轧制咬入条件发表评论(0)编辑词条

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轧制是轧件被轧辊与轧件之间的摩擦力拉入变形区产生塑性变形的过程，通过轧制使轧件具有满足要求的尺寸、形状和性能。在实际生产轧制中不能实现咬入轧制原因很多，轧制过程的实现意义：实现咬入，提高效率。轧钢生产中首要的问题实现咬入，保证轧件顺利进行，提高生产产品的质量。本文由平辊咬入进行分析、找出原因、改善咬入条件提高生产保证轧制的质量。。

1、咬入的条件分析编辑本段 回目录

1.1变形区与变形区主要参数在轧制过程中，轧件与轧辊接触并产轧制咬入条件生塑性变形

轧制咬入条件

的区域称变形区。如图1、所示的ABCD区域。

（1）咬入角：接触弧所对应的圆心α； (2) 变形区长度：接触弧的水平投影L。

由图可知，BE=OB－OE=R－Rcɑ=R（1－cosα）。

因为 BE=2 h△

所以 △h=D（1－cosα）

显然，轧辊直径D一定时，咬入角ɑ越大，则压下量△h越大，从而咬入越困难。

在△OAE中：AE2=R2－OE2=R2－(RR－BE) 2 式中，AE=L; BE= 2 h△

则 L2 =R2 －(R－2 h△) 2

即 L=4 h -h△△R 式中，△h2 /4较R△h要小得多，可以忽略。

即 L=h△R

1.2实现轧制的条件

1.2.1 咬入阶段特征

咬入阶段是从轧件前端与轧辊接触的瞬间起到前端达到变形区的出口断面(轧辊轴心连线)。在此阶段的某一瞬间有如下特点：

①、轧件的前端在变形区有三个自由端(面)，仅后面有不参与变形的外端(或称刚端)。

②、变形区的长度由零连续地增加到最大值，即增加到l=Rh△

③、变形区内的合力作用点、力矩均不断地变化。

④、轧件对轧辊的压力由零值逐渐增加到该轧制条件下的最大值。

⑤、变形区内各断面的应力状态不断变化。

1.2.2平辊咬入轧件的条件分析

轧钢生产中我们会发现，有时轧件轧不进去或即使轧件轧进去，但出现打滑现象，所以轧制过程能否实现取决于轧件是否能被旋转的轧辊拽入辊缝中，并能连续不断地进行轧制，直到轧完。依靠旋转方向相反的两个轧辊与轧件间的摩擦力，将轧件拖入轧辊辊缝中的现象，称为咬入。

轧制咬入条件

（1）受力分析轧件对轧辊的作用力与摩擦力(见图1)：在辊道的带动下轧件移至轧辊前，使轧件与轧辊在A和A＇两点接触，轧辊在两接触点受轧件的径向压力N＇的作用，并产生与N＇垂直的摩擦力T＇。因轧件企图阻止轧辊转动，故T＇的方向应与轧辊转动方向相反。轧辊对轧件的作用力与摩擦力(见图2)：根据牛顿定律，两个物体相互之间的作用力与反作用力大小相等、方向相反，并且作用在同一条直线上。因此，轧辊对轧件将产生与N＇力大小相等、方向相反的径向力N以及在N力作用产生与T＇方向相反的切向摩擦

轧制咬入条件

力T，径向力N有阻止轧件继续运动的作用，切向摩擦力则有将轧件拉入轧辊辊缝的作用。

（2）咬入条件建立于分析

为判断轧件能否被轧辊咬入，应将轧辊对轧件的作用力和摩擦力做进一步分析。如图3所示。作用力N与摩擦力T分解为垂直分力Ny、Ty和水平分力Nx、Tx。垂直分力Ny、Ty对轧件起压缩作用，使轧件产生塑性变形，有利于轧件被咬入；Nx与轧件运动方向相反，阻止轧件咬入；Tx与轧件运动方向

轧制咬入条件

一致，力图将轧件拉入辊缝。

显然Nx与Tx之间的关系是轧件能否咬入的关键。两者可能有以下三种情况(见图4)：若Nx>Tx，则轧件不能咬入；若Nx<Tx，则轧件可以咬入；当Nx=Tx时，轧件处于平衡状态，是咬入的临界条件。若轧件原来水平运动速度为零，则不能咬入；若轧件原来处于运动状态，在惯性力作用之下，则可能咬入。

