[发明专利]一种求解厚钢板同径异速蛇形轧制力能参数的方法

说明书

一种求解厚钢板同径异速蛇形轧制力能参数的方法，属于厚钢板塑性成形技术领域；特征是根据蛇形轧制变形区接触面摩擦力的方向，将变形区分为后滑区Ⅰ、搓扎区Ⅱ、前滑区Ⅲ和反弯区Ⅳ四部分；这四个区域并不一定同时存在，根据中性点的位置状态初步确定变形区组成状态；根据变形区组成状态、初始条件、边界条件，确定轧制力和轧制力矩的求解模型；本发明能够精确预测轧制力和轧制力矩，为蛇形轧制工艺设计和轧机结构设计提供理论依据。

技术领域

本发明属于厚钢板塑性成形技术领域，具体涉及一种求解厚钢板同径异速蛇形轧制力能参数的方法。

背景技术

高性能厚规格钢板广泛应用于国防军工装备、舰船、核电、海洋平台、压力容器、重型机械等高端技术装备领域，是重要的结构材料。在厚规格钢板轧制生产过程中，由于心部变形不充分，导致存在铸态组织，力学性能偏低。一般采用提高总压缩比的方式改善心部力学性能，但是受连铸机生产能力以及轧机开口度等方面的限制，总压缩比一般难以达到工艺要求，无法获得心部组织性能良好的厚规格钢板。

在薄带钢生产中进行的组织性能检验已表明，异步轧制与同步轧制相比，可使晶粒得到细化，具有提高带钢心部变形的作用。但是，对于厚规格钢板异步轧制由于上下工作辊线速度不一致，会导致钢板轧后出现弯曲问题，影响后续转钢和下一道次的咬入。为了解决厚规格钢板的弯曲问题，在传统异步轧制的基础上将慢速的工作辊沿轧制方向移动一定距离，此时在变形区形成前滑区、搓轧区、后滑区和反弯区。其中，反弯区可以起到抑制钢板弯曲的作用。

采用蛇形轧制的方式可使板材在变形区产生剪切应力作用，导致心部组织变形更加充分，达到细化晶粒目的。为指导生产，应进行蛇形轧制方法力学参数建模的深入研究。力能参数不仅是轧制工艺设计的重要依据，也是保证轧机及主电机安全运行的前提。为了使轧机能够生产出性能良好的厚钢板，有必要为其提供一种求解厚钢板同径异速蛇形轧制力能参数的方法。

发明内容

本发明目的在于提供一种求解厚钢板同径异速蛇形轧制力能参数的方法，用来准确预测轧机的轧制力和轧制力矩。

本发明是这样实施的，其特征是：具体求解步骤如下：

1)求解同径异速蛇形轧制变形区长度

在蛇形轧制期间，上工作辊的中性点n₁朝入口方向移动，下工作辊的中性点n₂朝出口方向移动；中性点的位置决定了蛇形轧制变形区l内的后滑区I，搓轧区II和前滑区III的长度，上、下工作辊间水平错位量d决定了反弯区IV的长度；当d<x_n1<l,d<x_n2<x_n1时，变形区由后滑区I，搓轧区II，前滑区III和反弯区IV组成；当d<x_n1<l,x_n2≤d时，变形区由后滑区I，搓轧区II和反弯区IV组成；当x_n1≥l,x_n2≤d时，变形区由搓轧区II和反弯区IV组成；

根据蛇形轧制变形区几何关系确定上、下工作辊变形区长度分别为l、l′、求解公式分别为：

对于上工作辊：

对于下工作辊：

沿垂直方向：

Δh₁+Δh₂＝H-h₀ (3)

式中：R₁—上工作辊半径，R₂—下工作辊半径，H—轧前钢板厚度，h₀—轧后钢板厚度，d—错位量，Δh₁—上工作辊的压下量，Δh₂—下工作辊的压下量；