熱軋薄板軋制規(guī)程設(shè)計(jì)

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1、軋制規(guī)程，軋制模型軋制模型分為工藝模型和控制模型。工藝模型主要用于軋線的二級設(shè)定計(jì)算，而控制模型主要用于軋線的一級控制。在實(shí)際生產(chǎn)中二者相互依存。以下章節(jié)將對軋線上的工藝模型以及軋制規(guī)程進(jìn)行詳細(xì)介紹。由于工藝模型分在線模型和離線模型。在線模型要求實(shí)時性和快速性，和離線模型差別較大。以下章節(jié)將本著介紹軋制原理，以及如何生成一份軋制規(guī)程角度，并結(jié)合離線分析程序，介紹軋線上的工藝模型。2.1軋制原理及基本模型公式2.1.1軋制過程的基本參數(shù)在生產(chǎn)實(shí)際中，有不同的軋機(jī)組成形式，無論是普通的3/4連軋、半連軋和全連軋等，實(shí)際上金屬承受軋

2、制壓力而產(chǎn)生塑性變形，只是在一對工作輥之間進(jìn)行，而支承輥的數(shù)目和組成并不影響金屬的變形。所以，一般地講，除了分析系統(tǒng)受力外，對金屬軋件的變形分析，僅僅局限在工作輥和軋件之間區(qū)域內(nèi)的分析。圖2-1變形區(qū)幾何圖形圖中陰影部分為軋件在軋輥之間的變形區(qū)域。D為軋輥直徑，H為軋件軋前的厚度，h為軋件軋后的厚度，軋制前后的厚度之差為軋件的壓下量。----(2.1)該壓下量又稱為絕對壓下量。絕對壓下量和原始的軋件高度之比為相對壓下量（或稱為應(yīng)變，或相對壓下率），用如下公式表示：第35頁共35頁----(2.2)如果忽略寬展，則延伸系數(shù)可由上

3、式得出：----(2.3)l為延伸率。變形區(qū)的平均變形程度用如下公式表示：----(2.4)在大變形的情況下，上式不宜被采用，一般采用真實(shí)對數(shù)應(yīng)變來表示：----(2.5)e稱為真實(shí)應(yīng)變。事實(shí)上，計(jì)算中采用較多的是平均厚度表示的相對變形：----(2.6)hc表示的平均厚度值。圖2-1中的a表示的是咬入角。由于板帶軋制時咬入角較小，一般采用如下式進(jìn)行咬入角（弧度）的計(jì)算：----(2.7)現(xiàn)代熱連軋機(jī)組中，粗軋時前面機(jī)架的咬入角在18~21°左右。一般地講，超過這個角度會存在咬入困難。咬入角主要與摩擦狀況相關(guān)，咬入角和摩擦系數(shù)

4、之間滿足如下的數(shù)學(xué)關(guān)系：----(2.8)而軋制過程中的摩擦又與軋制溫度以及軋制速度相關(guān)聯(lián)，當(dāng)前對于熱軋過程中摩擦系數(shù)的確定，不同的學(xué)者提出不同的假設(shè)。其中以艾克隆德的摩擦系數(shù)確定方法應(yīng)用最為普遍：----(2.9)其中c是軋輥的材質(zhì)影響系數(shù)，T是變形溫度(℃)，V是軋制速度(m/s)。最大的軋制速度不超過5.5m/s。這樣對于精軋機(jī)組后面機(jī)架軋制時摩擦系數(shù)的確定還不能完全依照此公式進(jìn)行計(jì)算，必須加以修正。圖2-1中的AB兩點(diǎn)弧長為接觸弧長度，由于接觸弧長度很小，一般工業(yè)上計(jì)算接觸弧長度時，采用該實(shí)際接觸弧長度在水平上的投影長

5、度Lc。Lc的古典公式為：----(2.10)第35頁共35頁其中R為軋輥的半徑，Δh為該道次的絕對壓下量，見公式2.1所示。由于在計(jì)算軋件變形時，軋件是塑性變形，而軋輥要發(fā)生彈性變形，尤其是軋件較薄時，軋輥彈性變形的影響越大，此時應(yīng)當(dāng)考慮軋輥的彈性壓扁，從而影響接觸弧長度。關(guān)于這個問題在軋件的力能參數(shù)計(jì)算一節(jié)中詳細(xì)討論。圖2-1中的V代表軋件的速度。軋件的速度和軋輥的速度之間滿足一定的數(shù)學(xué)關(guān)系。由于軋件的三維變形區(qū)域存在前滑和后滑，所以，軋件的速度和軋輥的線速度并不相同。這種關(guān)系用如下公式表達(dá)：----(2.11)其中，Vm

6、代表軋件的速度(m/s)，Vr代表軋輥的線速度(m/s)，f代表前滑值。對于熱連軋機(jī)組來說，為了保持軋件同時在幾個軋機(jī)中進(jìn)行軋制，必須使各個軋機(jī)之間的速度協(xié)調(diào)，因此，前滑和后滑值是非常重要的。在計(jì)算前滑值時采用了Sims推導(dǎo)出的公式：----(2.12)其中，D為軋輥直徑，摩擦系數(shù)按照式2-10進(jìn)行計(jì)算。從式2-12可知，前滑值是變形量、軋件厚度、摩擦系數(shù)以及軋輥尺寸的函數(shù)。計(jì)算得到軋件的前滑值后，可以得到后滑值：----(2.13)從公式2.13中看出，后滑值不僅與影響前滑值的因素有關(guān)，而且與咬入角也有關(guān)。公式2.11列出了

7、軋件的速度和軋輥的線速度關(guān)系。而工業(yè)生產(chǎn)中軋輥的速度通常以轉(zhuǎn)速進(jìn)行描述。軋件速度和軋輥轉(zhuǎn)速之間滿足如下的關(guān)系：----(2.14)其中，nr表示軋輥的轉(zhuǎn)速(rpm)。軋件在三維區(qū)進(jìn)行變形時，軋件的變形速度對軋制力能參數(shù)的影響十分重要。它是指單位時間內(nèi)的應(yīng)變量，其和一般意義上的軋制速度或壓縮速度是完全不同的概念。在三維軋制區(qū)域中，不同位置變形速度是互不相同的。當(dāng)不同的軋制條件時，變形區(qū)的摩擦條件不同，其變形區(qū)間的變形速度按照兩種方式進(jìn)行：（1）軋件和軋輥之間沒有相對滑動時，采用如下式子計(jì)算變形區(qū)域中的平均變形速度：----(2.

8、15)Vr軋輥線速度(m/s)，Lc接觸弧長度。（2）軋件和軋輥之間存在相對滑動時，采用如下式子計(jì)算三維變形區(qū)域中的平均變形速度：----(2.16)第35頁共35頁一般地講，在進(jìn)行軋制力能參數(shù)計(jì)算時，熱軋帶鋼前幾個道次由于軋件較厚，變形滲透不到軋件內(nèi)部，接近粘著條件，可采用