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1、轧延理论基本介绍北京冶金中心一前言軋延是指將工作件或胚料置於兩工作輥(WorkRoll)之間輥軋,使工作件厚度變薄或截面積縮小的一種塑性加工方式,在軋延過程中,軋延材同時產生彈性變形及塑性變形(如下图所示),整個軋延理論的推導主要在於工輥與板材在接觸區內的力學變化情形.二.基本概述板材在兩輥間軋延示意圖D/2v1h1出口彈性變形區接觸弧長入口彈性變形區塑性變形區咬角v0h2中性点轧延率（reduction）指軋延加工量之厚度裁減率,其定義為:r=△h/h2=((h2-h1)/h2)*100%。r稱為裁減率(redu
2、ction)。△h稱為裁減量(draft)。咬角(rollbitangle)和接触弧长(contactlength)咬角:板材與工輥接觸的塑性變形區域內,入料端以及出料端與工輥所涵蓋的角度咬入角Ø=2*(h2-h1)/D如何才能实现正常咬入？接觸弧長:工輥與板材所接觸的圓弧長度接觸弧長L=Ø*(D/2)中立點(neutralpoint)在塑性變形區內,板材因厚度減少導致長度增加,會造成材料在軋延方向速度的增加,所以在軋延中,入口速度v0會小於v1,而在軋輥與板材接觸區域內,存在有一個板材與軋輥轉速相等的點,稱之為中
3、立點前滑值：S=[(V1-Vr)/Vr]*100%后滑值影响前滑的因素宽展1)摩擦系数u越大,其前滑值越大2)前张力增加时,则使金属的向前流动的阻力减少,从而增加前滑区,使前滑增加,反之后张力增加时,则后滑区增加.3)轧件厚度H减小,前滑增加,反之减小.轧制过程中,沿横向移动的体积引起的轧件宽度上的的变化叫宽展.轧延力(rollingforce)軋延力:軋機將板材由一截面積,經輥軋後減至另一較小的截面積時,對板材所施加之力，主要是包括軋輥與板材間磨擦力與板材塑性變形之抵抗力主要因素:材料的變形抵抗力軋下率張力作用軋
4、機的剛性工輥輥徑磨擦阻力軋延壓力分佈圖材料塑性变形阻力分布图摩擦力分布图摩擦力峰值中立点根據A.J.Zelikow所推導出之軋延力公式可清楚了解影響軋延力与各項因素之間的關係P=(△h*B*σ/2μ)*(exp(2μ*L/△h)-1)△h:裁減量B:板寬σ:降伏應力μ:磨擦係數L:接觸弧長1)材料塑性之變形阻力（應力-應變圖）應力ρ降伏點Yp伸長率(%)2)轧下率BR1R2R3OL1L2L3軋輥壓力P接觸弧長DCA其中：R为轧下率3)工辊辊径圖2-7不同輥徑對軋延負荷之影響(zelikow)D1D2D3其中D为工辊
5、辊径軋輥負荷P軋下率%4)摩擦阻力接觸弧長軋輥壓力P中立點移動軌跡μ3μ2μ1軋延壓力分佈受磨擦係數影響其中：μ3>μ2>μ15)张力作用軋延負荷P后张前张张力增加接触弧长ABCDEN3N1N2KJIHGONMLO1O2O36)軋机的剛性影響:軋延荷重P軋輥間隙變化量剛性大剛性小圖2-12軋延機的剛性大小與輥間隙變化量關係軋延機的剛性定義如下:軋機剛性=施加於軋機的力/軋機的變形量剛性的大小會影響軋輥間隙的變化量OperatorsideDrivesideOperatorsideDriveside边波OS边波中波边波
6、stripwidthstripwidthstripwidthstriptensionstriptensionstriptensionFigure34stripwidthstripwidthstripwidthstriptensionstriptensionstriptension边波DS中波¼波三板形控制鋼板在寬度方向不同伸長量示意圖L(average)+△LL(average)弯曲力(bendingforce)中间辊移动(shifting)板材有效平面板寬四AGC(AUTOGAUGECONTROL)控制系統簡介:
7、軋延板材厚度改變的原理有以下的關係式:板厚=軋機的彈性變形+軋輥設定位置所以板厚的改變有兩種方式:1.改變軋輥的設定位置(screwdown下壓量)2.改變軋延荷重(tensioncontrol)改變軋延荷重的主要方法是改變張力值,其中以後張力的影響較大,其厚度的變化量與軋延荷重的關係式為:△h1=△P/KX-RAY測厚計簡介X-RAY測厚計量測原理主要是,當鋼板置於放射源(Source)與偵測器(Detector)之間時,放射源穿透鋼板後,其強度會衰減,而偵測器則依所偵測之不同強度轉換為相對不同的鋼板厚度,其轉換
8、的關係式如下:T=(1/μ)㏑(I0/I)T:鋼板厚度。μ:線性吸收係數。I0:放射源強度(T=0時)。I:放射源穿透鋼板後,由偵測器所測得之強度。如图所示DetectorVoltage鋼板厚度TSourceX-RAY測厚原理示意圖END
