轧钢基础知识.pdf

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1、第 一 节 轧 钢 基 础 知 识 一、轧 制 原 理 1.冷 轧 塑 性 变 形 基 本 参 数 冷 连 轧 的 主 要 工 艺 参 数 为 轧 制 力 和 前 滑，由 于 冷 轧 过 程 中 存 在 下 述 特 殊 现 象 而 使 轧 制 力 及 前 滑 的 计 算 公 式 复 杂 化。（1）轧 制 过 程 中 材 料 加 工 硬 化 现 象 严 重，如 果 确 定 各 种 材 料 退 火 状 态 下 的 变 形 阻 力 以 及 随 累 计 加 工 率 而 硬 化 的 增 加 率 将 是 精 确 确 定 轧 制 力 的 一 个 重 要 课 题。（2）在 一 定 的 工 艺 润 滑 下 如

2、何 确 定 轧 辑 与 轧 件 在 变 形 区 接 触 面 上 的 摩 擦 力（摩 擦 系 数）将 是 精 确 确 定 轧 制 力 和 前 滑 的 另 一 个 重 要 课 题。（3）冷 轧 过 程 前 后 张 力 较 大，有 关 张 力 对 轧 制 力 及 前 滑 的 影 响 应 给 予 足 够 重 视。（4）冷 轧 时 变 形 区 单 位 压 力 极 高，轧 辐 将 产 生 明 显 的 弹 性 压 扁，轧 辐 压 扁 一 方 面 增 加 了 轧 辑 与 轧 件 的 接 触 面 积，同 时 又 将 使 接 触 弧 加 长，加 剧 了 外 摩 擦 对 轧 制 力 的 影 响，并 通 过 改 变

3、中 性 角 而 影 响 到 前 滑。（5）轧 件 在 出 口 处 的 弹 性 恢 复，对 于 压 下 量 不 太 大 的 道 次 将 不 容 忽 视，这 亦 将 影 响 总 的 轧 制 力 值。所 有 这 切 现 象 都 将 使 冷 连 轧 的 轧 制 力 和 前 滑 公 式 复 杂 化。1.1 轧 制 变 形 区 及 其 参 数 1.1.1 基 本 参 数 变 形 区 是 轧 件 在 轧 制 过 程 中 直 接 与 轧 辑 相 接 触 而 发 生 变 形 的 那 个 区 域，如 图 1-1所 示。其 基 本 参 数 为：D 为 轧 辑 直 径，mm;R为 轧 辑 半 径，mm;ho为 轧 制

4、 前 轧 件 之 高 度（或 称 厚 度），m m；%为 轧 制 后 轧 件 之 高 度（或 称 厚 度），m m;%为 轧 件 的 平 均 高 度，hm=（h+h l）,m m；A h 为 压 下 量（或 称 绝 对 压 下 量），mm;b。为 轧 制 前 轧 件 的 2宽 度，m;bl为 轧 制 后 轧 件 的 宽 度，m；b=bl-bo为 轧 制 前 轧 件 之 长 度，m;L 为 轧 制 后 轧 件 之 长 度,m;a为 咬 入 角（变 形 区 所 对 应 的 轧 辑 中 心 角）；cosa=l-h/D;r为 中 性 角；AB为 咬 入 弧 或 1触 弧;Lc为 咬 入 角（接 触 弧

5、）水 平 投 影 的 长 度，Lc=mmo1.1.2 变 形 系 数 轧 制 时 轧 件 塑 性 变 形，使 轧 件 尺 寸 在 三 个 方 向 上 都 发 生 了 变 化，即：轧 制 之 高 度 由 h o减 少 到 h i,比 值 hMho=n 为 轧 件 高 度 方 向 上 的 变 形，n 叫 做 压 下 系 数。图 卜 1 变 形 区 基 本 参 数 轧 件 之 宽 度 b o增 加 到 b i,比 值 bi/bo=x为 轧 机 宽 度 方 向 上 的 变 形，X叫 做 宽 度 系 数。冷 轧 带 钢 宽 度 极 小，一 般 假 设 宽 度 系 数 等 于 1。轧 件 之 长 度 山

6、L。增 加 到 L,比 值 L/L o=A为 轧 件 长 度 方 向 上 的 变 形，入 叫 做 延 伸 系 数。一 般 认 为 轧 件 在 轧 制 前 后 体 积 不 变，既 体 积 不 变 定 律。三 个 变 形 系 数 之 间 的 关 系，可 根 据 轧 制 前 后 轧 件 的 体 积 不 变 定 律 推 得。即 hoboLo=h)biLi或 所 以 n x 入=1对 冷 轧 带 钢 亦 可 写 成 n 入=11.1.3 绝 对 和 相 对 压 下 量 轧 制 时 一 般 以 绝 对 压 下 量 表 示 轧 件 高 度 方 向 的 变 形，其 值 为 h=ho-h|绝 对 压 下 量 与

