轧制理论)轧制原理PPT
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(轧制理论)轧制原理PPT
❖ 轧件端部在轧制中温度氧化铁皮对摩擦影响:端部温度温 降快,温度低使摩擦系数增大,其他部分温度较高摩擦系数小.
❖ 氧化铁皮在咬入时端部与轧辊冲击易脱落,露出金属表面使 摩擦系数增大,而其他部分摩擦系数较低.
二者作用的结果使 kx项数值较小
αy =kx*α=(1.5—1.7)α 实际生产中端部咬入出现打滑现象不能建立稳定轧制
Δh/2
式中 R ---- 轧辊半径。
h R RCos
2
h D(1 COS )
cos 1 h D
sin ＝1 h
2 2R
sin
22
h
R
上式在 100 150 适用
α
A B
D C
Δb/2
变形区任意断面高度hx
hx hx h D(1 co形的表示方法
❖ 变形程度的意义
矩形件变形前后的尺寸
1)轧制时绝对变形量（压下，延伸，宽展）表示
❖ 绝对压下量：Δh＝H－h ❖ 绝对延伸量：Δl＝l －L ❖ 绝对宽展量：Δb＝b －B
❖ 式中 h ，H —— 轧件轧后、轧前高度； l，L—— 轧件轧后、轧前长度；
b，B—— 轧件轧后、轧前宽度；
2 1
)
E1
E1
2
2q
1- E
2 2
2
西奇柯可公式
轧制过程的三阶段
一 咬入阶段
1 咬入阶段：轧件前端与轧辊接触的瞬间起到前 端达到变形区的出口断面（轧辊中心连线）称为咬入 阶段。
2 特点：
（1）轧件的前端在变形区有三个自由端（面），仅后 面有不参与变形的外端（或称刚端） （2）变形区的长度由零连续地增加到最大值。 （3）变形区内的合力作用点、力矩皆不断的变化。 （4）轧件对轧辊的压力由零值逐渐增加到该轧制条件 下的最大值。 （5）变形区内各断面的应力状态不断变化。
❖ 氧化铁皮在咬入时端部与轧辊冲击易脱落,露出金属表面使 摩擦系数增大,而其他部分摩擦系数较低.
二者作用的结果使 kx项数值较小
αy =kx*α=(1.5—1.7)α 实际生产中端部咬入出现打滑现象不能建立稳定轧制
Δh/2
式中 R ---- 轧辊半径。
h R RCos
2
h D(1 COS )
cos 1 h D
sin ＝1 h
2 2R
sin
22
h
R
上式在 100 150 适用
α
A B
D C
Δb/2
变形区任意断面高度hx
hx hx h D(1 co形的表示方法
❖ 变形程度的意义
矩形件变形前后的尺寸
1)轧制时绝对变形量（压下，延伸，宽展）表示
❖ 绝对压下量：Δh＝H－h ❖ 绝对延伸量：Δl＝l －L ❖ 绝对宽展量：Δb＝b －B
❖ 式中 h ，H —— 轧件轧后、轧前高度； l，L—— 轧件轧后、轧前长度；
b，B—— 轧件轧后、轧前宽度；
2 1
)
E1
E1
2
2q
1- E
2 2
2
西奇柯可公式
轧制过程的三阶段
一 咬入阶段
1 咬入阶段：轧件前端与轧辊接触的瞬间起到前 端达到变形区的出口断面（轧辊中心连线）称为咬入 阶段。
2 特点：
（1）轧件的前端在变形区有三个自由端（面），仅后 面有不参与变形的外端（或称刚端） （2）变形区的长度由零连续地增加到最大值。 （3）变形区内的合力作用点、力矩皆不断的变化。 （4）轧件对轧辊的压力由零值逐渐增加到该轧制条件 下的最大值。 （5）变形区内各断面的应力状态不断变化。
轧制理论)轧制原理PPT
数值模拟软件
开发专门的数值模拟软件，如MSC.Marc、ABAQUS等，可实现轧制过程的可视化模拟， 提高模拟的准确性和效率。
模拟结果验证
通过与实际轧制实验数据的对比，验证计算机模拟结果的准确性和可靠性，为实际生产 提供指导。
人工智能技术在轧制理论中的应用
神经网络模型
应用神经网络模型对轧制过程进行建模和预测，可以实现轧制参数 的优化和自适应控制，提高产品质量和生产效率。
制压力和力矩。
05 轧制过程中的温度场和应力场分析
CHAPTER
温度场分析的基本原理和方法
热传导方程
描述物体内部温度分布随时间变 化的偏微分方程，是温度场分析 的基础。
