轧制原理轧制过程中的前滑与后滑
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
4.轧制过程中的前滑与后滑
安徽工业大学材料学院
2012.9.26
1/52
主要内容：
❖4.1轧制时的前滑和后滑 ❖4.2前滑值的计算 ❖4.3中性角的计算 ❖4.4影响前滑的因素 ❖4.5连轧时前滑及有关工艺参数的确定方法
2/52
目的及要求：
掌握前后滑的定义及相互关系； 熟悉确定中性角的方法； 掌握前后滑的计算公式； 掌握影响前滑的因素； 熟悉连轧时的前滑及工艺参数确定方法。
18/52
结论：
❖前滑和后滑是延伸的组成部分； ❖ 当延伸系数和轧辊圆周速度v已知时，轧件进出辊
的实际速度vH和vh决定于前滑值Sh；知道前滑值即 可求出后滑值；
4.1轧制时的前滑和后滑
4.1.1 前后滑
❖ 前滑：轧制时轧件的出口速度大于轧辊在该处的 线速度(圆周速度)。
❖ 后滑：轧制时轧件的入口速度小于轧辊在该处的 线速度的水平分量。
金属流动分界线 轧件延伸是被压下金属向轧辊进出口方向流动的结果。
4.1.2 前滑的产生(力学分析)
❖ 当轧件在满足咬入条件并逐渐充
t ，t ：轧件轧制时的温度 12
和测量时的温度；
：膨胀系数。
用刻痕法计算前滑
4.1.6 前后滑及延伸系数间的相互关系
按秒流量相等的条件
FH vH
Fhvh或
vh vH
FH Fh
lh LH
vh vH
vh v(1 Sh )
vH (1 SH )v cos
(1 Sh ) (1 SH ) cos
填辊缝的过程中，由于轧辊对轧
件作用力的合力作用点内移、作
用角减小而产生剩余摩擦力，此
剩余摩擦力和轧制方向一致，这
R
时相当于后滑区的受力情况。
❖稳定轧制阶段剩余摩擦力最大： Rx=fPcos/2-Psin/2
5/52
❖在剩余摩擦力的作用下， 轧件前端的变形金属获得 加速，使金属质点流动速 度加快。
❖当在变形区内金属前端速 度增大到大于该点轧辊辊 面的水平速度时，就开始 形成前滑，并形成前滑区 和后滑区，这时摩擦力t的 方向在前后滑区相反。
7/52
4.1.2 前滑的产生实质
❖剩余摩擦力在轧件被轧辊咬入阶段是将轧件加速拉入 变形区的作用力，在实现稳定轧制阶段是维持轧件向前 运行的作用力。
前滑主要是金属在塑 性变形时体积不变，高 度方向受压缩金属质点 纵向流动的结果。当然， 剩余摩擦力对前滑是有 影响的，但不是产生前 滑的实质。
8/52
❖ 1.前后滑现象是纵变形(延伸)研究的基本内容。 ❖ 2.使用带张力轧制及连轧时必须考虑前滑值。在确定
如压下制度、轧辊的转速、旋转轧辊所需力矩和机架 间张力时均须知道前滑值。在轧机调整时必须正确估 计前滑值，否则可能造成两架轧机之间的堆钢，或者 因Sh值估计过大而致使轧件被拉断等现象。 ❖ 3.在计算设备的实际工作时间时，应考虑到前滑数值。 同一轧制，如果前滑值愈大，则生产率愈高。因此， 要提高生产率就应该考虑前滑。 ❖ 4.研究外摩擦时必须计算前滑。通过测量前滑值可以 测定摩擦力的大小。前滑的测定比较简单和直观，可 由前滑来分析和推测金属在变形区内的流动情况。
Sh
vh v
v
100%vh
v(1
Sh )
式中：S —前滑值； h
v —在轧辊出口处轧件的速度； h
v—轧辊线速度。
前滑是轧制时金属纵向延伸和摩擦力作用的结果。
❖ 后滑值：指轧件入口速度与轧辊在该点处圆周速度 的水平分量之差同轧辊圆周速度水平分量之比值。
SH
v cos vH v cos
100%vH
❖带钢压下：在轧件实现咬入后的轧制过程中增加压 下量，咬入角增大，剩余摩擦力减少；压下量增大， 变形区长度增加，高向压下位移体积增加，金属质点 向纵向流动量增加，前滑增大。
带钢压下时加大压下量轧 件仍能稳定轧制，同时剩 余摩擦力下降而前滑增大， 这说明了剩余摩擦力不是 产生前滑的实质，而是维 持轧件向前运动的作用力。
vH
v
(1 Sh )
4.1.7 前滑区存在的必要性