7、 轧 件 原 始 高 度 之 比 值 称 相 对 压 下 量(或 称 变 形 程 度)，用 符 合 C表 示。e=A h/ho一 般 用 百 分 数 表 示，即 e=(hrhi)/ho X 100%,当 无 宽 展 时，则 e=(ho-hi)/ho=l-(hi/ho)=1-(1/X)或 X=1/1-e在 大 变 形 量 情 况 下 往 往 采 用 真 正 变 形 程 度 e 表 示，即 积 分 后 得 e=ln=ln1.1.4变 形 速 度 相 对 变 形(变 形 程 度)对 时 间 的 导 数，即 单 位 时 间 内 的 变 形 量 称 变 形 速 度。变 形 速 度 一 般 用 U表 示。

8、由 于 de=所 以 x=为 线 压 缩 速 度，所 以 变 形 速 度 也 可 以 用 下 式 表 示 Px=式 中 hx-变 形 物 体 的 瞬 时 高 度，mmV O 轧 短 线 速 度，mm/s在 轧 制 时，接 触 弧 区 间 内，变 形 速 度 是 变 化 的。轧 制 时 变 形 区 中 离 轧 较 连 线 为 x 的 任 意 断 面 的 速 度 如 下 图 所 示。其 平 均 变 形 图 1-2um=积 分 后 得 1.1.5轧 制 时 的 前 滑 由 于 在 变 形 区 内 被 轧 金 属 遵 守 体 积 不 变 定 律，因 此 在 变 形 区 中 随 着 厚 度 的 变 小，

9、金 属 移 动 速 度 将 逐 步 加 快，如 假 设 轧 制 无 宽 展，并 且 轧 件 均 匀 变 形，其 速 度 变 化 如 上 图 所 示。考 虑 到 轧 幅 上 各 点 的 水 平 分 速 度 从 入 口 点 到 出 口 点 的 变 化 仅 为 c o s 到，而 由 于 式 中-一 一 入 口（水 平）速 度，m/s-出 口 速 度，m/s因 此-要 比 小。由 此 可 知，在 变 形 区 中 必 定 有 一 断 面，其 轧 件 的 水 平 速 度 和 该 点 轧 辑 水 平 速 度 相 等，此 断 面 称 为 中 性 面，轧 辐 上 的 该 点 称 为 中 心 点，中 性 点 和

10、 轧 辑 中 心 的 连 线 与 轧 辑 连 心 线 间 的 夹 角 称 为 中 性 角。中 性 面 至 出 口 断 面 区 域 内 各 断 面 的 水 平 速 度 将 比 轧 辐 在 该 处 的 水 平 速 度 要 高，因 此 称 为 前 滑 区。中 性 面 和 入 口 断 面 区 域 则 是 轧 辑 水 平 速 度 比 轧 件 水 平 速 度 高，称 为 后 滑 区。对 于 连 轧 过 程 来 说，为 了 保 持 轧 件 同 时 在 几 个 机 架 中 进 行 轧 制，必 须 使 各 机 架 速 度 协 调，因 此 需 要 列 出 前 滑 计 算 公 式。轧 制 时 前 滑 定 义 为 f

11、=*100%式 中 f-前 滑 v 轧 件 出 口 速 度,m/s-轧 辐 线 速 度,m/s因 此 v=(1+f)vhl=所 以 由 于 因 此 前 滑 为 f=式 中 D 轧 辐 直 径，mm;-中 性 角。由 于 较 小，可 假 设 2 2cos 1 1-cos=2sin-2()=因 此 可 写 成 f=从 上 面 几 个 公 式 可 以 看 一 到，影 响 前 滑 的 因 素 很 多，例 如 轧 件 厚 度、轧 件 宽 度、压 下 量、摩 擦 系 数、张 力 等。所 有 这 些 因 素 对 前 滑 的 影 响 都 是 通 过 中 性 角 的 改 变 来 体 现，可 以 说，凡 是 促

12、使 角(即 前 滑 区)增 大 的 因 素，皆 使 前 滑 增 加，例 如 前 滑 随 压 下 量、摩 擦 系 数 以 及 前 张 力 增 大 而 增 大，宽 展 增 加，使 前 滑 下 降 等。1.1.6 轧 制 时 应 力 状 态 在 轧 制 过 程 中，金 属 在 轧 辐 间 承 受 轧 制 力 的 作 用 而 发 生 塑 性 变 形。山 于 金 属 塑 性 变 形 时 体 积 不 变，因 此 变 形 区 的 金 属 在 垂 直 方 向 受 到 压 缩 时 将 在 轧 制 方 向 产 生 延 伸，在 横 向 产 生 宽 展。而 延 伸 和 宽 度 受 到 接 触 面 上 摩 擦 力 的

13、限 制，在 变 形 区 中 金 属 呈 三 面 压 应 力 状 态。在 整 个 变 形 区 内 部，各 点 的 应 力 状 态 分 布 是 不 均 匀 的。一 般，当 有 前 后 张 力 轧 制 时，在 变 形 区 中 部 的 金 属 呈 三 向 压 应 力 状 态，在 靠 近 入 口 和 出 口 端，由 于 张 力 的 作 用，金 属 呈 一 向 拉 应 力，两 向 压 应 力 状 态，如 图 1-3所 示。图 1-3 变 形 区 应 力 状 态 变 形 区 内 应 力 状 态 的 形 成，主 要 是 由 于 接 触 弧 上 单 位 压 力 和 摩 擦 力 的 影 响。造 成 应 力 状 态