初始条件和边界条
件
确定热传导方程的解，初始条件 为物体初始时刻的温度分布，边 界条件为物体表面与周围环境之 间的热交换情况。
有限差分法
02 轧制变形基本原理
CHAPTER
轧制变形的基本概念
轧制变形
指金属坯料在两个旋转轧辊的缝 隙中受到压缩，产生塑性变形， 获得所需断面形状和尺寸的加工
方法。
轧制产品
通过轧制变形得到的产品，如板材、 带材、线材、棒材等。
轧制方向
金属在轧辊作用下变形的方向，通 常与轧辊轴线平行。
轧制变形的力学基础
利用塑性变形区的滑移线 场，通过数学解析计算轧 制压力。
上限法
基于塑性变形理论的上限 定理，通过构建速度场计 算轧制压力的上限值。
轧制力矩的计算方法
能量法
根据轧制过程中的能量守恒原理，通过计算变形 功来计算轧制力矩。
解析法
基于弹性力学和塑性力学理论，通过数学解析计 算轧制力矩。
有限元法
利用有限元分析软件，对轧制过程进行数值模拟， 从而计算轧制力矩。
开发专门的数值模拟软件，如MSC.Marc、ABAQUS等，可实现轧制过程的可视化模拟， 提高模拟的准确性和效率。
模拟结果验证
通过与实际轧制实验数据的对比，验证计算机模拟结果的准确性和可靠性，为实际生产 提供指导。
人工智能技术在轧制理论中的应用
神经网络模型
应用神经网络模型对轧制过程进行建模和预测，可以实现轧制参数 的优化和自适应控制，提高产品质量和生产效率。
制压力和力矩。
05 轧制过程中的温度场和应力场分析
CHAPTER
温度场分析的基本原理和方法
热传导方程
描述物体内部温度分布随时间变 化的偏微分方程，是温度场分析 的基础。
初始条件和边界条
件
确定热传导方程的解，初始条件 为物体初始时刻的温度分布，边 界条件为物体表面与周围环境之 间的热交换情况。
有限差分法
02 轧制变形基本原理
CHAPTER
轧制变形的基本概念
轧制变形
指金属坯料在两个旋转轧辊的缝 隙中受到压缩，产生塑性变形， 获得所需断面形状和尺寸的加工
方法。
轧制产品
通过轧制变形得到的产品，如板材、 带材、线材、棒材等。
轧制方向
金属在轧辊作用下变形的方向，通 常与轧辊轴线平行。
轧制变形的力学基础
利用塑性变形区的滑移线 场，通过数学解析计算轧 制压力。
上限法
基于塑性变形理论的上限 定理，通过构建速度场计 算轧制压力的上限值。
轧制力矩的计算方法
能量法
根据轧制过程中的能量守恒原理，通过计算变形 功来计算轧制力矩。
解析法
基于弹性力学和塑性力学理论，通过数学解析计 算轧制力矩。
有限元法
利用有限元分析软件，对轧制过程进行数值模拟， 从而计算轧制力矩。
轧制原理 PPT
侧压后平轧时，轧件的宽展可以认为由两部分组成，一部
分是鼓形的回展Δbb，另一部分是除鼓形回展以外的轧件
宽展Δbs 。
bs / 2
be bb / 2
b0
h0
h1
b1
l0
l1
1.3 体积不变条件
对于消除了铸态组织的已变形金属，塑性加工时金属的密
度变化很小或者不变。
冷加工时，由于加工硬化和微裂纹的产生，金属密度略 有减小，但是各种金属和合金冷加工时密度通常只减小 0.1～0.2%，当进行中间退火和最终退火时，由于产生再结 晶，密度将增加到接近加工前的数值。
Nx
T
N
Tx
稳定轧制时，θ＝α/2
2
各种轧机的咬入角
轧机型式
冷轧钢和其它金属 在磨削轧辊上加润滑剂 在未磨削轧辊上无润滑剂 热轧 0.05~0.07 0.09~0.14 3~4 5~8 咬入角 弧度 度
钢板
铝板（ 350 ℃） 镍板（ 1100 ℃） 黄铜板（800 ℃ ） 普通型钢 型钢（轧辊表面有刻槽、
（2）合理调节轧制速度
1.7 最小阻力定律
如果变形体各质点有向各个方向移动的可能，则变形体的 每个质点将朝阻力最小的方向移动。
中性角
中性面
1.8 工具形状对变形的影响
由于轧辊呈圆柱状，会造成金属在宽度和长度方向的流动 阻力不同，金属横向流动的阻力是平行于辊面且与流动方 向相反的摩擦力，而纵向流动阻力是摩擦力的水平分量与
轧制过程的简单描述
b0
h0
h1
b1
l0
l1
为使轧制过程顺利进行，主电机要具有足够的功率，
