两种常用轧制力公式在带钢冷轧中的应用

夏 宇，王大号，郭文江

(1．中国重型机械研究院有限公司，陕西 西安 710032;2．西安红旗机械厂，陕西 西安 710043)

1 前言

轧制力是冷轧过程中最重要的参数之一，制定合理的轧制规程，更好的发挥设备的性能与轧制力大小密切相关。因此，选用符合实际的计算方法，比较准确地计算轧制力有着重要的意义。在生产实际中，希尔(Hill)公式和斯通(Stone)公式应用较多，本文将比较这两种常用公式的计算结果与现场实际数据的差异，并分析其原因，得出其适应范围，以便更准确的选用计算公式。

2 计算方法

轧制力计算公式

希尔公式

斯通公式

式中，K为平面变形抗力，kN/mm;B为带材宽度，mm;l'c为轧辊压扁的接触弧长，mm;R'为轧辊弹性变形后的半径，mm;μ为摩擦系数;ε为道次压下率;h0为入口厚度，mm;h1为出口厚度，mm。

这些参数中，摩擦系数的计算是个难点，摩擦系数受润滑剂类型、轧件厚度、压下率、轧制速度等多种因素影响，在乳化液轧制低碳钢的条件下，根据经验一般取0.03～0.07，一般随轧制速度的提高而降低，有以下公式

式中，ν为轧制速度，m/s。

3 计算结果与分析

将轧制力计算公式(1)～(3)计算的轧制力与现场采录某1 100六辊轧机实测数据进行对比，结果见表1、表2，其中板宽B=900 mm，工作辊半径R=150 mm

表1 轧制规程Ⅰ(来料厚度h0=3 mm)Table 1 Rolling regulationⅠ(incoming thickness h0=3 mm)

表2 轧制规程Ⅱ(来料厚度h0=0.8 mm)Table 2 Rolling regulationⅡ(incoming thickness h0=0.8 mm)

由表1和表2可以发现:

(1)所有轧制道次中，希尔公式的计算值均小于斯通公式且小于实测数据，而斯通公式的计算值有时大于，有时小于实测值;

(2)在表1的轧制规程中，斯通公式的误差均小于希尔公式;

(3)在表2的最后两个道次，斯通公式偏差大于希尔公式，特别是最后一个道次偏离实测值较大，此时希尔公式的计算值相对准确，而这两个道次均属于薄带且处于总加工率很高的情况。

因此，斯通公式在所有厚带轧制道次和前几道薄带轧制道次相对准确，希尔公式在薄带轧制的后几个道次相对准确。分析其原因:根据希尔形式相互转换。

由式(5)、(6)、(7)可得

由式(8)可知，两个公式的主要变量可以相互转换，鉴于斯通公式大部分情况下比较准确，表3、表4。

表3 轧制规程Ⅰ(来料厚度h0=3 mm)Table 3 Rolling regulationⅠ(incoming thickness h0=3 mm)

表4 轧制规程Ⅱ(来料厚度h0=0.8 mm)Table 4 Rolling regulationⅡ(incoming thickness h0=0.8 mm)

4 结论

冷轧过程的轧制力计算，斯通公式适合于厚带轧制和薄带前几个道次轧制，希尔公式适合于＞1.1时选用希尔公式。

［1］ 冶金工业部有色金属加工设计研究院．板带车间机械设备设计(上册)［M］．北京:冶金工业出版社，1983．

［2］ 赵志业．金属塑性变形与轧制理论［M］．北京:冶金工业出版社，1980．