14、 分 布 不 均 匀 的 现 象，受 许 多 因 素 影 响。在 一 定 的 应 力 状 态 下，金 属 是 否 产 生 塑 性 变 形，要 用 塑 性 方 程 式 来 判 别。1.1.7冷 轧 轧 制 公 式 冷 轧 带 钢 轧 制 力 计 算 和 热 轧 带 钢 轧 制 力 计 算 相 比 有 以 下 几 点：（1）轧 件 儿 何 形 状 更 接 近 推 导 理 论 公 式 时 所 做 的 假 设，即 宽 度 比 厚 度 大 的 多，宽 展 很 小,可 以 认 为 是 平 面 变 形 问 题。轧 件 厚 度 小，可 认 为 平 截 面 假 设 和 前 滑 摩 擦 理 论 较 符 合 实 际

15、，轧 件 内 部 不 均 匀 变 形 可 以 忽 略，因 此 从 这 一 点 看，根 据 变 形 区 力 的 平 衡 推 导 出 的 微 分 方 程 式 比 较 接 近 冷 轧 实 际。(2)冷 轧 时 一 般 需 采 用 润 滑 剂，这 是 由 于 冷 轧 时 轧 辐 和 轧 件 接 触 面 上 摩 擦 力 对 轧 制 力 等 工 艺 参 数 的 影 响 较 大，采 用 不 同 的 润 滑 剂 及 轧 制 条 件 不 同 时(如 轧 制 速 度、轧 件 和 轧 辐 的 材 料 及 表 面 状 态 等)摩 擦 系 数 不 同，这 就 给 轧 制 力 理 论 计 算 带 来 很 大 困 难。如

16、何 正 确 确 定 摩 擦 系 数 大 小，这 是 各 理 论 公 式 不 易 精 确 的 一 个 主 要 原 因。但 应 看 到 在 一 定 的 设 备 和 稳 定 的 生 产 条 件 下，上 述 那 些 影 响 因 素 的 变 化 不 是 很 大，因 此 结 合 具 体 情 况，通 过 现 场 实 测 统 计，找 出 合 适 的 计 算 公 式(或 找 出 理 论 公 式 中 某 些 系 数)是 完 全 可 能 的。(3)冷 轧 带 钢 的 一 个 重 要 条 件 是 采 用 较 大 的 前 后 张 力，带 钢 越 薄 张 力 的 作 用 越 大。张 力 可 减 少 轧 制 力，有 利 于

17、 冷 轧 的 进 行，且 当 板 形 不 好 时，通 过 横 断 面 上 张 力 分 配 的 作 用，可 在 一 定 程 度 上 自 动 改 善 板 形，因 此 大 张 力 轧 制 亦 是 为 了 获 得 平 直 板 形 所 必 须 的，总 之 计 算 冷 轧 带 钢 轧 制 力 时，必 须 考 虑 前 后 张 力 的 影 响。(4)冷 轧 时 山 于 带 钢 越 薄 越 硬，因 此 接 触 面 中 单 位 压 力 较 大，使 轧 辑 在 接 触 弧 处 产 生 压 扁 现 象，因 此 加 长 了 接 触 弧 的 实 际 长 度，所 以 冷 轧 薄 板 时，轧 辑 的 压 扁 现 象 不 容

18、忽 略，在 计 算 轧 制 力 时 必 须 加 以 考 虑。(5)轧 件 材 料 的 变 形 阻 力 由 于 有 加 工 硬 化 的 影 响，故 各 道 次 的 变 形 阻 力 往 往 和 前 面 各 道 次 的 加 工 率 有 关，而 且 对 于 本 道 次 来 说，它 也 是 沿 着 接 触 弧 变 化 的，出 口 处 比 入 口 处 要 硬，计 算 时 应 取 其 平 均 值，一 般 按 平 均 累 计 压 下 率 来 计 算 平 均 变 形 阻 力。考 虑 上 述 各 点，冷 轧 轧 制 压 力 公 式，一 般 采 取 下 列 形 式 式 中 p-轧 制 力,KN-一 轧 件 平 均

19、宽 度,m;-考 虑 压 扁 后 的 变 形 区 接 触 面 积 和 接 触 弧 长,mm;R=R(l+2.2*105)R-轧 辑 半 径,mm;R-压 扁 后 轧 较 半 径,mm;平 均 单 位 压 力，Mpa；Qp 考 虑 压 扁 后 的 外 摩 擦 应 力 状 态 系 数；张 力 影 响 系 数；K 考 虑 宽 度 方 向 主 应 力 影 响 系 数 后 的 变 形 阻 力，宽 展 很 小 时，一 般 取 K=1.15,Mpa;考 虑 加 工 硬 化（累 积）的 材 料 变 形 阻 力，Mpa山 此 可 知 轧 制 力 公 式 由 三 部 分 组 成；i接 触 面 积-几 何 因 素