以通过轧辊提供轧件塑性变形所需的变形力，而所 需变形力的大小与轧件本身的性质和应力状态有关。 在实际轧制过程中，这一变形力又对轧辊产生反作 用而影响轧制过程。
分是鼓形的回展Δbb，另一部分是除鼓形回展以外的轧件
宽展Δbs 。
bs / 2
be bb / 2
b0
h0
h1
b1
l0
l1
1.3 体积不变条件
对于消除了铸态组织的已变形金属，塑性加工时金属的密
度变化很小或者不变。
冷加工时，由于加工硬化和微裂纹的产生，金属密度略 有减小，但是各种金属和合金冷加工时密度通常只减小 0.1～0.2%，当进行中间退火和最终退火时，由于产生再结 晶，密度将增加到接近加工前的数值。
Nx
T
N
Tx
稳定轧制时，θ＝α/2
2
各种轧机的咬入角
轧机型式
冷轧钢和其它金属 在磨削轧辊上加润滑剂 在未磨削轧辊上无润滑剂 热轧 0.05~0.07 0.09~0.14 3~4 5~8 咬入角 弧度 度
钢板
铝板（ 350 ℃） 镍板（ 1100 ℃） 黄铜板（800 ℃ ） 普通型钢 型钢（轧辊表面有刻槽、
（2）合理调节轧制速度
1.7 最小阻力定律
如果变形体各质点有向各个方向移动的可能，则变形体的 每个质点将朝阻力最小的方向移动。
中性角
中性面
1.8 工具形状对变形的影响
由于轧辊呈圆柱状，会造成金属在宽度和长度方向的流动 阻力不同，金属横向流动的阻力是平行于辊面且与流动方 向相反的摩擦力，而纵向流动阻力是摩擦力的水平分量与
轧制过程的简单描述
b0
h0
h1
b1
l0
l1
为使轧制过程顺利进行，主电机要具有足够的功率，
以通过轧辊提供轧件塑性变形所需的变形力，而所 需变形力的大小与轧件本身的性质和应力状态有关。 在实际轧制过程中，这一变形力又对轧辊产生反作 用而影响轧制过程。
51钢铁PPT-轧钢基本理论课件
残余内应力的影响
▪ 宏观内应力 ▪ 引起新的变形，降低精度。 ▪ 微观内应力 ▪ 引起开裂，产生微裂纹。 ▪ 晶格畸变内应力 ▪ 强化金属；耐蚀性降低。
塑性变形的金属在加热时 组织和性能变化
▪ 1．回复
▪ 2．再结晶 ▪ 3．晶粒长大
塑性变形的金属在加热时 组织变化
回复
▪ 塑性变形后的金属在低温加热时，发生回复过程
轧钢基本理论
51钢铁收集整理
内容提要
▪ 1、金属压力加工； ▪ 2、塑性变形对组织和性能的影响； ▪ 3、钢材品种及用途； ▪ 4、型钢生产系统； ▪ 5、钢材产品标准及技术要求； ▪ 6、轧钢基本工序介绍； ▪ 7、轧制过程参数及变形规律； ▪ 8、宽展、前滑和后滑，以及影响其的因素； ▪ 9、轧制力能参数介绍。
金属压力变形分类
▪ 金属压力变形分为： ▪ 1、弹性变形：给其力则变形，力撤销其变形即消失。 ▪ 基本原理：外力应力原子离开平衡位置变形原子位能增加返
回趋势外力消失变形消失弹性变形 ▪ 条件：外力小于屈服极限 ▪ 2、塑性变形：给其力则变形，力撤销其变形依然存在。 ▪ 基本原理：金属塑性变形的实质——晶粒内部或晶粒之间产生的滑移及
冷加工对组织和性能的影响
▪ 冷加工 —— 在 T再 以下温度进行的变形加工，如低碳钢的冷拔、冷冲。
▪
冷加工时，无再结晶过程。
▪ 冷加工能产生加工硬化，提高强度和硬度，塑性和韧性下降。是重要的强化
手段，对不能热处理强化的合金尤其重 要。但增加继续塑性变形的抗力。
➢ 由于有加工硬化的存在，故冷变形可提高工件的强度和硬度，但冷变形 不能太大，否则易开裂；
再结晶温度（最低）
▪ 纯金属 T再 =0.4 T熔 ▪ 合 金 T再 =（0.5 ~ 0.7）T熔 ▪ （温度单位：绝对温度( K )）
轧制原理-第三章变形区金属的流动课件
研究开发新型的轧制技术，以提高轧制效率和产 品质量。
加强轧制过程的智能化和自动化
研究智能化和自动化技术在轧制过程中的应用， 以提高生产效率和产品质量。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
优化轧制工艺参数的方法
1 2 3
实验优化法
通过实验测试不同的轧制工艺参数组合，找到最 优的参数组合，以达到最佳的金属流动效果和产 品质量。
