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1、冷轧工艺技术1第1页，本讲稿共16页正确对中轧制）；使带钢保持平直，改善板形；减轻轧件三向受压的应力状正确对中轧制）；使带钢保持平直，改善板形；减轻轧件三向受压的应力状态，降低变形抗力，进而降低轧制力，减小轧辊弹性压扁，以利于轧制更薄态，降低变形抗力，进而降低轧制力，减小轧辊弹性压扁，以利于轧制更薄的产品；适当调整各架主电机负荷。的产品；适当调整各架主电机负荷。跑偏将破坏正常板形，轧后轧件出现楔形横断面和镰刀弯，而且一旦出现轧件偏向辊缝跑偏将破坏正常板形，轧后轧件出现楔形横断面和镰刀弯，而且一旦出现轧件偏向辊缝一侧轧制，则轧件有继续向这边偏移的趋势，如不加以控制，就不能保证稳定的轧制过一侧轧制
2、，则轧件有继续向这边偏移的趋势，如不加以控制，就不能保证稳定的轧制过程，甚至引起操作事故、设备事故。造成跑偏的根本原因是轧制中轧件的纵向（即轧件程，甚至引起操作事故、设备事故。造成跑偏的根本原因是轧制中轧件的纵向（即轧件长度方向）延伸沿横向（即轧件宽度方向）不均匀分布。轧件总是向延伸小的一侧偏移。长度方向）延伸沿横向（即轧件宽度方向）不均匀分布。轧件总是向延伸小的一侧偏移。而引起延伸不均匀的因素有多种，比如咬入时喂钢不对中辊缝、轧件沿横向温度分布不而引起延伸不均匀的因素有多种，比如咬入时喂钢不对中辊缝、轧件沿横向温度分布不均匀或组织性能分布不均匀、轧前辊缝未调平行、来料楔形等，因此跑偏是轧制操
3、作中均匀或组织性能分布不均匀、轧前辊缝未调平行、来料楔形等，因此跑偏是轧制操作中一个容易发生的问题。一个容易发生的问题。防止跑偏的方法有：防止跑偏的方法有：1)控制轧机操作变量，如压下量，使工作辊缝（或称控制轧机操作变量，如压下量，使工作辊缝（或称负荷辊缝，为轧钢时辊缝）为对称的凸形，即中间缝隙大，两边缝隙小。负荷辊缝，为轧钢时辊缝）为对称的凸形，即中间缝隙大，两边缝隙小。在这样的辊缝中轧制时，轧辊对轧件的作用力沿水平方向的分量迫使轧在这样的辊缝中轧制时，轧辊对轧件的作用力沿水平方向的分量迫使轧件自动定位于辊缝中心；件自动定位于辊缝中心；2)采用侧导板夹持轧件；采用侧导板夹持轧件；3)采用轧件
4、对中控制；采用轧件对中控制；4)采用大张力轧制。采用大张力轧制。2第2页，本讲稿共16页（3）工艺润滑）工艺润滑 为为保保证证轧轧后后带带钢钢有有高高的的表表面面质质量量和和板板形形，除除采采用用高高质质量量轧轧辊辊外外，还还要要采采用用工工艺艺润润滑滑和和冷冷却却。工工艺艺润润滑滑主主要要作作用用是是减减小小金金属属的的变变形形抗抗力力，同同时时也也有有降降低低轧轧件的变形热、冷却轧辊及改善板形的作用。件的变形热、冷却轧辊及改善板形的作用。在在冷冷轧轧过过程程中中，由由于于金金属属的的变变形形及及金金属属与与轧轧辊辊的的摩摩擦擦产产生生的的变变形形热热及及摩摩擦擦热热，使使轧轧辊辊及及轧轧件
5、件产产生生较较大大的的温温升升。而而辊辊面面温温度度过过高高会会引引起起工工作作辊辊淬淬火火层层硬硬度度下下降降，并并有有可可能能促促使使淬淬火火层层内内残残余余奥奥氏氏体体发发生生分分解解，使使辊辊面面出出现现附附加加组组织织应应力力，同同时时辊辊面面温温度度过过高高也也会会使使冷冷轧轧工工艺艺润润滑滑剂剂失失效效，使使润润滑滑剂剂的的油油膜膜破破裂裂，使使轧轧制制过过程程不不能能正正常常进进行行。此此外外，在在冷冷轧轧中中，轧轧件件温温度度过过高高会会使使带带钢钢产产生生浪浪形形，造造成成板板形形不不良良，一一般般带带钢钢的的正正常常轧轧制制温温度度希希望望控控制制在在90130，但但在在