Tx=Tcosα=fNcosα；

Nx=Nsinα

1)当Tx>Nx时即：fNcosα>Nsinα

f>tanα 根据物理概念，摩擦系数可以用摩擦角表示，即摩擦角β的正切就是摩擦系数f，将tanβ=f代入上式，则为β>α。这就是轧件的咬入条件。

2)当Nx>Tx时，同样可推得β<α，轧件不能咬入轧机。

3)当Nx=Tx时，同样可推得β=α，是轧件咬入的临界条件。由此可得出结论：咬入角小于摩擦角是咬入的轧

制咬入条件必要条件；咬入角等于摩擦角是咬入的极限条件，即可能的最大咬入角等于摩擦角；如果咬入角大于摩擦角则不能咬入。通常将咬入条件定为：β≥α。

（3）轧件充填变形区过程

轧制咬入条件

轧件被咬入后立即进入充填变形区的过程。当轧件充满变形区后，则进入稳定轧制阶段(见图5)，即轧制过程建立。

开始咬入时，合力作用点的中心角φ=α；轧制过程建立时，合力作用点的中心角φ=α/2。

开始咬入时的咬入条件为β≥α，而轧制过程建成时为β≥α/2。以通式表示，可写成：β≥φ。

这样，开始咬入时，φ=α；而轧制过程建成时，φ=α/2。即开始咬入阶段所需摩擦条件最高，随着轧件充填辊缝，咬入容易。

2、改善咬入条件途径和方法编辑本段 回目录

改善咬入条件是顺利进行操作、增加压下量、提高生产率的有力措施，也是轧制生产中经常碰到的实际问题。由前面分析可知，轧制过程的咬入条件：β≥α。在轧制过程中，影响轧件咬入的因素，主要是咬入角和摩擦系数。凡是能提高β和降低α的一切措施都有利于咬入。

2.1在实际生产中，减小实际咬入角α有如下办法：

1)使用合理形状的连铸坯，可以把轧件前端制成楔形或锥形。

2)强迫咬入，用外力将轧件推入轧辊中，由于外力的作用，轧件前端压扁，合力作用点内移，从而改善了咬入条件。

3)减小本道次的压下量可改善咬入条件。

2.2适当增大轧辊与轧件间的摩擦系数。

1)轧辊刻痕、堆焊或用多边形轧辊的方法，可使压下量提高20％～40％。刻痕或堆焊多用于初轧机上、开坯机及型钢轧机的开坯孔型中。多边形轧辊用于中小型轧机上，主要是由于改变了作用力方向，使作用力状态有利于咬入。

2)合理使用润滑剂。这里指的是增加咬入瞬间的摩擦系数，而稳定轧制阶段的摩擦系数并不增加。

3)清除炉尘和氧化铁皮。一般在开始几道中，咬入比较困难，此时钢坯表面有较厚的氧化铁皮。实践证明，钢坯表面的炉尘、氧化铁皮，可使最大压下量降低。

4)在现场不能自然咬入的情况下，撒一把沙子或冷氧化铁皮可改善咬人。

5)当轧件温度过高，引起咬入困难时，可将轧件在辊道上搁置一段时间，使钢温适当降低后再喂入轧机。

6) 合理调整轧制速度。利用随轧制速度降低而摩擦系数加大的规律，在直流电动机传动的轧机上，采用低速咬入，建立稳定轧制过程后，再提高轧制速度，使之既能增大咬入角，又能合理利用剩余摩擦力。实验指出，咬入速度在2m／s以下时，摩擦系数就已经基本稳定到最大值，所以咬入速度再降低也无意义。

上述改善咬入的方法在生产实践中往往可以同时使用。

3、结束语编辑本段 回目录

在轧钢中，轧制咬入是一个重要的生产工艺，从上面的分析可以看出,平辊轧制咬入条件是：β≥α，它是咬入的必要条件,并不是充分条件。平辊轧制时一次咬入条件满足，二咬入条件自然满足。改善咬人条件的有效办法,一方面是增大摩擦系数,另方面是使咬入角变小。为此,在实际生产中可以采用轧辊表面刻痕,降低轧辊转速等以提高摩擦系数,在设备允许条件下,加大轧辊直径以减小咬入角。