数值模拟法
利用数值模拟软件对轧制过程进行模拟，预测不 同参数下的金属流动和产品质量，指导实际生产 中的参数优化。
人工智能法
利用人工智能算法对大量历史数据进行分析和学 习，找到最优的工艺参数组合，实现快速优化。
厚向应变
金属在厚度方向上的长度变化。
轧制过程中的应力-应变关系
真实应力-应变曲线
描述了金属在轧制过程中的应力与应变之间的关系，是材料力学 性能的重要指标。
加工硬化
随着应变的增加，金属的屈服强度增加的现象，影响金属的进一步 变形。
流动应力曲线
描述金属在轧制过程中的应力与应变行为，对于确定轧制工艺参数 和优化产品质量具有重要意义。
轧制力对变形区金属流动的影响
力增大，金属流动阻力增大
随着轧制力的增大，变形区内金属所受的应力增加，流动阻力增大，导致金属流动速度减缓。
流动不均匀性改善
轧制力的增大有助于改善变形区内金属流动的不均匀性。这是因为较大的轧制力可以减小因应变速率差异引起的 流动不均匀性问题。
05
实际生产中的变形区金 属流动控制
轧制原理-第三章变形 区金属的流动课件
目 录
• 引言 • 变形区金属流动的规律 • 轧制过程中的应力与应变 • 轧制工艺参数对变形区金属流动的影响 • 实际生产中的变形区金属流动控制 • 结论与展望
加强轧制过程的智能化和自动化
研究智能化和自动化技术在轧制过程中的应用， 以提高生产效率和产品质量。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
优化轧制工艺参数的方法
1 2 3
实验优化法
通过实验测试不同的轧制工艺参数组合，找到最 优的参数组合，以达到最佳的金属流动效果和产 品质量。
数值模拟法
利用数值模拟软件对轧制过程进行模拟，预测不 同参数下的金属流动和产品质量，指导实际生产 中的参数优化。
人工智能法
利用人工智能算法对大量历史数据进行分析和学 习，找到最优的工艺参数组合，实现快速优化。
厚向应变
金属在厚度方向上的长度变化。
轧制过程中的应力-应变关系
真实应力-应变曲线
描述了金属在轧制过程中的应力与应变之间的关系，是材料力学 性能的重要指标。
加工硬化
随着应变的增加，金属的屈服强度增加的现象，影响金属的进一步 变形。
流动应力曲线
描述金属在轧制过程中的应力与应变行为，对于确定轧制工艺参数 和优化产品质量具有重要意义。
轧制力对变形区金属流动的影响
力增大，金属流动阻力增大
随着轧制力的增大，变形区内金属所受的应力增加，流动阻力增大，导致金属流动速度减缓。
流动不均匀性改善
轧制力的增大有助于改善变形区内金属流动的不均匀性。这是因为较大的轧制力可以减小因应变速率差异引起的 流动不均匀性问题。
05
实际生产中的变形区金 属流动控制
轧制原理-第三章变形 区金属的流动课件
目 录
• 引言 • 变形区金属流动的规律 • 轧制过程中的应力与应变 • 轧制工艺参数对变形区金属流动的影响 • 实际生产中的变形区金属流动控制 • 结论与展望
高精度轧制理论及技术PPT课件
h2>h1
0 S0 h1 h2 H h(H)
冷轧－－σ↑（K↑）→ P↑→ P/K↑→ h↑
P
2
P2 1
P1
σ2>σ1 h2>h1
0 S0 h1 h2 H h(H)
（2）速度变化－－通过f、油膜厚度、变形抗力等起作用
P
1
2 P1
P2
V 2>V 1
油膜厚度↑ h2<h1
0 S0 h2 h1 H h(H)
高精度轧制理论及 技术
教材：
金属塑性加工学－－轧制理论与工艺（第二版） 王廷溥，齐克敏主编，2002
主要参考书：
1，高精度轧制技术，黄庆学 梁爱生著，冶金工业出版社，2002。 2，高精度板带材轧制理论与实践，{美金兹伯格著，
姜明东 王国栋等译，冶金工业出版社，2000 3，带钢热连轧的模型与控制，孙一康著，冶金工业出版社，2002 4，带钢冷连轧计算机控制，孙一康著，冶金工业出版社，2002 5，金属塑性加工学----轧制理论与工艺（第二板），
考虑终轧温度要求时热连轧穿带速度设定计算：
Vmih ni f(TnC.........)...
