板带轧制理论
轧制理论知识点
金属压力加工：即金属塑性加工，对具有塑性的金属施加外力作用使其产生塑性变形，而不破坏其完整性，改变金属的形状、尺寸和性能获得所要求的产品的一种加工方法
按温度特征分类 1.热加工： 在充分再结晶温度以上的温度范围内所完成的加工过程，T=∽熔 。2.冷加工：在不产生回复和再结晶温度以下进行的加工T=熔以下。3.温加工 ：介于冷热加工之间的温度进行的加工.
按受力和变形方式分类：由压力的作用使金属产生变形的方式有锻造、轧制和挤压
轧制轧制：金属坯料通过旋转的轧辊缝隙进行塑性变形。
轧制分成纵轧（金属在相互平行且旋转方向相反的轧辊缝隙间进行塑性变形）横轧和斜轧。
内力：物体受外力作用产生变形时，内部各部分因相对位置改变而引起的相互作用力。分析内力用切面法。
应力（全应力）：单位面积上的内力 全应力可分解成两个分量，正应力σ和剪应力τ
）
主变形和主变形图示：绝对主变形：压下量 Dh=H-h 宽展量 Db=b-B 延伸量Dl=l-L 相对主变形：相对压下量e1=(l-L)/L*100% 相对宽展量e2=(b-B)/B*100%
相对延伸量e3=(H-h)/H*100% 延伸系数m=l/L 压下系数h=H/h 宽展系数w=b/B ①物体变形后其三个真实相对主变形之代数和等于零； ②当三个主变形同时存在时，则其中之一在数值上等于另外两个主变形之和，且符号相反。③当一个主变形为0时，其余两个主变形数值相等符号相反
金属塑性变形时的体积不变条件：金属塑性变形时,金属体积改变都很小，其变形前的体积V1和变形后的体积V2相等.这种关系称之为体积不变条件,用数学式表示为
V1=V2 最小阻力定律认为:如果变形物体内各质点有向各个方向流动的可能,则变形物体内每个质点将沿力最小方向移动。
影响金属塑性流动和变形的因素：摩擦的影响 变形区的几何因素的影响 工具的形状和坯料形状的影响 外端的影响 变形温度的影响 金属性质不均的影响
板带轧制设备现状与发展趋势
板带轧制设备现状与发展趋势
板带轧制设备现状与发展趋势
1.引⾔
现代的钢铁企业是由炼铁、炼钢和轧钢三个主要的⽣产系统组成的，轧钢⽣产是钢铁⼯业⽣产的最终环节。现代轧钢技术与装
备以板带⽣产为代表。板带⽣产从产品和⽣产⼯艺上主要分为冷轧带钢和热轧带钢两⼤领域。按产品品种的不同，⼜有碳钢、
不锈钢、硅钢等热、冷轧⼯艺。板带钢的⽣产设备依据其⽣产⼯艺的不同⽽设备组成也有较⼤的差异。轧机是实现板带轧制过
程的设备，泛指完成轧材⽣产全过程的装备﹐包括有主要设备、辅助设备、起重运输设备和附属设备等。但⼀般所说的轧机往
往仅指主要设备。
2.轧制设备的历史回顾
2.1 世界轧机发展历史
据说在14世纪欧洲就有轧机，但有记载的是1480年意⼤利⼈达·芬奇设计出轧机的草图。1553年法国⼈布律列尔轧制出⾦和银
板材，⽤以制造钱币。此后在西班⽛、⽐利时和英国相继出现轧机。1728年英国设计⽣产了圆棒材轧机。英国于1766年有了
串列式⼩型轧机，19世纪中叶，第⼀台可逆式板材轧机在英国投产，并轧出了船⽤铁板。1848年德国发明了万能式轧
机，1853年美国开始⽤三辊式的型材轧机，并⽤蒸汽机传动的升降台实现机械化。接着美国出现了劳特式轧机。1859年建造
了第⼀台连轧机。万能式型材轧机是在1872年出现的；20世纪初制成半连续式带钢轧机，由两架三辊粗轧机和五架四辊精轧