6、实实际际生生产产中中带带钢钢的的温温度度容容易易高高于于200，出出现现这这种种情情况况时时应停轧。应停轧。工工艺艺润润滑滑剂剂有有轧轧制制油油和和乳乳化化液液两两大大类类。润润滑滑剂剂的的选选用用与与轧轧制制品品种种、规规格格及及轧轧机机形形式式有有关关。一一般般冷冷轧轧时时使使用用兼兼有有润润滑滑和和冷冷却却两两种种功功能能的的乳乳化化液液，通通过过冷冷却却和和过过滤滤可可以以循循环环使使用用，到到一一定定时时间间进进行行更更换换。此此外外，为为了了控控制制带带钢钢局局部部凸凸起起等等板板形形缺缺陷陷，宽宽带带轧轧机机采采用用在在辊辊身身长长度度方方向向多多段段冷冷却却和和各各段段冷冷却却
7、液液流流量量单单独独可可调调方方式式，以以便便在在不不同同段段、喷喷射射不不同同量的乳化液进行辊身凸度调节。量的乳化液进行辊身凸度调节。3第3页，本讲稿共16页2.冷轧对金属材料组织和性能的影响冷轧对金属材料组织和性能的影响 2.1 晶粒形态的变化晶粒形态的变化（1）铁素体晶粒形态的变化）铁素体晶粒形态的变化晶粒被拉长或晶粒被拉长或者压扁者压扁晶粒被拉长或者压扁成为细条状组晶粒被拉长或者压扁成为细条状组织和纤维组织，晶粒破碎成亚晶粒织和纤维组织，晶粒破碎成亚晶粒等轴等轴晶粒晶粒未变形原始晶粒轻微变形的滑移线拉长或压扁的晶粒细条状组织和纤维组织4第4页，本讲稿共16页 2.2 晶体微观缺陷的变化
8、晶体微观缺陷的变化塑性变形塑性变形原子排列发原子排列发生畸变生畸变晶格晶格扭曲扭曲晶体缺陷晶体缺陷增多增多择优取向择优取向（织构）（织构）(2)渗碳体对碳钢变形的影响渗碳体对碳钢变形的影响(阻碍铁素体的变形）阻碍铁素体的变形）数量尺寸形态渗碳体含量增加，阻碍作用增大渗碳体含量增加，阻碍作用增大层片越细，阻碍作用增大层片越细，阻碍作用增大片状的比球状的阻碍作用大，网状的比片状的更大。片状的比球状的阻碍作用大，网状的比片状的更大。阻阻碍碍变变形形取决于空位、位错、空位、位错、晶界、亚晶界晶界、亚晶界各晶粒内原子排列位向各晶粒内原子排列位向趋于一致趋于一致5第5页，本讲稿共16页 2.3 金属材料性
9、能的变化金属材料性能的变化物理、化物理、化学性能学性能电阻增加，抗腐电阻增加，抗腐蚀能力降低蚀能力降低力学性力学性能能强度、硬度升高，强度、硬度升高，塑性、韧性下降塑性、韧性下降2.4 残余应力残余应力加工硬化加工硬化金属性能金属性能经过塑性变形残余压应力和残余拉应力残余压应力和残余拉应力由于材料内部各部分变形不均匀变形造成的6第6页，本讲稿共16页 2.5 织构对材料性能的影响织构对材料性能的影响各晶粒内原子排列位向趋于一致称为织构或者择优取向导致金属材料出现各向异性有利的影响变压器铁心硅钢片的导磁性能沿扎制方向显著提高，提高变压器的效率不利的影响在深冲杯形工件时，容易出现制耳现象，导致杯口
10、边沿不齐，造成废品7第7页，本讲稿共16页2.6 残余应力的影响残余应力的影响(由于材料内部各部分变形不均匀变形造成的由于材料内部各部分变形不均匀变形造成的)不利的影响导致工件尺寸不稳定抵抗腐蚀能力降低解决方法去应力退火有利的影响提高材料的疲劳强度产生残余压应力的方法喷丸 滚压限于表层残余压应力8第8页，本讲稿共16页3.冷轧轧制压力计算冷轧轧制压力计算影响轧件对轧辊总压力的因素影响轧件对轧辊总压力的因素3.1 总压力计算公式的一般形式总压力计算公式的一般形式F轧件与轧辊的接触面积轧件与轧辊的接触面积 平均单位压力平均单位压力,可由下式决定可由下式决定.因此，计算轧制力在于解决两个基本参数。因
11、此，计算轧制力在于解决两个基本参数。计算轧件与轧辊间的接触面积计算轧件与轧辊间的接触面积计算平均单位压力计算平均单位压力9第9页，本讲稿共16页 3.2 影响平均单位压力的因素影响平均单位压力的因素q影响轧件机械性能的因素影响轧件机械性能的因素q影响轧件应力状态特性的因素影响轧件应力状态特性的因素 影响轧件机械性能影响轧件机械性能(简单拉、压条件下的实际变形抗力）的简单拉、压条件下的实际变形抗力）的因素有因素有金属的本性金属的本性温度温度变形程度和变形速度。可写成下式变形程度和变形速度。可写成下式式中，考虑温度，变形程度和变形速度对轧件机械性能影式中，考虑温度，变形程度和变形速度对轧件机械性能