Vn KhdnLlnttFF0nttww
Hi*
L i架
例－－当H↑→h↑
控制措施－－可↓S
P
由几何关系：
2
Hbd
P2
1 P－h 图的建立
1
1. P1
δ：辊热膨胀、磨损补偿
g H2> H1
h bc gc
K
H (H)h
a
bc d
a1、a2：可根据实测结果确定
Ss：设定or锁定值
产S ：生压的力后为果0时辊缝指示δ器S读数
轧制原理——精选推荐
轧制原理第1章轧制过程基本概念轧制：⾦属通过旋转的轧辊受到压缩，横断⾯积减⼩，长度增加的过程。
纵轧：⼆轧辊轴线平⾏，转向相反，轧件运动⽅向与轧辊轴线垂直。
斜轧：轧辊轴线不平⾏，即在空间交成⼀个⾓度，轧辊转向相同，轧件作螺旋运动。
横轧：轧辊轴线平⾏，但转向相同，轧件仅绕⾃⾝的轴线旋转，没有直线运动。
轧制过程：靠旋转的轧辊与轧件之间的摩擦⼒将轧件拖⼊辊缝之间，并使之受到压缩产⽣塑性变形，获得⼀定形状、尺⼨和性能产品的压⼒加⼯过程。
体积不变规律：在塑性加⼯变形过程中，如果忽略⾦属密度的变化，可以认为变形前后⾦属体积保持不变。
最⼩阻⼒定律：物体在塑性变形过程中，其质点总是向着阻⼒最⼩的⽅向流动。
简单轧制过程：轧制时上下辊径相同，转速相等，轧辊⽆切槽，均为传动辊，⽆外加张⼒或推⼒，轧辊为刚性的。
变形区概念：轧件承受轧辊作⽤，产⽣塑性变形的区域。
⼏何变形区：轧件直接承受轧辊作⽤，产⽣塑性变形的区域。
物理变形区：轧件间接承受轧辊作⽤，产⽣塑性变形的区域。
接触弧s （咬⼊弧）：轧制时，轧件与轧辊相接触的圆弧(弧AB ）咬⼊⾓α：接触弧所对应的圆⼼⾓。
变形区（接触弧）长度（l ）：接触弧的⽔平投影长度。
咬⼊⾓α: △h = D （l-cos α）cos α=1- △h /D变形区长度l 简单轧制，即上下辊直径相等。
绝对变形量：轧前、轧后轧件尺⼨的绝对差值。
压下量△ h = H-h宽展量△b = b-B延伸量△l = l- L相对变形量：轧前、轧后轧件尺⼨的相对变化。
相对压下量ε=（△h/H ）% e = ln h/H相对宽展量εb=（△b /B ）% eb= ln b/B相对延伸量εl=（△l/L ）% el= ln l/L 。
变形系数：轧前轧后轧件尺⼨的⽐值表⽰的变形。
压下系数：η=H/h宽展系数：β（ω）= b/B延伸系数： µ （λ）=l/L总延伸系数与总压下率（累积压下率）设轧件原始⾯积为F0 ,经过n 道次轧制后⾯积为Fn ，则轧制过程：靠旋转的轧辊与轧件之间的摩擦⼒将轧件拖⼊辊缝，并使之受到压缩产⽣塑性变形，获得⼀定形状、尺⼨和性能的压⼒加⼯过程。
轧制理论)轧制原理
轧制理论的发展趋势与未来展望
1 2
智能化发展
随着人工智能和大数据技术的应用，轧制理论的 智能化发展成为趋势，实现轧制过程的自动化和 智能化控制。
新材料和新工艺研究
未来轧制理论将继续在新材料、新工艺的研究方 面发挥重要作用，推动行业的创新发展。
3
绿色可持续发展
轧制理论将注重绿色可持续发展，致力于降低能 耗和减少环境污染，实现行业的可持续发展。
轧制理论)轧制原理
目录
量 • 轧制过程的模拟与优化 • 轧制理论的应用与发展
01
轧制原理概述
轧制的基本概念
轧制是一种金属加工工艺，通过两个 旋转的轧辊将金属坯料压缩，使其发 生塑性变形，从而获得所需形状和性 能的金属制品。
轧制过程中，金属坯料通过轧辊的摩 擦力作用被牵引，经过连续的塑性变 形，形成一定规格和形状的成品或半 成品。
智能算法进行故障诊断和预警，提高轧制过程的稳定性和可靠性。
05
轧制理论的应用与发展
轧制理论在钢铁工业中的应用
轧制工艺优化
轧制理论为钢铁工业提供了优化轧制工艺的方法，提高了产品质 量和生产效率。
新材料研发
轧制理论在新材料研发中发挥了重要作用，推动了钢铁材料的不 断升级和革新。
节能减排
轧制理论的应用有助于钢铁工业实现节能减排，降低生产过程中 的能耗和污染物排放。
利用测厚系统实时监测板材厚度， 反馈调整轧制参数，以实现厚度 控制的自动化和精细化。
04
轧制过程的模拟与优化
轧制过程的数值模拟技术
有限元法
01
通过将轧制过程划分为一系列小的单元，利用数学方程描述每
个单元的行为，从而模拟整个轧制过程。
有限差分法
轧制理论
咬入之后，在金属逐渐充填变形区的过程中，径向力的合力作用点相应地
向轧件出口平面方向移动，而使合力作用方向逐渐向出口倾斜。因此而使得Tx逐 步增加，Nx相应减少。这样一来,摩擦力的水平分力就有了剩余，其值为Tx－Nx。 由于剩余摩擦力的出现，而使得轧件一旦被咬入，就能更顺利地使轧件充满变形
由置于出口和入口两侧的测厚仪，测出带钢厚度，反馈到高速的计算机系统，再去控制 一个“电--液压”系统来实现对带钢厚度的控制。
测厚仪简图
3.2.AGC系统控制方法
➢前 馈：把前面的测厚仪测得厚度与目标厚度相比。 ➢后 馈：把后面的测厚仪测得厚度与目标厚度相比，只有1pass时使用 。 ➢质量流：轧机出入口的秒流量相等的原理控制，左右测厚仪同时使用