机组成。近⼏⼗年来，发达国家在这轧制设备及技术上的则发展更为迅猛。
2.2 国内轧机发展概况
50年代，我国从原苏联引进了鞍钢1700热连轧机和1700可逆式冷轧机及相应的⽣产技术，该装备技术⽔平属当时世界先进⽔
平。60年代我国⾃主设计制造了2800、4200⼤型板轧机和1700热连轧机，其机械、电⽓传动等装备均国产，这些⾃主制造设
备⽐当时国际⽔平是落后⼀些，主要表现在⽆厚度⾃动控制系统（AGC）。70年代武钢1700热、冷连轧机引进，使我国轧钢
技术达到了当时世界上的先进⽔平，国内也开展了AGC的⼯业实验和推⼴应⽤。80年代从德国引进了2050、2030 热、冷连
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
轧制知识点
轧制知识点
轧钢基础知识
最小阻力定律内容
1、物体在变形过程中，其质点有向各个方向移动的可能时，则物体内的各质点将沿着阻力最小的方向移动。
2、金属塑性变形时，若接触摩擦较大，其质点近似沿最法线方向流动，也叫最短法线定律。
3、金属塑性变形时，各部分质点均向耗功最小的方向流动，也叫最小功原理。
辊径对轧制带钢长度的影响
在压下量相同的条件下，对于不同辊径的轧制，其变形区接触弧长度是不相同的，小辊径的接触弧较大辊径小，因此，在延伸方向上产生的摩擦阻力较小，根据最小阻力定律可知，金属质点向延伸方向流动的多，向宽度方向流动的少，故用小辊径轧出的轧件长度较长，而宽度较小。
为什么在轧制生产中，延伸总是大于宽展？
首先，在轧制时，变形区长度一般总是小于轧件的宽度，根据最小阻力定律得，金属质点沿纵向流动的比沿横向流动的多，使延伸量大于宽展量；
其次，由于轧辊为圆柱体，沿轧制方向是圆弧的，而横向为直线型的平面，必然产生有利于延伸变形的水平分力，它使纵向摩擦阻力减少，即增大延伸，所以，即使变形区长度与轧件宽度相等时，延伸与宽展的量也并不相等，延伸总是大于宽展。
弹—塑性变形共存定律内容
物体在产生塑性变形之前必须先产生弹性变形，在塑性变形阶段也伴随着弹性变形的产生，总变形量为弹性变形和塑性变形之和。
由此：要求轧件具有最大程度的塑性变形，而轧辊则不允许有任何塑性变形。要求选择弹性极限高，弹性模数大的轧辊,选择变形抗力小，塑性好的轧件。 由于弹塑性共存，轧件的轧后高度总比预先设计的尺寸要大，轧件轧制后的真正高度h 应等于轧制前事先调整好的辊缝高度h0，轧制时轧辊的弹性变形?hn ，（轧机所有部件的弹性变形在辊缝上所增加的数值）和轧制后轧件的弹性变形?hM之和，即：即h=
h0+?hn+?hM
轧件咬入条件：
1、摩擦角大于咬入角时才能自然咬入
2、咬入力和咬入阻力处于平衡状态
3、摩擦角小于咬入角，不能自然咬入
铜板带冷轧机的轧制原理及参数控制
铜板带冷轧机的轧制原理及参数控制
铜板带冷轧机是一种重要的金属加工设备，广泛应用于冶金、机械、建筑等行业。它通过冷轧的方式将铜板带加工成所需厚度和尺寸的产品。本文将深入探讨铜板带冷轧机的轧制原理及参数控制，以帮助读者更好地理解这个主题。
一、铜板带冷轧机的轧制原理
铜板带冷轧机的轧制原理是基于金属塑性变形的规律。在冷轧过程中，铜板带经过多次通过轧制辊的压力作用，使其产生塑性变形，从而实现厚度和尺寸的调整。其具体步骤如下：
1. 进料与切割：将铜板带送入冷轧机，切割成适当的长度以便进行下一步工序。
