·244· 北京科技大学学报 第36卷 0.0回 0.10r 0.09 0.09k ·一理论值 ·一理论值 0.08 ◆一模拟值 0.08 ·一模拟值 0m 0.07 三0.06 三0.06 显0.05 三0.05 0.04 0.04 0.03 0.03 0.02 0.02 2.5 2.6 2.7 28 2.9 30 2.32.4 25 2.6272.8 2.9 3.0 厚度/mm 厚度/mm 0.10© 0.10 0.09 0.09 0.08 0.08 0.07 0.07 肥0.06 0.06 的 0.05 0.05 0.04 0.04 0.03 。一理论值 一。一摸拟值 0.03 ·一理论值 ·一模拟值 0.02 3.0 2.9 2.82.7 2.6 2.5 3.02928272.62.5242.3 厚度/mm 厚度/mm 图3TRB变厚度区轧制时的前滑值.(a)增厚，斜度1：100：(b)增厚，斜度1.4：100：(c)减薄，斜度1：100：(d)减薄，斜度1.4：100 Fig.3 Forward slip for TRB variable gauge rolling:(a)thickening,the slope is 1:100:(b)thickening,the slope is 1.4:100:(c)thinning,the slope is 1:100:(d)thinning,the slope is 1.4:100 在不同的变厚度区轧制中，前滑值在0.02~ 值和模拟计算值接近，说明前滑理论模型在不同的 0.10波动：而且，随着变厚度区压下量越大，其前滑 摩擦条件下也具有较好的计算精度.摩擦因数为 值越大.在变厚度轧制时，试验样本中前滑引起的 0.08时，前滑值的波动幅度为0.03，相比摩擦因数 轧制速度波动最大为7mm·s.据此可知，随着轧 为0.1时0.05的波动幅度有较大的降低，说明随着 制速度的提高，轧件的速度波动会大幅度增加.冷 润滑条件的改善，轧制的剩余摩擦力降低导致中性 轧中，为提高厚度控制精度，速度变化可能导致张力 角减小，轧制的前滑值也随之降低。进一步分析认 波动，因此变厚度轧制要求精确的轧制速度测量，可 为，随着前滑值波动幅度的降低，控制系统调节量也 见引入变厚度轧制的前滑模型是十分必要的 变低，进而使张力、厚度等轧制参数的控制更为简化 通过对比图3(a)与图3(b),图3(c)与图3(d) 和精确，对提高轧制速度有利. 可以知道，前滑值随着变厚度区倾斜角从1：100增 0.08 大到1.4：100，整个变厚度区内前滑值的变化范围 0.07 =0.1计算值 增大.考虑速度和张力控制系统的反应频率，在轧 0.06 :=0.1模拟值 制控制中希望在单位轧制时间范围内有尽可能小的 速度及张力调节量.TRB的设计中，为了减少控制 实0.05 系统调节量，在满足后期使用要求的前提下尽可能 4=0.08计算值 0.04 采用较小的过渡区倾斜角，这样会降低变厚度轧制 4=0.08模拟值 0.03 前滑值以及其波动范围.另外，较小的倾斜角设计 0.0 还可以减少轧制中的厚度调节量，这样既可以进一 25 2.6 2.7 2.8 2.9 30 步提高轧制速度，获得较大的生产效率. 厚度/mm 3.2摩擦因数对轧制前滑的影响 图4不同摩擦因数条件下前滑值 Fig.4 Forward slip at different friction 在不同摩擦因数条件下，前滑理论模型计算值 和有限元模拟计算值在增厚轧制(2.5~3.0mm)时 3.3轧制试验实测前滑值 的结果对比如图4所示.可以看出：理论模型计算 通过轧制方法，实测的TRB变厚度区轧制时前北 京 科 技 大 学 学 报 第 36 卷 图 3 TＲB 变厚度区轧制时的前滑值． ( a) 增厚，斜度 1∶ 100; ( b) 增厚，斜度 1. 4∶ 100; ( c) 减薄，斜度 1∶ 100; ( d) 减薄，斜度 1. 4∶ 100 Fig． 3 Forward slip for TＲB variable gauge rolling: ( a) thickening，the slope is 1∶ 100; ( b) thickening，the slope is 1. 4∶ 100; ( c) thinning，the slope is 1∶ 100; ( d) thinning，the slope is 1. 4∶ 100 在不同的变厚度区轧制中，前滑值在 0. 02 ～ 0. 10 波动; 而且，随着变厚度区压下量越大，其前滑 值越大． 在变厚度轧制时，试验样本中前滑引起的 轧制速度波动最大为 7 mm·s － 1 ． 据此可知，随着轧 制速度的提高，轧件的速度波动会大幅度增加． 冷 轧中，为提高厚度控制精度，速度变化可能导致张力 波动，因此变厚度轧制要求精确的轧制速度测量［16］，可 见引入变厚度轧制的前滑模型是十分必要的． 通过对比图 3( a) 与图 3( b) ，图 3( c) 与图 3( d) 可以知道，前滑值随着变厚度区倾斜角从 1∶ 100 增 大到 1. 4∶ 100，整个变厚度区内前滑值的变化范围 增大． 考虑速度和张力控制系统的反应频率，在轧 制控制中希望在单位轧制时间范围内有尽可能小的 速度及张力调节量． TＲB 的设计中，为了减少控制 系统调节量，在满足后期使用要求的前提下尽可能 采用较小的过渡区倾斜角，这样会降低变厚度轧制 前滑值以及其波动范围． 另外，较小的倾斜角设计 还可以减少轧制中的厚度调节量，这样既可以进一 步提高轧制速度，获得较大的生产效率． 3. 2 摩擦因数对轧制前滑的影响 在不同摩擦因数条件下，前滑理论模型计算值 和有限元模拟计算值在增厚轧制( 2. 5 ～ 3. 0 mm) 时 的结果对比如图 4 所示． 可以看出: 理论模型计算 值和模拟计算值接近，说明前滑理论模型在不同的 摩擦条件下也具有较好的计算精度． 摩擦因数为 0. 08 时，前滑值的波动幅度为 0. 03，相比摩擦因数 为 0. 1 时 0. 05 的波动幅度有较大的降低，说明随着 润滑条件的改善，轧制的剩余摩擦力降低导致中性 角减小，轧制的前滑值也随之降低． 进一步分析认 为，随着前滑值波动幅度的降低，控制系统调节量也 变低，进而使张力、厚度等轧制参数的控制更为简化 和精确，对提高轧制速度有利． 图 4 不同摩擦因数条件下前滑值 Fig． 4 Forward slip at different friction 3. 3 轧制试验实测前滑值 通过轧制方法，实测的 TＲB 变厚度区轧制时前 · 442 ·