轧辊把轧件拉入旋转方向相反的两个轧辊辊缝 之中叫轧件的咬入。轧辊能够顺利地将轧件咬入是 轧制的必要条件。 轧件与轧辊接触时，轧辊对轧件的作用力和摩擦 力如图所示。N和T分解成的水平分力为：
不能咬入 临界状态 可以咬入 设摩擦角为β，则摩擦系数:
图3 轧辊对轧件的作用力和摩擦力
可以推出：
3.2.轧制过程建立
延伸率是带钢长度变化率，其表示式为： 在忽略宽展时，延伸率μ与压下率ε有如下关系：
2.SPM的目的
➢消除退火带钢的屈服平台，改善力学性能，保证产品的成形加工性； ➢修正板形，改善平直度； ➢根据用户的使用要求，加工光面或麻面板，并改善表面质量。
中性面：在整个变形区中，存在一个前后滑的过渡面。轧件在该面上运动的速度与 该处轧辊线速度的水平分速度相等，这个平面就叫中性面。由出口平面到中性面称 前滑区，由入口平面到中性面称后滑区。
5.2前滑的计算式
如图，在中性面轧件运动的速度与轧辊水平分速度相等，即 中性面与出口截面的秒体积相等，并忽略宽展时，可得 上式，经整理得到 ：
材料成形工艺学-轧制理论-前滑2---BD..
tx fpx
积分后得到中性角公式：
sinsin1co sQ 1Q 0
2 2f 4pfbR
2021/3/13
14
前后张力相等或无前后张力时，则
sin sin1cos
2 2f
α角很小时
1cos2si2n2
22
si n
中性角简化公式：
(1 )
2 2f
2021/3/13
15
对公式
2
(1
2f
)
E
a
1
L
2021/3/13
42
4.6.2前滑系数和前滑值
❖ 前滑的大小以前滑系数和前滑值来表示，其计
算式如下：
2021/3/13
43
孔型轧制时前滑值
2021/3/13
44
4.6.3堆拉系数和堆拉率
❖ 在连续轧制时，实际上保持理论上的秒 流量相等使连轧常数恒定是相当困难的，
甚至是办不到。为了使轧制过程能够顺
❖ 在辊径D＝200毫 米的轧机上，轧 制铝试件，采用 不同的h 值 ，用 Δh＝0 .44 毫米， 带张力和不带张 力试验的结果。
❖ 有张力时，使前
滑显著地增加。
2021/3/13
33
7）孔型轧制时的前滑特点
❖ 沿孔型周边各点轧辊的线速度不同，金属的 整体性和外端的作用使轧件横断面上各点又 必须以同一速度出辊。引起孔型周边各点的 前滑值不一样。
2021/3/13
28
轧辊直径对前滑的影响实验
2021/3/13
❖ 如图所示。辊径D＜400 毫米时，前滑值增加的 较快；辊径D＞400毫米 时，前滑值增加的较慢.
❖ 这是由于辊径增大时， 伴随着轧辊线速度的增 加，摩擦系数相应降低， 所以剩余摩擦力的数值 有所减少；
积分后得到中性角公式：
sinsin1co sQ 1Q 0
2 2f 4pfbR
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14
前后张力相等或无前后张力时，则
sin sin1cos
2 2f
α角很小时
1cos2si2n2
22
si n
中性角简化公式：
(1 )
2 2f
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15
对公式
2
(1
2f
)
E
a
1
L
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42
4.6.2前滑系数和前滑值
❖ 前滑的大小以前滑系数和前滑值来表示，其计
算式如下：
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43
孔型轧制时前滑值
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44
4.6.3堆拉系数和堆拉率
❖ 在连续轧制时，实际上保持理论上的秒 流量相等使连轧常数恒定是相当困难的，
甚至是办不到。为了使轧制过程能够顺
❖ 在辊径D＝200毫 米的轧机上，轧 制铝试件，采用 不同的h 值 ，用 Δh＝0 .44 毫米， 带张力和不带张 力试验的结果。
❖ 有张力时，使前
滑显著地增加。
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33
7）孔型轧制时的前滑特点
❖ 沿孔型周边各点轧辊的线速度不同，金属的 整体性和外端的作用使轧件横断面上各点又 必须以同一速度出辊。引起孔型周边各点的 前滑值不一样。
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28
轧辊直径对前滑的影响实验
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❖ 如图所示。辊径D＜400 毫米时，前滑值增加的 较快；辊径D＞400毫米 时，前滑值增加的较慢.
