李维刚，鲁凌云, 刘超，刘相华



板带轧制过程考虑滑动与粘着摩擦的轧制力模型

李维刚1，鲁凌云1, 刘超1，刘相华2

(1. 武汉科技大学信息科学与工程学院，湖北武汉，430081；2. 东北大学研究院，辽宁沈阳，110819)

将轧制变形区分为滑动摩擦区和粘着摩擦区，得到适用于带钢热轧过程的改进卡尔曼(KARMAN)微分方程，给出轧制力数值计算公式。结合变形区入口与出口的边界条件，采用龙格−库塔(Runge−Kutta)法交替求解前滑区与后滑区的单位压力分布，2个接触弧角相交处就是中性点，通过对单位压力与摩擦应力进行数值积分得到轧件的轧制力，再根据希齐柯克(Hitchcock)公式迭代计算多次得到最终轧制力。最后，分析新型轧制力模型应用于热连轧机组面临的问题，给出热轧过程摩擦因数对单位压力分布与轧制力的影响规律，并通过布伦特(Brent)方法实现对热轧过程摩擦因数的软测量，指出摩擦因数在1个轧制周期内的演变规律，为热连轧过程摩擦因素在线模型的建立与新型数值轧制力模型的在线应用提供参考。

热轧带钢；轧制力；微分方程；摩擦因数

轧制力是板带钢轧制过程控制的关键参数，其计算精度直接影响着整个轧制过程，是板形、板厚设定控制的基础[1−2]，国内外学者对轧制力计算进行了大量研究[3−11]。研究单位压力在接触弧上的分布规律，对准确计算板带钢轧制时的轧制力具有重要意义。计算单位压力经常采用Karman(卡尔曼)微分方程或Orowan(奥洛万)微分方程，两者均建立了轧制变形区内微元体上的力平衡关系，很多轧制力解析公式是以这2个方程为基础推导出来的。……