Vol.25 No.6 郑申白等：变规格连轧时的速度与秒流量相等法则 ·557· g=0-ZiAM-+忆：△M 9 ZR-ZR2 (5) 两车的平均速度： =vo-Z·(△M+qR,) (6) 显然，拉力与最后的平均速度都与初始速度 差及前后车的动阻力系数有关， 1.2连轧张力 t 实践中，人们经常把连轧视为简单的秒流量 图2张力曲线 相等问题”，这在板带连轧压下规程设计时，并不 Fig.2 Tension curve 总是正确.实际上，不少文献早已经提及机架间 速度相等的问题)，文献[4]用文字表达了这一含 差减少，同样，机架间张力也会使后一架轧机后 义，连轧过程首先要符合运动学的速度规则.文 滑增加，入口速度降低，更使出入口速度相互接 献[5]不但明确指出秒流量相等的适用范围，还 近，一旦速度差为零，意味着张力对时间的变化 明确提出连轧后在张力作用下，速度接近相等的 率为零，即张力维持在某一值上 机架间的轧件内各质点不可能有相互位移， 观点. 在张力的作用下，一是张力影响变形区金属 忽略张力引起的弹性变形，各质点一定是速度相 流动，直接影响轧件前后滑；二是张力力矩对电 等，事实上，张力变化的时间非常短，建张过程是 机负荷起作用，间接影响转速；三是影响变形区 咬入瞬间完成的，轧件出入口速度也就达到平 三向应力状态，改变轧制力和轧制力矩，间接影 衡，张力微分方程仅仅描述了这一短暂的动态变 化.然而多年来，不少人坚持认为，只有存在速度 响轧件速度， 两架轧机连轧时，张力随时间变化的动态过 差才有张力，但没有说明这个速度差是连轧前自 程由张力作用下的弹性变形与速度差导出，这一 由轧制存在的，还是连轧后的机架间轧件本身具 张力微分公式最早由前苏联切克马廖夫推出，而 有的，更没有顾及张力作用下的轧件出入口速度 张力对前滑的影响，根据前张力实验结果，在通 接近与最后相等的过程.这正是造成人们争论而 常的应用范围内变化时，可用线性下式表示， 又迷茫之处.其实，张力连轧过程是在张力作用 下的速度平衡过程，只有速度差为零，张力才趋 v=vi(1+Sm+ag) (7) 式中，为轧辊线速度，S为无张力时的前滑，a为 于稳定，尺寸才能保证，如果经常有新扰动，连轧 影响系数，9为单位前张力或前后单位张力差， 就始终“自调整”，完成稳态一干扰一新的稳态这 式(7)说明，前张力使轧件出口速度提高，自 样一种调整过程，使张力、速度稳定在新水平上， 然就是与后架轧件入口速度差减小，张力增加变 轧件尺寸也会随之有些变动.这在正常生产是不 缓.将此式带入连轧张力微分方程进行积分，得 允许的， 到张力变化的时域解， g=n1-e刘 2张力连轧的速度理论 (8) 式中，为后一机架的入口速度，为前一机架 如图3所示，为便于分析，将正在连轧的轧件 轧件入口速度，L为机架间距，E为轧件弹性模 从中间断开.断开后，若仍要保持原来运动状态， 量，t为时间. 运动轧件就必须满足运动学条件，从而有 式(8)表示的张力曲线见图2.图2表明，张 V。=h (9) 力先随时间上升而后趋于平缓，原因是轧件出入 式中，，前架轧机轧件出口速度，后架轧机轧件 口速度差在张力作用下会逐渐变小，速度差越 入口速度. 小，张力上升越缓慢，速度差最后趋于零，张力也 趋于恒定，其根本原因是，张力不但改变电机负 荷，而且张力上升会使前一架轧机前滑增加，即 轧件出口速度增加，仅此就能使前一架轧机轧件 图3连轧张力作用分析示意图 出口速度与下一架轧机的轧件入口速度接近，速 Fig.3 Analyzing the acting of rolling tension】 郑 申白等 变规格连 轧 时的速度与秒流量 相 等法 则 · 。 一 · △抓 一 场 乙 · △城 乙 ，一乙 两 车 的平 均 速 度 ，二 。 