20、ii变 形 阻 力 K=L15-物 理 因 素。iii应 力 状 态 系 数 Qp及 张 力 影 响 系 数 力 学 因 素。其 中 Qp为 公 式 的 核 心。Qp以 及 目 前 常 用 的 有 多 种 结 构 的 公 式，著 名 的 理 论 公 式 有 采 利 柯 夫、Blang-Ford公 式 及 STONE公 式 等。下 面 简 要 介 绍 Blang-Ford公 式 Blang-Ford冷 轧 轧 制 公 式 在 西 方 比 较 流 行，它 在 理 论 上 较 为 严 谨，公 式 全 面 考 虑 了 外 摩 擦、张 力、轧 辑 弹 性 压 扁 等 因 素，是 冷 轧 轧 制 力 经

21、典 理 论 公 式 之 一。Blang-Ford公 式 的 基 本 假 设 为：i轧 辑 弹 性 压 扁 后 接 触 弧 仍 保 持 圆 弧 形，但 其 轧 短 半 径 变 为 R ii宽 展 可 以 忽 略。出 服 从 平 截 面 假 设。iv服 从 干 摩 擦 理 论，且 摩 擦 系 数 在 变 形 区 内 为 常 数。v 变 形 区 内 K 将 随 加 工 硬 化 而 变，但 为 了 简 化 公 式 设 K 为 系 数 经 计 算 后 证 明 这 样 处 理 带 来 的 误 差 小 于 2%。vi遵 守 塑 性 方 程，在 平 截 面 上 作 用 的 主 应 力（径 向 单 位 压 力

22、p 近 似 等 于 垂 直 主 应 力）。vii由 于 很 小，因 此 sin,cos 1,1-cos经 理 论 推 导 得 P=B2、弹 塑 性 曲 线 在 轧 制 过 程 中 轧 件 和 轧 辑 相 互 作 用，轧 件 受 轧 辐 作 用 产 生 塑 性 变 形（当 然 也 伴 有 微 小 的 弹 性 变 形），而 工 具 受 轧 件 的 作 用 产 生 弹 性 变 形。图 1-4厚 H 的 轧 件 经 过 轧 车 昆 压 下 A 卜，但 由 于 轧 辑 弹 性 变 形 使 轧 件 减 少 压 下 Ah”同 时 轧 件 出 轧 车 昆 后，由 于 弹 性 变 形 恢 复 又 使 轧 件 减

23、 少 压 下 Ahz,结 果 最 后 轧 件 实 际 压 下 为：h=hs-（hi+hz）由 上 式 可 知，当 AhE=Ahi+Ah2时，轧 件 通 过 轧 辐 将 不 产 生 压 下,这 在 轧 制 上 叫 最 小 可 轧 厚 度（最 小 可 轧 厚 度 有 不 同 的 定 义）。轧 件 的 塑 性 变 形 和 轧 辐 的 弹 性 变 形 是 一 个 问 题 的 两 个 方 面。在 技 术 上 要 求 轧 件 应 尽 可 能 产 生 大 的 塑 性 变 形，工 具 应 产 生 尽 可 能 小 的 弹 性 变 形，然 而 轧 件 塑 性 变 形 愈 大，压 力 愈 大，则 工 具 的 弹 性

24、 变 形 愈 大，因 而 产 生 的 矛 盾，随 之 出 现 一 系 列 生 产 实 践 问 题，诸 如：轧 件 不 能 无 限 地 轧 到 最 薄：轧 件 尺 寸 除 取 决 于 轧 缝 外，尚 决 定 于 工 具（以 及 工 件）的 弹 性 变 形，而 这 个 弹 性 变 形 又 是 压 力 等 的 复 合 函 数，这 给 工 艺 调 整、自 动 控 制 带 来 极 大 的 困 难。因 此 进 行 分 析 是 十 分 必 要 的。首 先 我 们 从 对 轧 制 弹 塑 曲 线 的 考 察 开 始。所 谓 轧 制 弹 塑 曲 线 是 轧 机 的 弹 性 变 形 曲 线 与 轧 件 的 塑 性

25、 变 形 曲 线 的 总 称。2.1轧 件 的 塑 性 曲 线 如 图 1-5所 示，纵 坐 标 表 示 轧 制 力，横 坐 标 表 示 轧 件 厚 度，所 构 成 P-H曲 线，叫 做 塑 性 曲 线。用 这 条 曲 线，不 同 轧 制 因 素 的 影 响 都 可 以 比 较 清 楚 的 被 放 映 出 来。如 图 b,金 属 的 变 形 抗 力 较 大（摩 擦 系 数 较 大，或 张 力 大，或 推 力 大，等 等）的 曲 线 较 陡，在 同 样 轧 制 力 下，所 造 成 的 轧 件 的 厚 度 要 厚 一 些（h2hO。图 5 轧 件 塑 性 曲 线 a 塑 性 曲 线；b 各 因 素

