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异步轧制技术国内外研究现状

时间:2017-10-12 09:43来源:毕业论文
20世纪40年代初,德国研究者在研究单辊传动叠轧薄板和前苏联研究者在研究三辊劳特式轧机时,对两个工作辊圆周速度不等使轧材在变形区产生独特的变形产生兴趣,认为这种异步轧制
20世纪40年代初,德国研究者在研究单辊传动叠轧薄板和前苏联研究者在研究三辊劳特式轧机时,对两个工作辊圆周速度不等使轧材在变形区产生独特的变形产生兴趣,认为这种异步轧制可以降低轧制压力,提高板材加工效率,并发展了一种以非对称流变为特征的异步轧制过程。因此,异步轧制工艺逐渐受到重视,异步轧制理论和技术也得到了很大的发展。1958年,Coffin发明了CBS轧机;20世纪60年代初又推出S轧机;20世纪70年代初出现了“Π—B”轧制法;20世纪80年代初又推出了“直式”异步轧机。14197
1966年,Johnson和Needham就用铅板轧制来模拟热轧过程。他们通过实验研究了上下轧辊辊速差、辊径差及不同的辊面粗糙度对轧制力轧制力矩及板弯曲的影响。结果表明,板带弯曲方向随轧辊线速度、压下率和表面粗造度的不同而发生变化。20世纪70年代,Dewhurst等人采用滑移线场解析了板弯曲规律,并把结果与纯铅带轧制实验进行了对比。结果显示,当辊速差一定时,随着压下率的增大,板带弯曲方向发生改变[5]。
20世纪80年代末期,Shivpuri等人第一次用有限元方法进行了不对称轧制的研究[6]。他们采用弹塑性有限元模型来模拟不对称平面应变轧制,而这种不对称性主要是指辊速差。随后不少学者用有限元法对不对称轧制进行了比较深入的研究。Knight等人用ABAQUS/Explicit软件,建立了弹塑性平面应变模型,模拟了低碳钢高温状态下的轧制过程。研究了不对称因素(轧件上下表面温度不同、上下轧辊辊速不同和辊面摩擦不同)和轧制参数(初始轧件厚度、压下量、平均辊速、轧件平均温度和平均摩擦系数)对板带弯曲的影响,并在Corus公司的可逆式粗轧机上进行了实验。结果表明,当辊速差一定时,板弯曲与初始厚度、辊径和压下率有关,即与板的形状因素有关。各因素对不同厚度板的弯曲影响是不同的,辊速差一定时,辊速的变化对薄板弯曲的影响很小,而随着辊速增加,厚板的弯曲明显受到影响。薄板的弯曲方向还随其温度变化而改变,而板带弯曲方向则与张力有关。他们还认为,摩擦系数是很重要的轧制参数,厚板轧制时,当表面接触摩擦系数减小时,板弯曲也会变弱[7]。
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我国对异步轧制技术的研究起步于20世纪70年代初。东北大学异步轧制研究组在朱泉教授的带领下,针对拉直式异步轧制过程进行了深入系统的实验研究和理论分析,解决了异步轧制中的振动和板形等问题,并提出了“弹性塞”理论,完成了异步恒延伸轧制新技术和极薄带材轧制新技术等科研成果[8]。20世纪80年代末,东北大学把异步轧制成功地应用于结构材料轧制之后,又开展了像取向硅钢这种功能材料异步轧制的研究,并取得了一定进展。刘刚[9]等人提出在异步轧制下,作用于搓轧区上的剪切应力能有效地改善板材心部的织构组态,并在板材亚表层附近相对较大的区域内形成理想的冷轧织构。异步轧制板材退火后,重新形成了取向集中的Gaoss织构,其磁性均不低于常规轧制,获得了比常规轧制板材更为理想的冷轧织构组态。吕爱强等[10]通过异步轧制对高纯铝箔微取向流变行为进行了研究,得出异步轧制与常规轧制的冷轧织构有较大差异,高纯铝箔在异步轧制下慢辊和快辊两侧的织构类型明显不同。
在钢铁企业实际生产中,虽然多数轧机辊径是对称的,但是在轧制过程同样存在一些不对称因素。这种不对称因素可以简单概括为轧件温度不对称、轧辊线速度不对称、接触面摩擦系数不对称,而随着生产工艺,生产装备的不同,产生上述不对称因素的情况更为复杂多变。 异步轧制技术国内外研究现状:http://www.lwfree.cn/yanjiu/20171012/14667.html
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