金属塑性加工——轧制理论与工艺思考题

轧制理论部分思考题

1.简单轧制过程的条件，变形区及主要参数有哪些？

答：简单轧制过程：轧制过程上下辊直径相等，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、轧件本身的力学性质均匀。

变形区：（1）几何变形区：入口和出口截面之间的区域；（2）物理变形区：发生塑性变形的区域。

变形区参数：（1）咬入弧：轧件与轧辊相接触的圆弧。（2）咬入角α：咬入弧所对应的圆心角称为咬入角。（3）变形区长：咬入弧的水平投影。（4）轧辊半径R。（5）轧件轧前、后的厚度H、h。（6）平均厚度。（7）轧件轧前、后宽度B、b。（8）平均宽度。（9）压下量。

2.改善咬入条件的途径。

答：由α≤β应使α↓,β↑：

1.减小α方法：由α=arccos(1-△h/D) ：1）减小压下量； 2）增大D；生产中常用方法：3）采用开始小压下或采用带有楔形端的钢坯进行轧制的方法。

2.提高β的方法：轧制中摩擦系数主要与轧辊和轧件的表面状态、轧制时轧件对轧辊的变形抗力以及轧辊线速度的大小有关：1）改变表面状态，如清除氧化皮；2）合理调节轧制速度，随轧制速度提高摩擦系数降低，采取低速咬入；3）改变润滑情况等。

3.宽展的组成及分类。

答：组成：滑动宽展△B1、翻平宽展△B2、鼓形宽展△B3；

分类：自由宽展、限制宽展、强制宽展。

4.前后滑区、中性角的定义。

答：（1）前滑区：摩擦力方向与带钢运行方向相反，在变形区出口处，金属速度大于轧辊圆周速度，相对轧辊向前运动。

（2）后滑区：摩擦力方向与带钢运行方向相同，在变形区入口处，金属速度小于轧辊圆周速度，相对轧辊向后运动。

（3）中性角：前滑区与后滑区的分界面对应的圆心角叫中性角，金属速度与轧辊圆周速度相等，相对轧辊没有运动。

5.确定平均单位压力的方法，说明。

答：（1）理论计算法：它是建立在理论分析基础上，用计算公式确定单位压力。通常，都要首先确定变形区内单位压力分布形式及大小，然后再计算平均单位压力。

（2）实测法：即在轧钢机上放置专门设计的压力传感器，将压力信号转换成电信号，通过放大或直接送往测量仪表将其记录下来，获得实测的轧制压力资料。用实测的轧制压力除以接触面积，便求出平均单位压力。

（3）经验公式和图表法：根据大量的实测统计资料，进行一定的数学处理，抓住一些主要影响因素，建立经验公式或图表。

6.卡尔曼微分方程：条件、作图、推到建立，M.D斯通公式轧制力、轧制力矩计算。(P50)

7.轧材按断面形状特征的分类及主要用途。

答：根据轧材的断面形状的特征，分为型材、线材、板材、带材、管材和特殊类型等。根据加工方式，轧制产品分为热轧材和冷轧材两大类。

（1）型材中的工字钢、槽钢、角钢广泛应用于工业建筑和金属结构，扁钢

主要用作桥梁、房架、栅栏、输电、船舶、车辆等。圆钢、方钢用作各种机械零件、农机配件、工具等。（2）线材主要用作钢筋混凝土的配筋和焊接结构件或再加工（如拔丝，制钉等）原料。（3）板材通常做成标准大小的扁平矩形建筑材料板，作墙壁、天花板或地板的构件。（4）带材可以看做是宽度小于板材的钢材，其用途与板材基本相同。（5）管材就是用于做管件的材料。常用的有给水管、排水管、煤气管、暖气管、电线导管、雨水管等。

8.轧材产品标准包括那几个方面？

答：轧材的产品标准一般包括有品种（规格）标准、技术条件、试验标准及交货标准等方面内容。

9.制定工艺过程总的目的是什么？轧钢工序的任务？轧材的基本工序？

答：总目标：优质、高产、低成本地生产出合乎技术要求的轧材；

两大任务：精确成型、改善组织和性能；

基本工序：原料的清理准备——加热——轧制——冷却——精整——质量检查。

10.金属压力加工的五大加工方法有哪几种？

11. 变速轧制（初轧）的速度制定计算。

12.板带材主要技术要求。

答：（1）尺寸精度要求高：主要是厚度精度，因为它不仅影响到使用性能及连续自动冲压后步工序，而且在生产中难度最大。（2）板型要好：板型要平坦，无浪形瓢曲。（3）表面质量要好：板带钢是单位面积最大的一种钢材，又多用作外围构件，故必须保证表面的质量。（4）性能要好：主要包括机械性能、工艺性能和某些钢板的特殊物理或化学性能。

13.板带材轧制技术发展的主要矛盾是什么？解决途径有哪些？

答：（1）轧件变形难，轧件变形及其影响大。

（2）使轧制易于变形的途径：

①降低板带钢本身的变形抗力（内阻）。措施：加热，在轧制过程中保温、抢温使轧件具有较高且均匀的轧制温度。

②设法改变轧件变形时的应力状态，减少外摩擦对金属变形的阻力（外阻）。措施：带张力轧制、润滑、减小工作辊直径。

控制轧机变形措施：

①增强和控制机架和辊身的刚性。

②控制和利用轧辊变形。

14. 从结构来分中厚板轧机可分几类，名称是什么？

答：按机架机构分类，可分为二辊可逆式、三辊劳特式、四辊可逆式、复合式和万能式几种。

按机架布置分类，可分为单机架、并列式和顺列式等几种。

15.中厚板轧制方法主要有哪几种？

答：（1）全纵轧法：钢板延伸方向和原料的纵轴方向重合。（2）横轧—纵轧法（综合轧法）：适合连铸坯。横轧：钢板的延伸方向和原料的纵轴方向垂直。横—纵轧法是先横轧将板坯展宽到所要求的宽度，再转90°纵轧。（3）全横轧法：用连铸坯为原料是，全横轧与纵轧法一样，产生各向性能异性。（4）角轧—纵轧法：轧件的轴线与轧辊的轴线成一定角度，送入角δ一般为15°—45°，每对角线轧一、二道后换成另一对角线轧制。角轧要注意使轧件能迅速宽展到所要求的宽度，而形状又不发生歪斜。（5）平面形状控制轧法：首先纵轧1—2道次，以整板形，称整形轧制，然后90°横轧宽展，再转90°纵轧成材。

16.在连轧机前要切头尾，其目的是什么？原因何在？

答：切头的目的是为了出去温度过低的头部以免损伤辊面，并防止“舌头”、“鱼尾”卡在机架间的导卫装置或辊道缝隙中。切尾以防后端的“鱼尾”或“舌头”给卷取及其后的精整工序带来困难。

17.热连轧中为保持终扎温度一定，最重要最活跃最有效的手段是什么？具体数值如何？

18. 在热连轧中，输出辊道速度如何调节？

19.活套支持器的作用是什么及基本工艺要求？