26、 的 影 响 图 1-5表 示 轧 件 原 始 厚 度 的 影 响。轧 件 愈 薄，则 压 下 愈 小，曲 线 也 愈 陡。当 轧 件 原 始 厚 度 薄 到 一 定 厚 度 时，曲 线 近 乎 垂 直。此 时，无 论 施 以 多 大 的 轧 制 力，也 不 能 使 轧 件 变 薄，也 就 是 达 到“最 小 可 轧 厚 度”的 临 界 条 件 了。至 于 其 他 因 素 的 影 响，都 可 用 类 似 的 曲 线 表 示 出 来，我 们 就 不 一 一 举 例 了。2.2 轧 机 弹 性 曲 线 在 轧 制 力 作 用 下，轧 机 各 部 件 都 要 产 生 弹 性 变 形，轧 机 弹 性

27、曲 线。在 最 初 有 一 弯 曲 阶 段,过 后 则 可 近 似 视 为 直 线，在 这 种 情 况 下，曲 线 的 斜 率 对 已 知 轧 机 来 说 则 为 常 数，而 这 个 斜 率 则 称 为 轧 机 的 刚 性 系 数 k,它 的 物 理 意 义 是：使 轧 机 产 生 单 位 弹 性 变 形 所 需 施 加 的 负 载 量(t/m m),因 此，对 某 一 轧 机 其 刚 性 系 数 可 通 过 弹 性 曲 线 求 其 斜 率 来 计 算 出 来。曲 线 下 部 的 弯 曲 段 是 由 于 缝 隙、装 配 表 面 不 平 以 及 公 差 存 在 造 成 的。由 于 弯 曲 段 的

28、 存 在，所 给 直 线 已 不 相 交 于 坐 标 原 点，而 在 横 坐 标 上 相 交 于 S。处，此 时 轧 机 变 形 为 So+P/k。再 进 一 步 分 析，如 果 把 轧 机 的 轧 缝 也 考 虑 进 去，设 原 始 轧 缝 为 S,那 么 曲 线 将 不 由 0 开 始，。由 此 曲 线 可 直 接 读 出 在 一 定 短 缝 和 一 定 负 荷 下，所 轧 出 的 轧 件 厚 度 之 值，即 图 1-6 轧 件 厚 度 影 响 卜.式 把 轧 件、工 具 以 及 轧 制 过 程 联 系 起 来，使 它 具 有 物 理 内 容。轧 机 刚 度 系 数 很 容 易 实 测 得

29、 到。也 可 以 用 理 论 方 法 计 算。轧 机 弹 性 变 形图 1-7轧 机 弹 性 曲 线 2.3 弹 塑 曲 线 下 面 再 把 弹 性 曲 线 和 塑 性 曲 线 结 合 起 来 做 进 一 步 讨 论。把 弹 性 曲 线 和 塑 性 曲 线 绘 在 同 图.匕 可 使 我 们 得 出 些 明 确 的 概 念，下 面 举 例 来 说 明。图 8 轧 件 尺 寸 在 弹 性 曲 线 上 的 表 示 已 知 轧 机 和 轧 件 的 弹 塑 曲 线（实 线），在 一 定 负 荷 P 下 将 厚 度 H 的 轧 件 轧 制 为 厚 度 h。但 由 于 某 些 原 因，例 如：润 滑 系

30、统 发 生 故 障，致 使 摩 擦 系 数 增 加，此 时 塑 性 曲 线 如 虚 线 所 示,如 果 轧 缝 未 变，由 于 压 力 的 改 变 将 出 现 新 的 平 衡 点，此 时 负 荷 增 大 到 P,而 轧 件 最 终 厚 度 增 加 到 h,因 此 摩 擦 系 数 升 高 而 使 压 力 增 加、压 下 量 减 小。如 果 希 望 仍 得 到 规 定 的 产 品 厚 度 h,就 应 当 调 整 压 下，使 弹 性 曲 线 平 行 左 移 至 虚 线 处，与 塑 性 曲 线 相 交 于 新 的 平 衡 点，此 时 轧 制 力 将 增 至 P。这 样，弹 塑 曲 线 把 摩 擦 系

31、数 影 响 轧 制 过 程 以 及 产 品 精 度 的 情 况 清 晰 地 表 示 出 来。同 理，任 何 轧 制 因 素 都 可 以 用 弹 塑 曲 线 反 映 出 来。轧 件 轧 至 厚 度 h,需 轧 制 力 P（A 点），如 以 压 下 来 使 产 品 厚 度 改 变 6 h,则 压 下 一 个 6s 距 离 时，弹 塑 交 于 B 点，轧 制 力 增 加 了 6 P。在 微 量 情 况 下，如 果 把 曲 线 段 AB近 似 地 看 成 直 线 并 设 其 斜 率 为 M,则 6P/5 h=M图 1-9,摩 擦 系 数 对 产 品 尺 寸 的 影 响 从 图 中 可 知：8 s=6

