兩種常用軋制力公式在帶鋼冷軋中的應(yīng)用

夏 宇，王大號(hào)，郭文江

(1．中國重型機(jī)械研究院有限公司，陜西 西安 710032;2．西安紅旗機(jī)械廠，陜西 西安 710043)

1 前言

軋制力是冷軋過程中最重要的參數(shù)之一，制定合理的軋制規(guī)程，更好的發(fā)揮設(shè)備的性能與軋制力大小密切相關(guān)。因此，選用符合實(shí)際的計(jì)算方法，比較準(zhǔn)確地計(jì)算軋制力有著重要的意義。在生產(chǎn)實(shí)際中，希爾(Hill)公式和斯通(Stone)公式應(yīng)用較多，本文將比較這兩種常用公式的計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際數(shù)據(jù)的差異，并分析其原因，得出其適應(yīng)范圍，以便更準(zhǔn)確的選用計(jì)算公式。

2 計(jì)算方法

軋制力計(jì)算公式

希爾公式

斯通公式

式中，K為平面變形抗力，kN/mm;B為帶材寬度，mm;l'c為軋輥壓扁的接觸弧長，mm;R'為軋輥彈性變形后的半徑，mm;μ為摩擦系數(shù);ε為道次壓下率;h0為入口厚度，mm;h1為出口厚度，mm。

這些參數(shù)中，摩擦系數(shù)的計(jì)算是個(gè)難點(diǎn)，摩擦系數(shù)受潤滑劑類型、軋件厚度、壓下率、軋制速度等多種因素影響，在乳化液軋制低碳鋼的條件下，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般取0.03～0.07，一般隨軋制速度的提高而降低，有以下公式

式中，ν為軋制速度，m/s。

3 計(jì)算結(jié)果與分析

將軋制力計(jì)算公式(1)～(3)計(jì)算的軋制力與現(xiàn)場(chǎng)采錄某1 100六輥軋機(jī)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見表1、表2，其中板寬B=900 mm，工作輥半徑R=150 mm

表1 軋制規(guī)程Ⅰ(來料厚度h0=3 mm)Table 1 Rolling regulationⅠ(incoming thickness h0=3 mm)

表2 軋制規(guī)程Ⅱ(來料厚度h0=0.8 mm)Table 2 Rolling regulationⅡ(incoming thickness h0=0.8 mm)

由表1和表2可以發(fā)現(xiàn):

(1)所有軋制道次中，希爾公式的計(jì)算值均小于斯通公式且小于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，而斯通公式的計(jì)算值有時(shí)大于，有時(shí)小于實(shí)測(cè)值;

(2)在表1的軋制規(guī)程中，斯通公式的誤差均小于希爾公式;

(3)在表2的最后兩個(gè)道次，斯通公式偏差大于希爾公式，特別是最后一個(gè)道次偏離實(shí)測(cè)值較大，此時(shí)希爾公式的計(jì)算值相對(duì)準(zhǔn)確，而這兩個(gè)道次均屬于薄帶且處于總加工率很高的情況。

因此，斯通公式在所有厚帶軋制道次和前幾道薄帶軋制道次相對(duì)準(zhǔn)確，希爾公式在薄帶軋制的后幾個(gè)道次相對(duì)準(zhǔn)確。分析其原因:根據(jù)希爾形式相互轉(zhuǎn)換。

由式(5)、(6)、(7)可得

由式(8)可知，兩個(gè)公式的主要變量可以相互轉(zhuǎn)換，鑒于斯通公式大部分情況下比較準(zhǔn)確，表3、表4。

表3 軋制規(guī)程Ⅰ(來料厚度h0=3 mm)Table 3 Rolling regulationⅠ(incoming thickness h0=3 mm)

表4 軋制規(guī)程Ⅱ(來料厚度h0=0.8 mm)Table 4 Rolling regulationⅡ(incoming thickness h0=0.8 mm)

4 結(jié)論

冷軋過程的軋制力計(jì)算，斯通公式適合于厚帶軋制和薄帶前幾個(gè)道次軋制，希爾公式適合于＞1.1時(shí)選用希爾公式。

［1］ 冶金工業(yè)部有色金屬加工設(shè)計(jì)研究院．板帶車間機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)(上冊(cè))［M］．北京:冶金工業(yè)出版社，1983．

［2］ 趙志業(yè)．金屬塑性變形與軋制理論［M］．北京:冶金工業(yè)出版社，1980．