轧制原理1轧制过程的基本概念1.1变形区基本参数简单轧制过程：上下轧辊直径相等，转速相同，且均为主动辊、轧制过程对两个轧辊完全对称、轧辊为刚性、轧件除受轧辊作用外，不受其他任何外力作用、轧件在入辊处和出辊处速度均匀、轧件的机械性质均匀2024年1月20日11金属塑性加工学——轧制原理1轧制过程的基本概念1.1.1轧制变形区及其主要参数1.1.1.1咬入角（α

）Δh＝2（R－Rcos

α）ΔH＝D（1-cosα）变形区：轧件承受轧辊作用发生塑性变形的部分称为轧制变形区2024年1月20日12

当α很小时取

sin≈金属塑性加工学——轧制原理1轧制过程的基本概念1.1.1轧制变形区及其主要参数2024年1月20日13

金属塑性加工学——轧制原理1轧制过程的基本概念1.1.1轧制变形区及其主要参数变形区任意断面高度2024年1月20日14金属塑性加工学——轧制原理1轧制过程的基本概念1.1.1轧制变形区及其主要参数1.1.1.2接触弧长（l

）（1）两轧辊直径相等时的接触弧长接触弧长：轧件与轧辊接触的圆弧的水平投影长度2024年1月20日15金属塑性加工学——轧制原理1轧制过程的基本概念1.1.1轧制变形区及其主要参数1.1.1.2接触弧长（l

）（1）两轧辊直径不等时的接触弧长2024年1月20日16金属塑性加工学——轧制原理1轧制过程的基本概念1.1.1轧制变形区及其主要参数1.1.1.2接触弧长（l

）（3）轧辊和轧件产生弹性压缩时的接触弧长*弹性压缩在冷轧薄板时比较显著，热轧薄板有时也要考虑弹性压缩2024年1月20日17金属塑性加工学——轧制原理1轧制过程的基本概念1.1.1轧制变形区及其主要参数1.1.1.2接触弧长（l

）（3）轧辊和轧件产生弹性压缩时的接触弧长2024年1月20日18金属塑性加工学——轧制原理1轧制过程的基本概念忽略的平方忽略的平方如图2024年1月20日19金属塑性加工学——轧制原理1轧制过程的基本概念；如图2024年1月20日20金属塑性加工学——轧制原理1轧制过程的基本概念如图2024年1月20日21金属塑性加工学——轧制原理1轧制过程的基本概念如图，—平均单位压力—压缩圆柱体单位长度上的压力，—轧辊和轧件的泊桑系数；—轧辊和轧件的弹性摸量2024年1月20日22金属塑性加工学——轧制原理1轧制过程的基本概念如图

当金属的弹性压缩很小并忽略时，就可得到著名的西齐柯克公式：2024年1月20日23金属塑性加工学——轧制原理1轧制过程的基本概念1.1变形区基本参数1.1.2轧制变形的表示方法绝对压下量为轧制前、后轧件厚度H、h之差，即Δh＝H－h。绝对宽展量为轧制前、后轧件宽度B、b之差，即Δb＝b－B。绝对延伸量为轧制前、后轧件长度L、l之差，即Δl＝l－L。1.1.2.1绝对变形量2024年1月20日24金属塑性加工学——轧制原理1轧制过程的基本概念1.1变形区基本参数1.1.2轧制变形的表示方法1.1.2.1相对变形量2024年1月20日25金属塑性加工学——轧制原理1轧制过程的基本概念1.1变形区基本参数1.1.2轧制变形的表示方法1.1.2.1变形系数表示压下系数宽展系数延伸系数{体积不变定律2024年1月20日26金属塑性加工学——轧制原理1轧制过程的基本概念1.2金属在变形区内的流动规律1.2.1轧制断面高向上变形的分布不均运变形速度图和应力分布均匀变形理论(刚端理论)不符合实际不均匀变形理论:比较符合实际2024年1月20日27金属塑性加工学——轧制原理1轧制过程的基本概念1.2金属在变形区内的流动规律1.2.1轧制断面高向上变形的分布不均运变形速度图和应力分布（1）沿轧件断面高度方向上的变形、应力和流动速度分布都是不均匀；（2）在几何变形区内，在轧件与轧辊接触表面上，不但有相对滑动，而且还有粘着，所谓粘着系指轧件和轧辊间无相对滑动；（3）变形不但发生在几何变形区内，而且也产生在几何变形区以外，其变形分布都是不均匀的。这样就把轧制变形区分成变形过渡区、前滑区、后滑区和粘着区，见图（4）在粘着区内有一个临界面，在这个面上金属的流动速度分布均匀，并且等于该处轧辊的水平速度。2024年1月20日28金属塑性加工学——轧制原理1轧制过程的基本概念1.2金属在变形区内的流动规律1.2.1轧制断面高向上变形的分布不均运变形速度图和应力分布（1）沿轧件断面高度方向上的变形、应力和流动速度分布都是不均匀；（2）在几何变形区内，在轧件与轧辊接触表面上，不但有相对滑动，而且还有粘着，所谓粘着系指轧件和轧辊间无相对滑动；（3）变形不但发生在几何变形区内，而且也产生在几何变形区以外，其变形分布都是不均匀的。这样就把轧制变形区分成变形过渡区、前滑区、后滑区和粘着区，见图（4）在粘着区内有一个临界面，在这个面上金属的流动速度分布均匀，并且等于该处轧辊的水平速度。不均匀变形理论2024年1月20日29金属塑性加工学——轧制原理1轧制过程的基本概念1.2金属在变形区内的流动规律1.2.1轧制断面高向上变形的分布塔尔诺夫斯基实验

（1）入口处表面变形>中心变形表层流动快,变形不均；（2）曲线1、2交点是临界面位置，在此面上，金属流动和变形均匀（3）出口侧中心变形>表面变形中心层流动快;（4）曲线1水平段——粘着区（5）存在变形过渡区，过渡区内变形也不均匀。不均匀变形理论塔尔诺夫斯基实验

2024年1月20日30金属塑性加工学——轧制原理1轧制过程的基本概念1.2金属在变形区内的流动规律1.2.1轧制断面高向上变形的分布变形区形状系数实验

变形区形状系数对变形的影响

（薄件）变形完全深透到轧件内部，中心变形>表层变形(主要受外摩擦影响)（厚件）受外端影响,产生表面变形变形不能深透，表面变形>中间变形柯尔巴什尼柯夫实验2024年1月20日31金属塑性加工学——轧制原理1轧制过程的基本概念1.2金属在变形区内的流动规律1.2.2沿轧制宽度方向上的流动