毕业设计变量对钢板异步冷轧过程影响的数值模拟分析.docxVIP

第一章异步冷轧钢板在国内外的发展状况及应用前景1.1异步轧制生产技术异步轧制是两个工作辊圆周速度不等，使轧制变形区产生一种搓轧变形的新的轧制技术。它有两种基本形式：一是辊径相同，速度不同（异径异步）；二是转速相同，辊径不同（异速异步）。其生产工艺过程基本上和同步轧制相同。如冷轧带钢的工艺过程为表面准备、冷轧、热处理、冷轧、成品检验、上油包装。异步轧制是为了降低轧制压力和设备重量，提高轧制加工效率和产品精度而发展起来的一种新的轧制压力加工技术。相比与同步轧制，异步轧制的特点如下，第一，在轧件压下量相同的情况下，轧制压力更低。所以异步轧制具有轧制压力低，变形量比较大的特点。第二，在轧件刚度相同的情况下，产品的尺寸精度高，板型变形小。第三，变形区的剪切变形能力较大，所以其冷加工性能比较好。第四，在异速比不同的情况下，轧件的中性面偏离轧辊辊缝变形区，所以可以较好地控制轧材宽展方向的材料流动。异步轧制有比同步轧制更多的优点，其主要区别于同步轧制的地方为，同步轧制时，变形区的材料在前滑区和后滑区上下表面摩擦力都是指向中性面的，以至于中性面附近的材料单位压力突然增大，从而平均单位轧制力也会增加。异步轧制变形区的主要特点表现在横切变形区内，与上下辊接触的轧件材料表面所受摩擦力沿中性面呈相反方向，形成了剪切变形，从而导致轧材材料的中心具有比较大的剪切力，这样会使轧制变形抗力减小，单位轧制压力随之降低。据以上分析，异步轧制具有其独特的优点，以此优点为研究方向，研制出了很多与之相应的异步轧机。它们具有轧制压力比较低但是轧制效率却比较高，辊速与张力控制简单且适应性较强。异步轧制所使用的设备主要有异步单机、PV轧机、LPV轧机、NCM轧机、FFC轧机、连轧机。1.2国内外异步轧制技术的研究进展以国内外的实际应用来看，异步轧制的主要适用范围如下。一，既可以用于碳素结构钢、合金钢、不锈钢等黑色金属的冷轧板带生产，也可用于铜铝等有色金属的冷轧板带生产。特别是高强度材料的薄板带生产。它使轧机的使用范围扩大，使工作辊径与带材厚度的比值大于8250，带材宽度与厚度比值大于7500，最小轧制厚度达0.001毫米。二，复合薄板的生产，热态复合轧制时，生产过程的氧化和脆性金属化合物问题影响很大，而异步轧制冷轧复合薄板，可很好地解决此种问题，生产出的复合薄板复合强度高，表面光洁。40年代初至今，已有多个国家开展了异步轧制技术研究。其中德国和苏联的异步轧制技术较为成熟，已经有五十多年的研究历史，他们的工艺研究迅速发展，取得在世界范围内被广泛的研究和应用。基于异步轧制技术原理的成功研究，前苏联设计制造了PV轧机，日本先后设计制造成功了FFC轧机、IPV轧机、NCM轧机。这些都标志着异步轧制这门新技术已趋于成熟，并能成功应用于工业生产，在冶金生产中具有不可忽略的重要作用。60年代初，我国也逐渐看到异步轧制所具有的独特优势，至今也进行了大量的实验理论研究，同时也取得了很多重要的科研成果。北京科技大学、东北大学、鞍山钢铁集团等钢铁类的科研单位经过不懈的努力，成功的研制出了异步恒延伸轧机、20辊异步轧机、异步单机、连轧机等。北京科技大学与新余钢铁总厂合作，研制出φ90／240×300异步冷轧轧机，它可以显著提高轧制效率和产品质量，同时在降低能耗方面也具有突出作用，已能成功地应用于工业生产。北京科技大学、东北大学、哈尔滨工业大学、钢铁研究总院、鞍山钢铁集团、攀枝花钢铁集团、新余钢铁集团等众多科研单位已有课题组从理论和实践上对异步轧制新技术进行了广泛地研究。相关钢铁厂和单位都有很多从事于异步轧制理论和实践应用的研究工作者。但是，异步轧制技术的研究还不够充分，存在理论不足以指导实践需要。轧机的振动和轧件的弯曲是目前为止急需解决的问题。异步轧制作为一种具有独特优点的压力加工技术，随着对它的研究越来越深入，可以预见，异步轧制将会得到越来越广泛的应用。1.3异步轧制技术的发展前景和意义钢铁产业是我国的支柱性产业，各行各业的发展都不可能离开钢材，所以钢材的需求量逐年增加。但我国的钢材附加值远小于发达国家，其中产能过剩、吨钢耗能都是比较严重的问题，同时产品质量合格率、单位附加值都不高。在这种情况下，就需要研发新的轧制生产工艺，以便提高产品的质量，同时兼顾降低能耗及生产成本，要想我国完成由钢铁大国向钢铁强国转变，其关键在于生产高附加值的产品。搞清楚异步轧制过程中，不同的轧制工艺参数对轧件变形和组织变化规律的影响，才能得到先进的异步轧制生产工艺，拓宽异步轧制工艺的应用范围。近些年来，随着对产品质量要求的提高，对板带材表面质量和板形等要求也越来越高, 所以能有效控制板型的各种轧机也相继出现，如: 液压弯辊技术、CVC、HC、PC及WRS轧机等。但是由于辊缝形状复杂，一般的工艺技术都很难达到此种要求，所以得