2. 初轧：将切割好的铜板带经过初轧辊的压力作用，使其产生初步的变形。初轧可以消除材料的内应力，提高材料的塑性，为后续的轧制做好准备。
3. 中轧：经过初轧后，铜板带再经过中轧辊的压力作用，进一步实现厚度和尺寸的调整。中轧一般采用多个辊道串联，逐步减小辊道间隙，从而使铜板带的厚度得到更细致的控制。
4. 终轧：在中轧之后，铜板带进入终轧辊的作用区域。终轧辊通常采用高速旋转，通过较大的轧制力对铜板带进行再次变形，使其达到所需的厚度和尺寸。
5. 出料：经过终轧后，铜板带被送出冷轧机，进入后续工序或成为最终产品。
二、参数控制对轧制效果的影响
在铜板带冷轧过程中，参数控制对轧制效果起到至关重要的作用。以下是几个常见的参数及其对轧制效果的影响：
1. 辊道间隙：辊道间隙是指轧制辊之间的距离。辊道间隙的大小直接影响到铜板带的厚度控制。辊道间隙过大会导致轧制力不足，铜板带厚度无法准确控制；而辊道间隙过小则会造成过度压制，容易引起辊道磨损和变形。辊道间隙的调整是铜板带冷轧中重要的参数控制之一。
2. 轧辊直径：轧辊直径的大小也会对轧制效果产生影响。较大的轧辊直径可以提高轧制效率，但厚度控制相对较差；而较小的轧辊直径则有利于获得更好的厚度控制。在实际应用中，需要根据具体需求来选择适当的轧辊直径。
3. 轧制速度：轧制速度是指铜板带在冷轧机中通过轧制辊的速度。较低的轧制速度可以提供更好的轧制质量，但轧制效率较低；而较高的轧制速度可以提高生产效率，但可能会影响轧制质量。在选择轧制速度时需要综合考虑生产效率和质量要求。
板带轧机电动及液压压下联合控制系统（三篇）
第 1 页 共 7 页 板带轧机电动及液压压下联合控制系统
随着科学技术的进步，我国经济得到了快速的发展，汽车、电子等行业对板带钢材的质量要求越来越高。厚度是板带材最重要的质量指标之一，厚度自动控制AGC控制性能的优劣将直接影响轧制产品的质量。本文对该轧机采取的改造方案为电动压下和液压压下联合控制板厚，由电动压下进行辊缝粗调，液压压下系统负责辊缝精调。
板带轧机厚度控制理论
1.1.影响轧制产品厚度的因素
轧制过程中，影响轧制产品厚度的因素很多，根据弹跳方程，生产实际中影响轧制产品厚度的因素主要如下：
1.1.1.轧机的机械装置和液压装置
在轧机加工装配过程中，零部件之间的误差对轧机的刚度和空载辊缝造成直接影响，从而使得轧制产品的厚度偏离目标值。轧机开始运作之后，其零部件会发生变形或扭曲，这都会改变轧机辊缝的大小和形状。一般情况，轧机的刚度越大，轧机的弹跳量越小，辊缝的变化程度和轧制产品厚度偏差都越小，产品尺寸精度就越高。
1.1.2.轧件的来料特性
厚度不均、硬度变化、截面变化、平直度变化等来料特性会对轧制生产过程中的轧制力大小和辊缝值变化产生一定影响。当影响因素已知，而来料特性未知，这就难以满足轧制产品的厚度要求，此时，只有轧机的厚度自动控制系统才能保证产品的质量。
1.1.3.轧机的控制系统 第 2 页 共 7 页 轧机的控制系统分为轧机硬件设备和控制模型。限制轧机厚度控制精度的硬件因素主要有计算机的速度与精度、传感器的精度与稳定性等。
板带轧机压下控制系统
2.1.电动压下自动控制系统
2.1.1.电动压下控制过程
本轧机的传动侧和操作侧分别安装一台西门子直流电机，用于空载时粗调轧机辊缝，当接收到粗调辊缝设定值后，将电动辊缝调到目标设定值，此外，通过进行倾斜度的监控，使得传动侧和操作侧的压下位置偏差控制在允许的范围内，即上辊的倾角保持在允许的偏差范围内。
