冷轧铝板带轧制规程计算程序-110802

冷轧铝板带轧制规程计算程序

王德米

（中冶东方工程技术有限公司，内蒙古 包头 014010）

摘要：编制了冷轧铝板带轧制规程计算程序。介绍了主要数学模型，程序主要功能。并给出了主要源码和计算结果。

关键词：冷轧；铝板带；轧制规程；计算程序

The Programming of Aluminum Strip Cold Rolling Schedule

WANG De-mi

(1.BERIS Engineering And Research Limited Corporation , Baotou 014010 , Nei Monggol , China;.)

Abstract: Programmed the programming of aluminum strip cold rolling schedule.Introduced the major math modal,and the major function of the program.Presented the major original codes and the calculation result.

Key words: cold rolling; aluminum strip; rolling schedule; programming

轧制规程的计算在轧钢生产中有着重要的意义。它是制定工艺制度、调整轧机、强化轧制、提高产品质量、扩大产品范围、充分合理地挖掘设备潜力、实现生产过程计算机控制的重要依据。同时，轧制力能参数也被广泛的用于机械设备的强度设计与校核、传动设备的设计与校核中。但轧制规程的计算，既繁杂又费时，该计算程序的编制与应用，使计算工作量大大减轻，而且计算精度较高。

1 数学模型及数据存储

为了解决人工查表或查图确定某些参数的困难，对于常见金属，利用数学回归模型、数据库及数据文件的方法，将压下程序、塑性条件、变形抗力等相关数据存入计算机内，计算需要时，由专用程序调入所需数据。 1.1 变形抗力模型

冷轧时金属的实际变形抗力，主要由轧制前金属的变形抗力和轧制时金属的变形程度决定。一般不必考虑变形温度和变形速度的影响。冷轧变形抗力基本公式如下：

MPa

MPa

MPa

p

sp K ,p

,sp ,K 15.1平均张应力—平均屈服极限—变形抗力—式中：

σσ

σσ-=

从以上公式可以看出，重点是确定冷轧时的平均屈服极限和平均张应力。为了便于计算，将铝合

金冷轧变形性能曲线（如图1）按照下式形式进行了回归，回归结果见表1。

回归系数。

—、、累计压下率；

—；

屈服极限—C B A ,s

εσεσMPa C

B A s

+=

图1：铝合金冷轧变形性能曲线

序号 合金 牌号 回归系数

备注

A B C 1 AL1050 28 12.047 0.4896 系数A 为O 态下屈服强度，查手册[1]获得。

2

AL1100 34 22.372 0.398 3 AL3003 42 26.696 0.4056 4 AL5052 90 33.985 0.4174 5 AL5182 138 55.028 0.3523 6

AL8011

30

33.071

0.346

表1：铝合金冷轧屈服极限回归系数

1.2张应力模型

确定张应力的大小应考虑合金品种、轧制条件、产品尺寸与质量要求。文献[2]中介绍有以下两种常用计算模型，见表2。

序号 出口张应力 MPa

入口张应力 MPa

1 10)6.067.5(⨯-=h q h

10)5.03.4(⨯-=H q H 2

2.0)

3.015.0(σ-=h q

h H q q )9.07.0(-=

表2：常用冷轧张应力计算模型 表2中：

q H —入口张应力，MPa ； q h —出口张应力，MPa ； H —入口厚度，mm ； h —出口厚度，mm 。

序号 合金 牌号 出口张应力系数 入口张应力系数 1 AL1050 0.22 0.45 2 AL1100 0.18 0.54 3 AL3003 0.18 0.54 4 AL5052 0.1 0.5 5 AL5182 0.1 0.5 6

AL8011

0.14

0.5

表3：张应力模型系数

张应力确定后，便可确定带材入、出口的张力，张力的设定值对轧制力的影响很大，利用上述文献中公式计算出的张力设定值偏大，计算出的轧制力偏小。故在程序编制时降低了张应力系数取值，这样计算出的轧制力较接近。按照表2中第2种结构形式，为各合金品种选取了系数，见表3。为增加程序的适用性，将相关系数存入数据表中，可根据实际轧制数据进行修改与调整。 1.3平均单位压力模型

由轧制力计算公式S P P

=

可知确定轧制力，

需要确定平均单位压力和接触面积。而平均单位压力K n P σ=，可见要计算平均单位压力，除确定轧制时金属的实际变形抗力外，还要确定应力状态系数σn 。

为了便于编程，应力状态系数公式采用Bland-Ford

模型的

Hill

简化式：

m n )2(895.002.108.1εεεσ-+-=。

式中：

。

轧件平均厚度；接触弧长度摩擦系数；；

累计压下率；应力状态系数；

；变形抗力；平均单位压力m m m m l h l m n MPa K MPa p ,-h ,----,-,-μμεσ=

Hill 公式在n σ<1.7时，与Bland-Ford 公式的计算误差不大于±1%[3]。

2 程序的主要功能

2.1 功能简介

应用程序的主界面见图2，下面根据主界面上功能按钮做逐一介绍。

图2 应用程序主界面

1)

【等压下率分配】设定原料厚度、成品厚度、轧制道次后，点击该按钮，会按等压下率进行分配，另外可自行调整各道次压下，以满足要求。在调整各道次压下率过程中，程序将自动计算成品厚度。

2) 【参数加载】自动调用以前计算过的参数，通过点击选取即可将参数自动输入到计算程序主界面。以方便输入、修改、重新计算。 3)

【轧制表计算】点击该按钮，将会调用计算程序自动计算，计算正常通过，则会弹出计算结果报表。 4)

【常规报表】点击该按钮，则会调用根据需要定制字段、格式的报表，以当前轧制表编号作为索引。 5)

【详细报表】以报表形式呈现指定轧制表编号下的所有计算数据，包括计算过程数据，用于分析比较。 6)

【传动力矩】以报表形式呈现指定轧制表编号下的传动力矩计算的相关数据，包括：轧制力矩、摩擦力矩、空载力矩、动力矩、静力矩、