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中厚板轧制展宽模型的计算与分析 The model calculation analysis of the spread widthwise in the Heavy plate rolling control 济钢中厚板厂　岳临萍　 ［摘要］本文分析了中厚板的展宽轧制过程,建立了变形方程,推导了中厚板轧制展宽新公式。该公式反映了中厚板各轧制阶段间钢板尺寸的关系,其计算精确,有利于轧制过程控制、钢坯安排、压下规程设定,以及板形和平面形状控制。 ［关键词］展宽控制 宽展系数 变形量 前言 中厚板轧制需要展宽操作，不但板坯长度方向要轧制，而且宽度方向也要轧制。通常的中厚板轧制中，中厚板的平面形状表现出多种形式，它取决于板坯厚度、压下率和展宽率等。为减少头与尾鱼尾形和舌形、边部的鼓肚、塌边以及镰刀弯等不规则变形的损失，使之接近于矩阵形钢板，中厚板平面板形控制己成为提高成材率极为有效的措施。 中厚板轧制中，宽展是影响轧件宽度控制最重要的因素，通常表示为轧制前后宽度最大值的差值，在塑形变形方面，厚度压下期间几乎百分之百的压下量转换到轧件纵向延伸。纵向延伸在轧件宽向相当均匀地分布。在宽度压下期间仅有一小部分压下量（6%-7%）转换到轧件纵向。宽度压下的大部分产生轧件厚度的增加。这个厚度增加在靠近轧件边部较大，通常形成局部凸形。轧件厚度上的不均匀增加显著削弱了展宽过程的效率，也增加了达到高精度宽度公差和高成材率的困难。 1、宽度变化的主要目的和方法 宽度变化的基本目的是为了获得要求的钢板宽度。宽度变化最普通的方法是：通过轧制进行宽度压下和通过轧制进行宽展。中厚板轧制粗略分成下列3个阶段：1、定尺轧制，在这个阶段，板坯沿纵向轧制以生产出要求的中间厚度；2、展宽轧制，为了获得要求的板材宽度，板坯旋转90度，沿横向轧制；3、精轧，板坯再旋转90度，轧成最终厚度。 2、影响宽展的几种因素 图1:平面板形控制体积分配 宽展通常用宽展系数来表示， (公式1) 式中：h0、h1是压下前和后的轧件厚度，b0、b1是压下前和后的轧件宽度，R是轧辊半径等 宽展是多种几何因素的函数，主要的几何因素是：轧件初始厚度h0、轧件初始宽度b0、厚度压下量Δ、板坯金属成份等。如果咬入角增加（如小的半径，高的厚度缩减率）轧制方向的力会加重，这会提高延长，阻碍伸展。同时，它也受到物料本身材质的影响（屈服度和摩擦力）和温度的影响，因此包含了多变量功能。 3、展宽模型控制中变形量的计算 模型在平直轧制过程中的道次计算可以用板坯的体积分配来描述，即轧制体积是能够精确确定的，由长度、厚度和宽度来支配。体积分配主要影响到了轧机机架宽度和厚度的关系。可以是不同的变量，不同的数值的计算会得到不同的道次轧制策略。 3.1小范围变形量的展宽计算 展宽公式描术如下: (公式2) 推导公式后可以得到： (公式3) 理论上的值只能取值 (没有伸展)和 (液压缸的伸展系数)。实际上厚度在 最大，在 最小。 由于的特点和功能有两种选择：首先基于三次方程式，二是取幂计算。由于在调试期间相关系数好的可调性参数不是直接表现出来，但是通过功能特性点的计算，调整这个参数，特性就会被改变。 第一种选择是基于以下三次方程： (公式4) xt是第一个可调因数，它应用，并且xt的线性增长为0，因此可再应用于，这样系数a0 和a1的值都为0。另一个条件就是在值y1时显示为1，y1是第二个可调因数。 因此，系数a2 and a3要用下式来修正： (公式5) 若函数k?在.a3可能的范围是： (公式6) 包含所有的项目后公式可转换为： (公式7) 第二个描述的选择基于取幂处理： (公式8) 同样地，第一选择可调参数y1 和 xt己经使用了。不同的是在第二种选择时的函数在xt的值为。系数定义如下： (公式9) y1 和 xt 的关系如下图2所示： 图2: 的基本分配—函数、行动方向和调节系数 3.2、大变形量的展宽计算 以上部分的论证是假设展宽系数在板坯变形时是不变的，同一样，函数假设也是不变的。而实际上在道次期间是变化的，在道次间厚度的减小幅度越大，这个错误率就越大。为了避免这些错误，对公式（2）重新修订： (公式10) 根据体积恒定的定律，转换为： 等式乘法运算后，结果为： 高位元素可以设定为0，简化为： （公式11） 计算延伸相关结果： （公式12） 因此对于大的变形，的变化关系要考虑进去。 4、小结 由此可见，在中厚板轧制中，钢坯的展宽策略是十分重要的一项，对于板形和平面形状控制起着十分重要的作用。展宽模型计算的精确,则有利于轧制过程的控制、钢坯的尺寸安排、轧制压下规程的设定。本文中探讨的展宽计算只是较粗略的着重于展宽率的设计