32、P/K+8 h由 上 式 代 入 得：8 S=M 6 h/K+6 h(2-218)或 者 8 s/8 h=M/K+l及 8 h/8 S=K/(K+M)3 h/6 s 比 值 叫 做 辐 缝 传 递 函 数，并 以 G表 示。它 的 物 理 意 义 为 对 变 化 轧 件 压 下 厚 度 所 需 调 整 压 下 的 距 离。如 G(h)=8 h/6 s=l/5它 表 明 压 下 调 整 距 离 应 为 变 更 厚 度 的 五 倍。图 1-1 0辑 缝 传 递 函 数 每 一 个 轧 钢 调 整 工 都 知 道，对 于 厚 而 软 的 轧 件，压 下 移 动 较 少 就 可 调 整 尺 寸 偏 差

33、。另 一 方 面，如 轧 制 薄 而 硬 的 轧 件，则 调 整 压 下 至 相 当 的 量 才 能 校 正 尺 寸 偏 差。当 到 一 定 值 时，压 下 螺 丝 如 何 调 整，轧 件 也 不 能 再 压 下。图 1 T 1为 不 同 刚 度 轧 机 的 轧 制 情 况，在 刚 度 较 小 的 轧 机 上（图 a）,如 果 来 料 厚 度 有 一 个 6 H的 变 化，那 么 产 品 厚 度 就 相 应 的 有 一 个 6 h 的 变 化，而 当 轧 机 刚 度 较 大 时，如 果 也 有 相 同 的 来 料 厚 度 变 化 6 H的 变 化，但 是 产 品 厚 度 变 化 却 比 第 一

34、 种 情 况 小 得 多。从 这 里 就 可 以 看 出 低 刚 度 轧 机 的 严 重 缺 点。而 当 轧 制 参 数 稍 有 波 动，立 刻 就 会 在 成 品 尺 寸 上 反 映 出 来，不 仅 造 成 压 下 距 离 调 整 要 大，而 且 还 增 加 了 调 整 频 率。a b图 1-11 轧 制 软 硬 不 同 金 属 的 情 况 a厚 软 金 属;pb 薄 硬 金 属图 1-12不 同 刚 度 轧 机 的 轧 制 情 况 a一 轧 机 刚 性 小；b一 轧 机 刚 性 大 2.4 弹 塑 性 曲 线 的 实 际 意 义 轧 制 时 的 弹 塑 性 曲 线 也 图 解 的 方 式，

35、直 观 的 表 达 了 轧 制 过 程 的 内 在 矛 盾，因 此 它 获 得 了 广 泛 的 应 用。通 过 弹 塑 曲 线 可 以 分 析 轧 制 过 程 中 造 成 厚 差 的 原 因，通 过 弹 塑 曲 线 可 以 说 明 轧 机 的 调 整 原 则。当 出 现 厚 差 时，最 常 用 的 调 整 方 法 是 移 动 压 下 以 改 变 短 缝 消 除 厚 差（由（1）移 至（2）o 但 在 连 轧 机 上 还 可 用 改 变 张 力（或 速 度）的 方 法 来 消 除 厚 差（由 2 移 至 3）。此 外，利 用 弹 塑 曲 线 还 可 探 索 新 的 调 整 方 式，如 可 以 通

36、 过 改 变 刚 度 即 曲 线 斜 率 的 方 法（由（1）移 至（3）来 消 除 厚 差。新 式 的 液 压 变 刚 度 轧 机 就 是 在 这 种 指 导 思 想 下 设 计 的。图 1-13轧 机 调 整 原 则 图 示 1)弹 塑 曲 线 为 厚 度 自 动 控 制 提 供 了 理 论 基 础。例 如，如 能 测 定 S 和 P,则 可 设 计 h,如 果 此 h 值 与 目 标 值 h*不 符，则 可 调 整，改 变 S 和 P,直 到 达 到 所 要 求 的 厚 度 为 止。这 就 是 自 动 厚 控 的 基 本 原 理。3、乳 液 在 冷 轧 生 产 中，润 滑 和 冷 却 是

37、 一 个 极 其 重 要 的 组 成 部 分，对 轧 制 的 顺 利 进 行 和 产 品 质 量 有 直 接 影 响，作 为 既 提 供 润 滑 又 提 供 冷 却 的 乳 化 液 系 统 就 具 有 极 其 重 要 的 地 位，而 且 轧 制 油 的 消 耗 对 我 们 的 生 产 成 本 也 有 直 接 影 响，这 就 要 求 很 好 的 使 用 和 维 护 乳 化 液 系 统 使 其 正 常 运 行，在 此 基 础，对 乳 化 液 系 统 进 行 开 发，为 生 产 发 展 创 造 出 更 为 有 利 的 前 提 条 件。3.1轧 制 油 的 种 类 和 成 分 轧 制 油 的 主 要