12、影响的系数及普通静态机械实验条件下的金属屈服极限响的系数及普通静态机械实验条件下的金属屈服极限。10第10页，本讲稿共16页影响轧件应力状态特性的因素影响轧件应力状态特性的因素有外摩擦力有外摩擦力外端及张力等外端及张力等可写成下式可写成下式:q考虑轧件宽度影响的应力状态系数、外摩擦影响的系数、外端影响考虑轧件宽度影响的应力状态系数、外摩擦影响的系数、外端影响的系数、张力影响的系数。的系数、张力影响的系数。q 根据以上所述轧制平均单位压力可用下列公式的一般形式表示根据以上所述轧制平均单位压力可用下列公式的一般形式表示:表明确定轧辊的总表明确定轧辊的总压力，需求接触面压力，需求接触面积，应力状态系
13、数积，应力状态系数及变形抗力。及变形抗力。11第11页，本讲稿共16页3.3 金属实际变形抗力金属实际变形抗力的确定的确定 变形抗力取决于屈服极限、轧制温度、速度和变形程度的影变形抗力取决于屈服极限、轧制温度、速度和变形程度的影响，下面分别予以简单的讨论。响，下面分别予以简单的讨论。（1）金属及合金屈服极限）金属及合金屈服极限s的影响的影响通常用屈服极限通常用屈服极限s来反映金属及合金本性对实际变形抗力的来反映金属及合金本性对实际变形抗力的影响。影响。在选取在选取s时，一般最好用压缩时的屈服极限，因它与轧制变时，一般最好用压缩时的屈服极限，因它与轧制变形较接近。形较接近。当在静态机械性能实验中
14、很难测出当在静态机械性能实验中很难测出s。可用可用02。来代替。来代替。近年来由于热变形模拟试验机的出现，为各种状态下的近年来由于热变形模拟试验机的出现，为各种状态下的s测定测定提供了有利条件。提供了有利条件。12第12页，本讲稿共16页（2 2）冷轧及热轧金属实际变形抗力的确定方法）冷轧及热轧金属实际变形抗力的确定方法q冷轧冷轧金属实际变形抗力的确定金属实际变形抗力的确定冷轧时温度和变形速度对金属变形抗力的影响不大，冷轧时温度和变形速度对金属变形抗力的影响不大，nT=1,nu=1n 影响大。在变形区内各断面处变形程度不等。通常根据加工硬影响大。在变形区内各断面处变形程度不等。通常根据加工硬化
15、曲线取本道次平均变形量所对应的变形抗力值化曲线取本道次平均变形量所对应的变形抗力值本道次轧前的预变形量；本道次轧前的预变形量；本道次轧前的预变形量；本道次轧前的预变形量；冷轧前轧件的厚度；冷轧前轧件的厚度；H 本道次轧前轧件的厚度；本道次轧前轧件的厚度；h本道次轧后轧件的厚度本道次轧后轧件的厚度。13第13页，本讲稿共16页3.4 3.4 斯通平均单位压力公式斯通平均单位压力公式上式经积分后，得出斯通平均单位压力公式上式经积分后，得出斯通平均单位压力公式:考虑弹性压扁的变形区长度；考虑弹性压扁的变形区长度；前后单位张力的平均值。前后单位张力的平均值。14第14页，本讲稿共16页 斯通平均单位压
16、力公式计算图表斯通平均单位压力公式计算图表利用弹性压扁接触弧长公利用弹性压扁接触弧长公式经数学变换，可得下式：式经数学变换，可得下式：按上式可作出图表，根据具体按上式可作出图表，根据具体轧制条件计算出轧制条件计算出y,z，值值,两点两点连成一条直线，直线与连成一条直线，直线与S形曲线形曲线的交点即为所求的交点即为所求x.15第15页，本讲稿共16页全氢罩式退火炉工艺流程返回主目录再根据再根据x值可解出压扁弧长度，代入斯通平均单位压值可解出压扁弧长度，代入斯通平均单位压力公式解出平均单位压力值。力公式解出平均单位压力值。为计算方便，下表给为计算方便，下表给出出外摩擦影响系数外摩擦影响系数值。值。16第16页，本讲稿共16页