❖ 这是由于辊径增大时， 伴随着轧辊线速度的增 加，摩擦系数相应降低， 所以剩余摩擦力的数值 有所减少；
轧制PPT课件
（2）分类 ① 板带材按厚度分为三大类：
中4 ~ 20mm
中 厚 板 厚20 ~ 60mm
薄
板
和
带
特 材0
厚 60mm 2 ~ 4mm
极 薄 带 材 和 薄 材0 001 ~ 0 2mm
② 按用途可分为：
造船板、锅炉、桥梁、压力容器、汽车、镀层（镀锡、锌）、电工、 屋面、深冲等。
在简单轧制情况下，驱动两辊的轧制力矩
M M1 M2
M pRh(b0 b1)
3．2．2 轧制方法 1. 按轧制温度分类
热轧 变形容易、易产生氧化皮、表面粗糙、尺寸波动大 冷轧 力性好、尺寸精确高
2. 按轧制产品分类
半 成 品 轧 制 即 轧 成 各 种 尺 寸 的 坯 料 开 坯
由力平衡关系，有
NX TX 时，轧件咬入辊缝，则咬入的条件为：
N X TX
N sin T cos T N tan
据库仑定律：
T f
摩擦系数 摩擦角
则咬入条件为：
2. 咬入以后的情况
咬入后，在建立稳定的轧制过程中，轧辊对轧件的作用力方向改变。 设：作用力方向与出口区间的夹角 为，轧件端部与出口的夹角为
• 在轧辊入口：金属的流动速率 < 轧辊表面圆周速度 • 在轧辊出口：金属的流动速率 > 轧辊表面圆周速度 • 则在变形区存在一个金属流速 = 轧辊表面园周速度的地方→中性面 轧辊入口-中性面之间的区间—后滑区 中性面-轧辊出口之间的区间—前滑区，对应的轧辊圆心角称为中性角
轧辊入口 后滑区
中性面
5. 轧制力矩
1) 定义：轧制压力 P 与其作用点到轧制中心线距离（力臂） a 的乘 积，是确定轧制的主电机和轧辊传动机构负荷的重要参数。
轧钢自动化原理幻灯片
炉温控制系统方框图
•19
三、自动控制原理（以钢铁厚度自动控制为例）
闭环控制系统的特点：具有自动补偿由于系统内部和外部 干扰所引起的系统误差的能力，因而能够有效提高系统的 精度；系统参数应适当选择，否则可能不能正常工作。
3.3.3复合控制
复合控制是开环和闭环控制相结合的一种控制方式。它在 闭环控制回路的基础上，附加一个输入信号或扰动信号的 畅馈通路，用来提高系统的控制精度。此畅馈通路通常由 对输入信号的补偿器或对扰动信号的补偿器组成。 优点：高控制精度，可抑制几乎所有的可量测扰动。 缺点：补偿器的参数要有较高的稳定性。
复合控制系统简图（下页）
•20
三、自动控制原理（以钢铁厚度自动控制为例） 复合控制系统简图
•21
轧钢生产自动化
结束！
谢谢！
•22
1.2.2 自动控制基本理论发展简史
稳定性理论的早期发展 根轨迹法的建立 脉冲控制理论的建立与发展 经典控制理论（或古典控制理论）（19世纪初） 现代控制理论（20世纪60年代） 大系统控制理论 智能控制理论（20世纪70年代）
•4
一、轧钢与自动化的背景介绍
1.2.3 自动控制技术的发展
自动化技术形成时期是在18世纪末~20世纪30年代，两种典 型的动力技术为风车技术和蒸汽机技术。1935~1950年左右为其经 典控制时期。50年代末进入现代控制时期，随着现代控制理论和电 子计算机的推广应用，自动控制与信息处理结合起来，自动化控制技 术日渐得到广泛应用，如我国863高技术计划、神舟飞船发射等都与 其有着密切联系。
•14
三、自动控制原理（以钢铁厚度自动控制为例）
反馈控制系统的组成、名词术语、定义（有 图）（下16）
•15
•19
三、自动控制原理（以钢铁厚度自动控制为例）
闭环控制系统的特点：具有自动补偿由于系统内部和外部 干扰所引起的系统误差的能力，因而能够有效提高系统的 精度；系统参数应适当选择，否则可能不能正常工作。
3.3.3复合控制
复合控制是开环和闭环控制相结合的一种控制方式。它在 闭环控制回路的基础上，附加一个输入信号或扰动信号的 畅馈通路，用来提高系统的控制精度。此畅馈通路通常由 对输入信号的补偿器或对扰动信号的补偿器组成。 优点：高控制精度，可抑制几乎所有的可量测扰动。 缺点：补偿器的参数要有较高的稳定性。
复合控制系统简图（下页）
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三、自动控制原理（以钢铁厚度自动控制为例） 复合控制系统简图
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轧钢生产自动化