❖一般轧制过程都必然存在前滑区和后滑区。前滑区 的摩擦力是轧件进入变形区的阻力，轧辊是通过后 滑区的摩擦力的作用将轧件拉入辊缝，故后滑区的 摩擦力具有主动作用力的性质，所以前滑区和后滑 区是两个相互矛盾着的方面；
16/52
4.1.7 前滑区存在的必要性
❖前滑区对稳定轧制过程又是不可缺少的。当由于某 种因素的变化，使阻碍轧件前进的水平阻力增大 (如后张力增大)，或使拉入轧件进入辊缝的水平作 用力减小(如摩擦系数减小)，前滑区均将会部分地 转化为后滑区，使拉入轧件前进的摩擦力的水平分 量增大，使轧制过程得以在新的平衡状态下继续进 行下去。
17/52
4.1.8 研究前滑的意义：
从力学的观点来看，前滑 是由剩余摩擦力产生的。
6/52
4.1.2 前滑的产生(变形分析)
❖ 金属塑性变形时的体积是不 变的，轧制时轧件高度方向 受到压缩，其金属质点必须 沿纵向和横向流动。金属质 点向轧件出口侧流动形成前 滑，向入口侧流动形成后滑， 向两侧流动形成宽展。
从变形的观点来说，轧件高 度方向上的压缩变形是产生 前滑的原因。
9/52
4.1.3 前后滑区及其特点
❖ 从轧辊入口断面至中 性面的变形区，称为 后滑区；
后滑区
❖ 从中性面至轧辊出口 断面的变形区，称为 前滑区。
前滑区
10/52
4.1.4 前后滑区的金属质点流动和摩擦力特点
❖ 前滑区内，任一断面上金属沿断面高度的平均运动 速度大于轧辊圆周速度，金属相对轧辊表面向前滑 动；
v cos (1 SH )
式中，S —后滑值； H
v —在轧辊入口处轧件的速度。 H
2)实验式
事先在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h LH LH
Lh Lh 1 (t1 t2 )
L: 轧件冷却后测得的尺寸； h
❖ 后滑区内，任一断面上金属沿断面高度的平均运动 速度小于轧辊圆周速度的水平分量，金属相对轧辊 表面向后滑动；
在前后滑区内，作用在轧 件表面上的摩擦力的方向 相反，都指向中性面。
11/52
4.1.5 前后滑值的定义、表达式及实验式 1) 定义及表达式
❖ 前滑值：通常将轧件出口速度与对应点轧辊的线速 度之差与轧辊线速度之比值称为前滑值。即：
安徽工业大学材料学院
2012.9.26
1/52
主要内容：
❖4.1轧制时的前滑和后滑 ❖4.2前滑值的计算 ❖4.3中性角的计算 ❖4.4影响前滑的因素 ❖4.5连轧时前滑及有关工艺参数的确定方法
2/52
目的及要求：
掌握前后滑的定义及相互关系； 熟悉确定中性角的方法； 掌握前后滑的计算公式； 掌握影响前滑的因素； 熟悉连轧时的前滑及工艺参数确定方法。
18/52
结论：
❖前滑和后滑是延伸的组成部分； ❖ 当延伸系数和轧辊圆周速度v已知时，轧件进出辊
的实际速度vH和vh决定于前滑值Sh；知道前滑值即 可求出后滑值；
4.1轧制时的前滑和后滑
4.1.1 前后滑
❖ 前滑：轧制时轧件的出口速度大于轧辊在该处的 线速度(圆周速度)。
❖ 后滑：轧制时轧件的入口速度小于轧辊在该处的 线速度的水平分量。
金属流动分界线 轧件延伸是被压下金属向轧辊进出口方向流动的结果。
4.1.2 前滑的产生(力学分析)
❖ 当轧件在满足咬入条件并逐渐充
t ，t ：轧件轧制时的温度 12
和测量时的温度；
：膨胀系数。
用刻痕法计算前滑
4.1.6 前后滑及延伸系数间的相互关系
按秒流量相等的条件
FH vH
Fhvh或
vh vH
FH Fh
lh LH
vh vH
vh v(1 Sh )
vH (1 SH )v cos
(1 Sh ) (1 SH ) cos
填辊缝的过程中，由于轧辊对轧
件作用力的合力作用点内移、作
用角减小而产生剩余摩擦力，此
剩余摩擦力和轧制方向一致，这
R
时相当于后滑区的受力情况。
❖稳定轧制阶段剩余摩擦力最大： Rx=fPcos/2-Psin/2
5/52
❖在剩余摩擦力的作用下， 轧件前端的变形金属获得 加速，使金属质点流动速 度加快。
❖当在变形区内金属前端速 度增大到大于该点轧辊辊 面的水平速度时，就开始 形成前滑，并形成前滑区 和后滑区，这时摩擦力t的 方向在前后滑区相反。
7/52