38、组 成 有 基 础 油、乳 化 剂、极 压 剂、防 锈 剂、消 泡 剂 等。工 艺 润 滑 使 用 的 轧 制 油 种 类 很 多，概 括 起 来 可 分 为 矿 物 油，动 植 物 油 和 合 成 油。矿 物 油 由 基 础 油 和 添 加 剂 调 制 成。基 础 油 是 经 过 石 油 中 的 烷 羟，环 烷 羟。芳 香 羟 裂 解 蒸 镭 炼 制 的。动 植 物 油 是 由 动 物 脂 肪 和 植 物 种 子 炼 制 的，常 温 下 固 体 为 脂 肪，液 体 为 油。各 种 饱 和 脂 肪 酸，不 饱 和 脂 肪 酸 与 甘 油 化 合 物 形 成 不 同 的 油 脂，并 含 有 多

39、种 添 加 剂。合 成 油 是 醇 和 各 种 合 成 脂 肪 酸 聚 脂 得 到 的，并 加 入 添 加 剂，脂 肪 酸 链 长 度 和 结 构 不 同，合 成 油 的 性 能 也 不 同。3.2 乳 化 液 的 功 用 和 指 标 乳 化 液 是 轧 制 油 分 散 于 水 中 所 形 成 的 一 种 相 对 稳 定 的 体 系。根 据 在 轧 钢 过 程 中 的 作 用，乳 化 液 的 功 能 可 以 分 为 三 大 类：润 滑 冷 却 清 洗 各 指 标 意 义 如 下 所 述.外 观 表 示 各 组 份 的 互 溶 能 力 及 均 性，主 要 控 制 某 些 极 性 较 大 的 添

40、加 剂 在 油 品 中 充 分 溶 解。以 免 油 品 经 过 桶 装 或 油 槽 储 存 后 不 溶 物 发 生 沉 淀，性 能 不 发 生 变 化。好 的 油 品 在 倾 点 以 上 时，强 光 下 应 澄 清 透 明。与 其 它 指 标 关 系：外 观 是 指 倾 点 以 上 结 果，不 是 指 高 温 加 热 后 的 外 观（某 些 油 品 在 正 常 状 态 下 不 透 明，需 要 加 热 才 能 透 明）注：倾 点 指 在 标 准 规 定 的 冷 却 条 件 下(GB/T3535 83)冷 却 时，能 够 流 动 的 最 低 温 度。皂 化 值 是 指 皂 化 1克 油 品 所 需

41、 氢 氧 化 钾 的 毫 克 数，单 位 为 mgKOH/g。被 皂 化 的 物 质 主 要 是 油 脂、合 成 脂 等 脂 类 化 合 物 既 有 机 酸。产 品 中 可 皂 化 油 脂/酯 以 及 在 pH10(水 和 有 机 醇 溶 剂 中)时，可 以 与 碱 发 生 中 和 反 应 的 所 有 有 机 酸 及 极 性 添 加 剂。一 般 情 况 下，皂 化 值 中 油 脂/酯 占 总 值 的 80-95%。它 的 高 低 代 表 轧 制 油 的 润 滑 性 能 的 好 坏，皂 化 值 越 高，轧 制 油 的 润 滑 性 能 好，但 轧 后 退 火 板 面 清 洗 性 也 随 之 变 差

42、。与 其 它 指 标 关 系：皂 化 值 包 括 酸 值。皂 化 值 部 分 反 映 轧 制 油 的 润 滑 能 力。皂 化 值 会 增 加 产 品 的 极 性，会 有 利 于 提 高 产 品 的 离 水 展 着 性。酸 值 是 表 征 油 品 中 有 机 酸 中 含 量 多 少 的 指 标。中 和 1克 油 品 中 有 机 酸 所 需 氢 氧 化 钾 的 毫 克 数 称 为 酸 值，单 位 为 mgKOH/g。酸 值 的 高 低 反 映 油 品 生 产 的 精 制 程 度，精 制 程 度 越 高 其 酸 值 越 低。产 品 在 有 机 醇 溶 剂 中，充 分 溶 解 时，并 可 与 滴 定

43、剂 互 溶 的 情 况 下，在 pH10或 酚 战 指 标 剂 中，可 以 与 碱 发 生 中 和 反 应 的 所 有 有 机 酸 及 极 性 添 加 剂。与 其 它 指 标 关 系：酸 值 在 皂 化 值 测 试 时 体 现 为 皂 化 值 数 据。另 外，一 般 情 况 下，酸 值 越 高，乳 化 液 P1【值 越 低。但 由 于 酸 值 测 试 时 终 点 基 本 选 择 在 较 高 的 pH值，此 两 项 指 标 不 定 完 全 相 关，如 改 用 酸 性 终 点 指 示 剂,则 两 者 绝 对 相 关。粘 度 是 液 体 的 内 摩 擦，粘 度 的 高 低 反 映 了 流 体 流 动

44、 阻 力 的 大 小。在 这 里 粘 度 指 产 品 的 特 定 温 度 下 的 运 动 粘 度。动 力 粘 度 是 流 体 中 上 下 间 隔 1米，面 积 都 为 1平 方 米 的 两 层 流 体，当 相 对 移 动 速 度 为 1米/秒 时 所 产 生 的 阻 力。而 运 动 粘 度是 动 力 粘 度 除 以 同 温 度 下 的 流 体 密 度 得 到 的。粘 度 与 所 选 择 的 基 础 油 类 型，油 脂 的 分 子 量 和 分 子 结 构，添 加 剂 的 种 类 有 关。与 其 它 指 标 关 系：粘 度 与 上 述 大 部 分 指 标 无 绝 对 直 接 联 系。对 密 度 有