一乙 · △刀 · 显然 ， 拉 力与最后 的平 均速 度 都 与初始速 度 差 及前后 车 的动 阻 力系数有 关 连 轧 张 力 实践 中 ， 人 们 经 常 把连 轧视 为简单 的秒 流量 相等 问题 ， 这在板带连 轧压 下 规 程 设计 时 ， 并不 总是 正 确 实 际上 ， 不 少 文 献 早 己 经 提 及 机 架 间 速度相 等 的 问题侧 ， 文献 【 用 文字表达 了这 一含 义 ， 连 轧过 程 首先 要 符 合 运 动 学 的速度 规 则 文 献 〕 不但 明确 指 出秒 流 量 相 等 的适 用 范 围 ， 还 明确提 出连 轧后在 张力作用下 ， 速度接 近相 等 的 观 点 在 张力 的作用 下 ， 一是 张 力影 响变形 区金属 流 动 ， 直接 影 响轧件前后 滑 二 是 张 力 力矩 对 电 机 负荷起 作用 ， 间接 影 响转速 三 是 影 响变 形 区 三 向应 力状 态 ， 改变 轧制 力和 轧制 力矩 ， 间接 影 响轧件速 度 两 架 轧机连 轧 时 ， 张 力 随时 间变化 的动 态过 程 由张 力作用 下 的弹性变形 与速度 差 导 出 ， 这 一 张 力微分 公式最 早 由前苏联切 克马廖夫推 出 而 张 力对 前滑 的影 响 ， 根据 前 张 力 实验 结果 ， 在通 常 的应 用 范 围 内变 化 时 ， 可 用 线性 下 式表 示 巧 ， 。 叮 式 中 ， 为轧辊线速度 ， 孔 为无 张 力 时 的前滑 ， 为 影 响 系数 ， 为单 位 前 张 力或 前 后 单位 张 力差 式 说 明 ， 前张力 使轧件出 口 速度提 高 ， 自 然 就 是 与后 架 轧件 入 口 速度 差 减 小 ， 张 力增 加 变 缓 将 此 式带 入 连 轧 张 力微 分 方程进 行 积 分 ， 得 到 张 力变化 的 时域 解 卫丝二兰些写 一 一 令 “ 气 式 中 ， 巧、 为后 一 机 架 的入 口 速 度 ， 、 为前 一 机 架 轧 件 入 口 速 度 ， 为机 架 间 距 ， 为 轧 件 弹 性 模 量 ， 为 时 间 式 表 示 的张 力 曲线 见 图 图 表 明 ， 张 力先 随时间上 升而 后 趋 于平 缓 ， 原 因是 轧件 出入 口 速 度 差 在 张 力 作 用 下 会 逐 渐 变 小 ， 速 度 差 越 小 ， 张 力上 升越缓慢 速度 差最 后 趋于 零 ， 张 力 也 趋 于恒定 其根 本 原 因是 ， 张力不 但 改变 电机 负 荷 ， 而 且 张 力上 升会 使 前 一架 轧 机 前滑 增 加 ， 即 轧件 出 口 速度增 加 ， 仅此就 能使前 一架轧机 轧件 出 口 速度 与下 一 架 轧机 的轧 件入 口 速度接近 ， 速 图 张 力 曲线 落 差 减 少 同样 ， 机 架 间张 力也会 使 后 一 架 轧机 后 滑 增 加 ， 入 口 速 度 降低 ， 更 使 出入 口 速度 相互 接 近 一 旦速 度 差 为零 ， 意 味着张 力对 时 间 的变化 率 为零 ， 即张 力维持在 某 一 值 上 机 架 间 的轧件 内各 质 点 不 可 能有相 互位 移 ， 忽 略张 力 引起 的弹 性变形 ， 各质 点一 定是速 度相 等 事 实上 ， 张 力变化 的时 间非 常 短 ， 建张过程 是 咬入 瞬 间完成 的 ， 轧 件 出入 口 速 度 也 就 达 到 平 衡 张 力微分 方程仅 仅 描述 了这 一 短 暂 的动 态变 化 然 而 多年 来 ， 不 少人 坚 持认 为 ， 只 有存在速度 差 才有张 力 ， 但 没有 说 明这个速度 差 是连 轧前 自 由轧制存在 的 ， 还 是连 轧 后 的机 架 间轧件 本 身具 有 的 ， 更 没有 顾 及 张力 作 用 下 的轧件 出入 口 速度 接近 与最后 相 等 的过程 这 正 是造成 人们 争论 而 又 迷 茫之 处 其 实 ， 张力 连 轧过 程是 在 张 力作用 下 的速 度平 衡过 程 ， 只有 速 度 差 为零 ， 张 力才 趋 于稳 定 ， 尺 寸才 能保证 如 果经 常有新扰动 ， 连 轧 就 始 终 “ 自调 整 ” ， 完成 稳 态一干扰一新 的稳态 这 样一种 调整过程 ， 使 张 力 、 速度稳 定在 新水平 上 ， 轧件尺 寸也会 随之 有 些 变动 这在 正 常 生产 是不 允许 的 张 力连 轧 的速 度理 论 如 图 所示 ， 为便 于分 析 ， 将 正在连 轧 的轧件 从 中间 断开 断开 后 ， 若仍要保 持原来运 动状 态 ， 运 动 轧件 就 必 须满足 运 动 学 条 件 ， 从 而 有 二 从 式 中 ， 前架 轧机 轧 件 出 口 速 度 ， 后 架 轧机 轧件 入 口 速 度 尸一一 一 万一二 斗自 匕 石或 犷若二 图 连 轧 张 力作 用 分 析 示 意 图 落 灯