电动压下控制方式为电机带动齿轮、蜗杆、涡轮传动，压下两台50HP电机带动齿轮啮合。由于通过大齿轮连接轴上的蜗杆带动轧机两侧蜗轮，蜗轮与压下螺丝转动，蜗轮旋转是，压下螺丝上下运动。电机之间的电磁离合器可以同步控制两边的压下，离合器离开时，两边压下电机可以进行单独调节。
轧制原理
1 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-cosα）
cosα=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。
板带轧制力与力矩的计算
5 轧制力能参数计算与强度效核
5.1 计算各道次轧制压力、力矩、功率
5.1.1 各道次的压力
单位压力：爱克隆德公式
p=(1+m)(K+ηu ) （Mpa） (5-1)
式中 m----表示外摩擦对单位压力影响的系数；
f----轧件与轧辊间的摩擦系数；对于钢轧辊，f=1.05-0.0005t；
R----轧辊工作半径（mm），四辊轧机取450mm；
----压下量， = - (mm)；
, ----轧制前后的轧件高度（mm）；
t----轧制温度（℃）；
K----静压力下单位变形抗力；
K=9.8（14-0.01t）（1.4+C%+Mn%） Mpa，C%取0.2%，Mn%取1.4%。
η----被轧钢材的粘度系数
η=9.8×0.01(14-0.01t)C Mpa•s
C----关于轧制速度系数， V(m/s)<6时，C取1 ；v=6～10m/s时，C=0.8
v----线速度， =3.14×0.9×60/60=2.826m/s,所以C=1。
u----变形速率为 （s-1）
轧制时金属对轧辊产生的总压力为：
P=plB (5-2)
式中p----平均单位压力（Mpa）
B----轧件宽度，
----变形区长度，
例如，第一道次，f=1.05-0.0005t=1.05-0.0005×1150=0.475
= =0.095
K=9.8（14-0.01t）（1.4+C%+Mn%）=9.8×（14-0.01×1150）（1.4+0.2+1.4）=73.5
η=9.8×0.01(14-0.01t)C=0.098×（14-0.01×1150）=0.245
=3.14×900×29.28/60=1379.088mm/s
= =1.0028
= =67.08
则平均单位压力p=(1+m)(K+ηu )
=(1+0.095)(73.5+0.245×1.0028)=80.75Mpa
板带轧制工艺及理论
第二章 板带轧制工艺及理论
1.板带钢产品的技术要求包括哪些方面？ 对板带钢产品的基本要求包括化学成分、几何尺寸、板形、表面、性能等几个方面。
(1)钢板的化学成分要符合选定品种的钢的化学成分（通常是指熔炼成分），这是保证产
品性能的基本条件。
(2)钢板的外形尺寸包括厚度、宽度、长度以及它们的公差应满足产品标准的要求。
(3)钢板常常作为包复材料和冲压等进一步深加工的原材料使用，使用上要求板形要平
坦。在钢板的技术条件中对钢板的不平度提出要求，以钢板自由放在平台上，不施加任何外
力的情况下，钢板的浪形和瓢曲程度的大小来度量。