45、 时 有 所 关 联，粘 度 较 大 时，密 度 有 所 增 加。但 不 同 类 别 的 产 品 变 化 幅 度 有 较 大 的 差 别。对 于 纯 物 质，粘 度 与 闪 点 有 关 联，但 对 于 轧 制 油 这 类 分 子 分 布 范 围 较 宽 的 混 合 产 品，基 本 无 关 联。PH伯 是 指 一 定 浓 度 的 产 品 在 指 定 水 质 中 的 酸 碱 度。测 试 温 度 对 其 有 一 定 的 影 响。其 是 判 断 油 品 老 化 速 度，以 及 氧 化 变 质 程 度 的 一 个 重 要 指 标。与 其 它 指 标 关 系：pH值 代 表 可 全 部 或 部 分 水 溶

46、 的 成 份 的 溶 液 特 性（电 位 和 酸 碱 平 衡 特 性），与 酸 值 有 定 的 相 关 性，但 酸 值 包 括 可 水 溶 及 不 可 水 溶 的 部 分。ESI值 是 指 产 品 的 稳 定 性 能，标 明 ESI指 标 时，必 须 指 定 测 试 方 法，否 则 无 法 相 互 比 较。试 验 条 件：油 品 经 过 离 心 机 剪 切 30秒 后，300Ml静 置 4 小 时，取 底 层 与 顶 层 浓 度，进 行 比 较，计 算 产 品 的 乳 化 液 稳 定 指 数。与 其 它 指 标 关 系：ESI的 大 小 可 由 乳 化 剂 的 用 量 进 行 调 节，在 纯

47、油 体 系 中，与 其 它 指 标 无 关。在 乳 化 液 中，ESI越 高，乳 化 液 稳 定 越 高，离 水 展 着 性 相 对 变 低。倾 点 是 指 产 品 的 低 温 性 能，以 表 明 油 品 在 此 条 件 下 的 操 作 性 能，如 管 道 输 送 等。与 其 它 指 标 关 系：极 性 较 大 的 油 品，倾 点 可 能 会 升 高。与 酯 的 类 型 有 关，与 皂 化 值 的 大 小 无 绝 对 关 系，有 些 大 分 子 的 合 成 酯 的 倾 点 小 于 零 点。闪 点是 指 产 品 的 易 挥 发 组 份 的 含 量 及 可 燃 性。轧 制 油 的 闪 点 指 标

48、主 要 用 于 指 导 生 产 和 输 送 过 程，与 轧 钢 无 关。闪 点 一 般 不 进 行 测 试，而 是 根 据 各 原 材 料 的 闪 点 数 据，取 最 低 值 为 最 终 产 品 闪 点。根 据 轧 制 油 的 应 用 环 境 和 操 作 条 件，大 于 150C可 以 完 全 满 足 安 全 需 求.与 其 它 指 标 关 系：与 其 它 指 标 无 明 显 关 联，主 要 与 各 原 材 料 的 品 质 和 特 性 有 关。密 度 生 产 时 灌 装 温 度 一 般 高 于 室 温。密 度 主 要 用 于 计 算 在 灌 装 温 度 下,每 桶 或 每 个 包 装 的 最

49、大 灌 装 量.在 现 场 应 用 中,加 油 一 般 以 体 积 为 单 位,密 度 可 用 于 换 算 最 终 吨 钢 油 品 消 耗 重 里。与 其 它 指 标 关 系：与 其 它 指 标 无 明 显 关 联。颗 粒 度:乳 化 液 中 油 滴 的 颗 粒 直 径。主 要 是 对 其 润 滑 性 和 热 稳 定 性 产 生 影 响。一 般 而 言，较 大 粒 径 有 利 于 乳 化 液 受 热 时 油 水 两 相 分 离，轧 辑 和 轧 件 表 面 吸 附 油 量 增 加，降 低 轧 制 变 形 区 的 摩 擦 系 数。然 而，若 颗 粒 度 过 大，容 易 造 成 乳 化 液 不 稳

50、定，严 重 的 会 使 乳 化 液 油 水 分 离 影 响 乳 化 液 的 使 用 效 果 和 使 用 周 期。正 常 新 配 置 的 乳 化 液 平 均 粒 径 小 于 1 um,随 着 时 间 的 增 加，乳 化 液 的 粒 径 逐 渐 粗 化 长 大，反 映 在 轧 制 过 程 中 可 能 出 现 要 入 困 难、轧 件 跑 偏、打 滑 等 情 况。为 了 解 决 乳 化 液 的 稳 定 性 和 润 滑 性 能 的 矛 盾，可 在 乳 化 液 中 加 入 分 散 剂。不 作 为 常 规 指 标，试 油 期 间 山 油 品 供 应 商 进 行 测 试 离 水 展 着 性：当 乳 化 液 喷