4.1.2 前滑的产生实质
❖剩余摩擦力在轧件被轧辊咬入阶段是将轧件加速拉入 变形区的作用力，在实现稳定轧制阶段是维持轧件向前 运行的作用力。
前滑主要是金属在塑 性变形时体积不变，高 度方向受压缩金属质点 纵向流动的结果。当然， 剩余摩擦力对前滑是有 影响的，但不是产生前 滑的实质。
8/52
❖ 1.前后滑现象是纵变形(延伸)研究的基本内容。 ❖ 2.使用带张力轧制及连轧时必须考虑前滑值。在确定
如压下制度、轧辊的转速、旋转轧辊所需力矩和机架 间张力时均须知道前滑值。在轧机调整时必须正确估 计前滑值，否则可能造成两架轧机之间的堆钢，或者 因Sh值估计过大而致使轧件被拉断等现象。 ❖ 3.在计算设备的实际工作时间时，应考虑到前滑数值。 同一轧制，如果前滑值愈大，则生产率愈高。因此， 要提高生产率就应该考虑前滑。 ❖ 4.研究外摩擦时必须计算前滑。通过测量前滑值可以 测定摩擦力的大小。前滑的测定比较简单和直观，可 由前滑来分析和推测金属在变形区内的流动情况。
Sh
vh v
v
100%vh
v(1
Sh )
式中：S —前滑值； h
v —在轧辊出口处轧件的速度； h
v—轧辊线速度。
前滑是轧制时金属纵向延伸和摩擦力作用的结果。
❖ 后滑值：指轧件入口速度与轧辊在该点处圆周速度 的水平分量之差同轧辊圆周速度水平分量之比值。
SH
v cos vH v cos
100%vH
❖带钢压下：在轧件实现咬入后的轧制过程中增加压 下量，咬入角增大，剩余摩擦力减少；压下量增大， 变形区长度增加，高向压下位移体积增加，金属质点 向纵向流动量增加，前滑增大。
带钢压下时加大压下量轧 件仍能稳定轧制，同时剩 余摩擦力下降而前滑增大， 这说明了剩余摩擦力不是 产生前滑的实质，而是维 持轧件向前运动的作用力。
vH
v
(1 Sh )
4.1.7 前滑区存在的必要性
❖一般轧制过程都必然存在前滑区和后滑区。前滑区 的摩擦力是轧件进入变形区的阻力，轧辊是通过后 滑区的摩擦力的作用将轧件拉入辊缝，故后滑区的 摩擦力具有主动作用力的性质，所以前滑区和后滑 区是两个相互矛盾着的方面；
16/52
4.1.7 前滑区存在的必要性
❖前滑区对稳定轧制过程又是不可缺少的。当由于某 种因素的变化，使阻碍轧件前进的水平阻力增大 (如后张力增大)，或使拉入轧件进入辊缝的水平作 用力减小(如摩擦系数减小)，前滑区均将会部分地 转化为后滑区，使拉入轧件前进的摩擦力的水平分 量增大，使轧制过程得以在新的平衡状态下继续进 行下去。
17/52
4.1.8 研究前滑的意义：
从力学的观点来看，前滑 是由剩余摩擦力产生的。
6/52
4.1.2 前滑的产生(变形分析)
❖ 金属塑性变形时的体积是不 变的，轧制时轧件高度方向 受到压缩，其金属质点必须 沿纵向和横向流动。金属质 点向轧件出口侧流动形成前 滑，向入口侧流动形成后滑， 向两侧流动形成宽展。
从变形的观点来说，轧件高 度方向上的压缩变形是产生 前滑的原因。
9/52
4.1.3 前后滑区及其特点
❖ 从轧辊入口断面至中 性面的变形区，称为 后滑区；
后滑区
❖ 从中性面至轧辊出口 断面的变形区，称为 前滑区。
前滑区
10/52
4.1.4 前后滑区的金属质点流动和摩擦力特点
❖ 前滑区内，任一断面上金属沿断面高度的平均运动 速度大于轧辊圆周速度，金属相对轧辊表面向前滑 动；
v cos (1 SH )
式中，S —后滑值； H
v —在轧辊入口处轧件的速度。 H
2)实验式
事先在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h LH LH
Lh Lh 1 (t1 t2 )
L: 轧件冷却后测得的尺寸； h
❖ 后滑区内，任一断面上金属沿断面高度的平均运动 速度小于轧辊圆周速度的水平分量，金属相对轧辊 表面向后滑动；
在前后滑区内，作用在轧 件表面上的摩擦力的方向 相反，都指向中性面。
11/52
4.1.5 前后滑值的定义、表达式及实验式 1) 定义及表达式
❖ 前滑值：通常将轧件出口速度与对应点轧辊的线速 度之差与轧辊线速度之比值称为前滑值。即：