(4)使用钢板作原料生产的零部件，原钢板的表面一般是工作面或外表面。技术条件中通
常要求钢板和钢带表面不得有气泡、裂纹、结疤、拉裂和夹杂，钢板和钢带不得有分层；钢
板表面上的局部缺陷应用修磨的方法清除，清除部位的钢板厚度不得小于钢板最小允许厚
度。
(5)根据钢板用途的不同，对钢板和钢带的性能要求不同，对性能的要求包括四个方面：
力学性能、工艺性能、物理性能、化学性能。对力学性能的要求包括对强度、塑性、硬度、
韧性的要求；工艺性能包括冷弯、焊接、深冲等性能；材料使用时对物理性能有要求时在技
术条件中提出，如电机和变压器用钢对磁感强度、铁磁损失等物理性能提出要求；材料使用
时对化学性能有要求时在技术条件中提出，如不锈钢板钢带对防腐、防锈、耐酸、耐热等化
学性能提出要求。 2.板带轧机的分类方法有几种？ 板带轧机的分类方法有按辊系分类、按轧辊驱动方式分类、按轧机组成分类、按轧机用
途分类等多种分类方法。
（1）按辊系分类
板带轧机按辊系分类是最常用、最基本的方式。常用的轧机有二辊、三辊、四辊、六辊、
八辊、十二辊、二十辊以及偏八辊、非对称式八辊、行星式轧机等，这些形式的轧机是由一
对工作辊和多个支持辊构成。
（2）按轧辊驱动方式分类 对称驱动方式：上、下工作辊，上、下中间辊，上、下支持辊； 非对称驱动方式：一根工作辊，一根工作辊和一根支持辊；
轧制原理 2
名词解释：1均匀变形理论：由于未发生塑性变形的前后外端的强制作用；沿轧件断面高度方向上变形，应力和金属流动分布都是均匀的。
2外端：在变形过程中的某一瞬时，不直接承受工具作用面处于变形区以外的部分。
3前滑（后滑）：金属沿轧制方向流动分速度大于（小于）轧辊沿轧制方向分速度。
4宽展：在轧制过程中，轧件厚度方向收到轧辊压缩作用，金属将按照最小阻力定律向纵向和横向流动，由移动为横向的体积所引起的轧件宽度变化。
5宽展的分类：自由宽展，限制宽展，强迫宽展。
6轧制压力：用安装在压下螺丝下的测压仪实测的总压力，即轧件给轧辊的总压力的垂直分量。
7咬入角：轧件与轧辊相接触的圆弧所对应的圆心角
8接触弧长：轧件与轧辊相接触的圆弧的水平投影长度
9轧材按断面形状分类：板带材，型材，管材等
10板带材：是宽度和厚度比值较大的扁平断面刚才，包括板片和带卷。按轧制方法分为：冷轧板带和热轧板带。
11影响轧制时金属变形的主要原因：①接触表面外摩擦的作用②变形区外的金属外端的作用③变形区几何形状的影响④轧辊形状和尺寸
12、静负荷图：把静止距随时间变化的图称静负荷图。
简答题1、前滑值与轧制参数的关系：①前滑值与中性角，咬入角，延伸系数的关系：随中性角，咬入角， 延伸系数的增加而增加。②与轧辊直径关系：随轧辊直径增加而增大。③与轧件厚度及压下率的关系：出口厚度减小，前滑值增加。压下率增加，前滑值增加。④与轧件宽度的关系：相对宽度较小时，前滑随板宽增大而增大；当宽度达到一定值后，前滑值不再明显的增加。⑤张力对前滑的影响：有张力时前滑值增加。
2、影响轧件咬入的因素：①轧辊直径和压下量对咬入的影响 △h=c时D增大α减小
D＝c时，△h减小α减小 α＝c时，△h与D成正比 ②水平作用力对咬入的影响：顺轧制方向的外力，皆有助于轧件咬入 ③轧辊表面状态对咬入的影响：轧辊表面越粗糙，则摩擦因素越大，越有利于咬入 ④轧辊速度对咬入的影响：轧辊圆周速度增大，不利于轧件咬入 ⑤轧件形状对咬入的影响，⑥非简单轧制过程不利于咬入