结束！
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1.2.2 自动控制基本理论发展简史
稳定性理论的早期发展 根轨迹法的建立 脉冲控制理论的建立与发展 经典控制理论（或古典控制理论）（19世纪初） 现代控制理论（20世纪60年代） 大系统控制理论 智能控制理论（20世纪70年代）
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一、轧钢与自动化的背景介绍
1.2.3 自动控制技术的发展
自动化技术形成时期是在18世纪末~20世纪30年代，两种典 型的动力技术为风车技术和蒸汽机技术。1935~1950年左右为其经 典控制时期。50年代末进入现代控制时期，随着现代控制理论和电 子计算机的推广应用，自动控制与信息处理结合起来，自动化控制技 术日渐得到广泛应用，如我国863高技术计划、神舟飞船发射等都与 其有着密切联系。
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三、自动控制原理（以钢铁厚度自动控制为例）
反馈控制系统的组成、名词术语、定义（有 图）（下16）
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轧制原理
3、前滑和后滑
前滑：在轧制过程中，轧件出口速度 Vh 大于轧辊在该处的速度 V，既 Vh>V
的现象称为前滑现象。公式为： S hBiblioteka =V h−V
V
×100%
后滑：轧件进入轧辊的速度 VH 小于轧辊在该处的线速度 V 的水平分量 Vcosα
的现象称为后滑现象。公式为： S H
=
V
cosα
−
V H
V cosα
×100%
2
3.1 前滑值的确定 (1)实验法：事先轧辊表面上刻出距离为 LH 的两个小坑，轧制后轧件的表面
上出现距离为 Lh 的两个凸包，则按下公式求前滑值：
S h
=
Vt h
−
Vt
Vt
=
L h
−
L
L H
H
(2)计算法： 式中 γ—中性角
S = γ2R/h
h—轧件出口厚度
R—轧辊半径
3.2 影响前滑的因素
2、实现轧制过程的条件
2.1 咬入条件
咬入：依靠回转的轧辊与轧件之间的摩擦力，轧辊将轧件拖入轧辊之间的现
象称为咬入。
用力将轧件移至轧辊前，使轧件与轧辊在 A、B 两点切实接触，如图 2.1 所
示。此时，轧辊对轧件的作用力为径向力 N 及切向力 T。
1
在 A 点，将 N 分解为水平分量 Nx 与垂直分量 Ny，T 分解成水平分量 Tx
与垂直分量 Ty。Ny、Ty 方向相同，使金属产生压缩变形。而 Nx、Tx 方向相反，
Tx 力求将轧件拖入轧辊之间，而 Nx 则力求将轧件推出轧辊。所以：
Nx>Tx，则轧辊不可能将轧件咬入，
轧制过程不能实现；
Nx=Tx，则处于平衡状态；
前滑：在轧制过程中，轧件出口速度 Vh 大于轧辊在该处的速度 V，既 Vh>V
的现象称为前滑现象。公式为： S hBiblioteka =V h−V
V
×100%
后滑：轧件进入轧辊的速度 VH 小于轧辊在该处的线速度 V 的水平分量 Vcosα
的现象称为后滑现象。公式为： S H
=
V
cosα
−
V H
V cosα
×100%
2
3.1 前滑值的确定 (1)实验法：事先轧辊表面上刻出距离为 LH 的两个小坑，轧制后轧件的表面
上出现距离为 Lh 的两个凸包，则按下公式求前滑值：
S h
=
Vt h
−
Vt
Vt
=
L h
−
L
L H
H
(2)计算法： 式中 γ—中性角
S = γ2R/h
h—轧件出口厚度
R—轧辊半径
3.2 影响前滑的因素
2、实现轧制过程的条件
2.1 咬入条件
咬入：依靠回转的轧辊与轧件之间的摩擦力，轧辊将轧件拖入轧辊之间的现
象称为咬入。
用力将轧件移至轧辊前，使轧件与轧辊在 A、B 两点切实接触，如图 2.1 所
示。此时，轧辊对轧件的作用力为径向力 N 及切向力 T。
1
在 A 点，将 N 分解为水平分量 Nx 与垂直分量 Ny，T 分解成水平分量 Tx
与垂直分量 Ty。Ny、Ty 方向相同，使金属产生压缩变形。而 Nx、Tx 方向相反，
Tx 力求将轧件拖入轧辊之间，而 Nx 则力求将轧件推出轧辊。所以：
Nx>Tx，则轧辊不可能将轧件咬入，
轧制过程不能实现；
Nx=Tx，则处于平衡状态；