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连轧中的张力控制

第1讲 连轧与张力
在连轧生产中,张力影响其他工艺参数,其他工艺参数亦决定着张力,因此,张力是纽带,张力调节是最敏感的调节量,研究连轧,必须研究张力。

所以对连轧与张力的研究有着重要意义。

1、连轧的基本概念
所谓连轧是指轧件同时通过数架顺序排列的轧机进行的轧制,各轧机通过轧件而相互联系、相互影响、相互制约。

从而使轧制的变形条件、运动学条件和力学条件具有一系列的特点。

具体内容如下。

A 连轧的变形条件
为保证连轧过程的正常进行,必须使通过连轧机组各架轧机的金属秒流量保持相等,此即所谓连轧过程秒流量相等原则,即
====n v F v F v F h n 2h 21h 1 常数
或 ====n n n v h B v h B v h B h 2h 221h 11 常数 如以轧辊速度v 表示,则式1-17可写成
()()()n n n S v F S v F S v F h 2h 221h 11111+==+=+
在连轧机组末架速度已确定的情况下,为保持秒流量相等,其余各架的速度应按下式确定,即 n i S F S v F v i
i n n n i ,,;)()(2111h h =++= 如果以轧辊转速表示,则公式1-18可写成
()()()n n n n S n D F S n D F S D F h 2h 2221h 111111n +==+=+ 秒流量相等的条件一旦破坏就会造成拉钢或堆钢,从而破坏了变形的平衡状态。

拉钢可使轧件横断面收缩,严重时造成轧件断裂;堆钢可造成轧件引起设备事故。

B 连轧的运动学条件
前一机架轧件的出辊速度等于后一机架的入辊速度,即
1H h +=i i v v
C 连轧的力学条件
前一机架的前张力等于后一机架的后张力,即
===+q q q i i 1H h 常数
应该指出,秒流量相等的平衡状态并不等于张力不存在,即带张力轧制仍可处于平衡状态,但由于张力作用各架参数从无张力的平衡状态改变为有张力条件下的平衡状态。

在平衡状态破坏时,上述三式不再成立,秒流量不再维持相等,前机架轧件的出辊速度也不等于后机架的入辊速度,张力也不再保持常数,但经过一过渡过程又进入新的平衡状态。

2、如何理解理论的连轧和实际连轧的关系
(1)为保证连轧过程的正常进行,理论上要求通过连轧机组各架轧机的金属秒流量必须保持相等。

(2)实际的连轧过程中通过连轧机组各架轧机的金属秒流量肯定不等。

(3)如果按照理论上相等金属秒流量所对应的工艺参数对每架轧机进行设定,进行轧钢,那么钢是不能顺利生产出来的。

(4)那么如何才能保证连轧的顺利进行呢?
采用的手段是大断面采用张力轧制,小断面采用活套轧制。

(5)张力轧制能保障连轧的顺利进行吗?活套轧制能保障连轧的顺利进行吗?
3、实际的连轧过程是一个非常复杂的物理过程
当连轧过程处于平衡状态(稳态)时,各轧制参数之间保持着相对稳定的关系。

然而,一旦某个机架上出现了干扰量(如来料厚度、材质、摩擦系数、温度等)或调节量(如辊缝、辊速等)的变化,则不仅破坏了该机架的稳态,而且还会通过机架间张力和出口轧件的变化,瞬时地或延时地把这种变化的影响顺流地传递给前面的机架,并逆流地传递给后面的机架,从而使整个机组的平衡状态遭到破坏。

随后通过张力对轧制过程的自调作用,上述扰动又会逐渐趋于稳定,从而使连轧机组进入一个新的平衡状态。

这时,各参数之间建立起新的相互关系,而目标参数也将达到新的水平。

由于干扰因素总是会不断出现,所以连轧过程中的平衡状态(稳态)是暂时的、相对的,连轧过程总是处于稳态→干扰→新的稳态→新的干扰这样一种不断波动着的动态平衡过程中。

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