matlab中fsolve的用法:长材生产中轧辊的选择

长材生产中轧辊的选择
轧辊是轧机的核心部件。轧辊的使用涉及轧机使用时的类型选择、轧辊的准备、在轧制过程中的维修和周期性修整，而这些都全是影响轧机生产率、产品质量和生产经济性的因素。由于轧制过程是连续的过程，因此操作人员需要不断检测轧辊状况，使生产出来的产品满足用户对更严格的公差和表面质量的要求。为了使产品持续具有竞争力，就要不断要求轧机操作人员降低生产成本，即要求提高轧制速度、轧机的生产灵活性和降低轧辊的消耗。
    生产长材产品的轧机种类繁多，因此，轧机类型的选择、布局，轧辊材质的选择、轧辊尺寸的确定，选择范围也非常广。同时，不同的轧机所选择的轧辊也是不相同的，需要根据生产要求选择轧辊。
    长材产品轧机
    在选择合适的轧辊以达到增加生产率和提高产品质量以前，需要充分了解各种轧机的类型和配置。
    棒材和小型型材轧机
    一般而言，棒材和小型型材轧机既可以使用尺寸范围80～150mm的钢锭，也可以使用尺寸范围相同的连铸小方坯，以生产小型材和棒材。棒材和小型型材轧机最初喂入的原料温度是1200℃，轧机既可以半连续，也可以全连续的方式生产。连续式轧机是目前的发展趋势，其间有粗轧、中轧和精轧机架。粗轧机架是以水平／立式顺序排列，这主要取决于产品构成。中间机架和精轧机架既可以是立式，也可以是水平式。对于棒材而言，轧机构成更多的是立式机架，而对其它的小型型材来说，经常采用的是水平机架。
    在小型型材轧机中，根据喂入的原料和最终的产品尺寸的不同，所选择的轧辊直径为300～600mm，辊身长度为700mm。对于产品的公差，用户一般要求是国际公差标准的三分之一，同时产品要有很好的表面光洁度。对小型材而言，轧机的轧制速度从12m／s到20m／s，而对棒材轧机来说，轧制速度已提高到36m／s。
    线材轧机
    线材轧机拥有粗轧机架和与小型型材轧机类似的中间机架。与两线轧制的小型型材轧机相比，这些轧机一般被设计成可以进行高达4线的同时轧制的切分轧制。然而，目前的发展趋势是采用单线的高速轧制。现代的线材轧机一般是有8～10个无扭机架，在精轧机组中互相成90°角排列。
    目前，线材轧机使用的轧辊直径被限制在200mm。轧制速度可高达140m／s。
    中型型材轧机和大型型材轧机
    在粗轧机架后，中型型材轧机有两组连续的机架。连续轧机，根据孔型设计既可以水平布置，也可以立式布置。对于有平行缘的型钢和槽钢，还配有万能机架。当轧制其它型材时，可以用水平机架更换万能机架。水平机架的轧辊有很深的孔型，而万能机架没有。
    较大直径的水平轧辊确定型钢的的形状，而较小直径的一对立辊用于轧制边部。当坯料穿过传统机架和万能机架精轧轧辊时，可以获得很好的表面光洁度和尺寸公差。
    轧辊参数选择
    被轧制的钢种
    被轧制的钢种是选择轧辊的关键因素，其抗变形能力随坯料化学成分不同而改变，主要表现在轧制的各阶段变形的负荷大小和变化。必须根据确定的强度和硬度选择轧辊。
    轧机布置和道次设计
    机架在生产线的位置以及道次设计对轧辊的选择有很大影响。根据机架位置，轧辊的受力方式和性能可以有很大变化。这是因为应用于粗轧机架和精轧机架的轧辊有非常不同的受力方式，从而导致轧辊性能有预期的改变。此外，一个坯料和下一个坯料经过机架的时间间隔和轧机的生产率对轧辊的选择也有很大影响。通过试验可以观察到，轧辊弯曲以及与高轧制压力相结合的扭应力是决定粗钢机架轧辊选择的因素。然而，在精轧机架，硬度、耐磨性和表面质量则是轧辊选择的关键因素。
    轧辊与坯料间的摩擦
    由于在轧辊圆周速度与坯料速度间存在差异，因此摩擦起着非常重要的作用，特别是在低速时可以有很好的咬合，如开坯轧机和粗轧机架。因此，有关数据为轧辊的适当选择以适于特定机架创造了条件。
    热态状况
    轧辊和被轧制坯料的热态状况也是非常重要的。主要原因是轧辊的温度相对被轧坯料要低很多，因此轧辊在很短的时间内易遭受较高的热冲击，从而导致在轧辊表面形成烧裂，进一步扩散形成疲劳裂纹。由此，轧辊的选择应该考虑到在轧制条件下轧辊裂纹产生和扩散最少。
    轧辊冷却
    轧辊的功效也与轧机冷却液的布置有关。轧辊材料的热传导性能对轧辊的冷却有很大影响。轧辊材料的热传导率越高，对有效冷却要求也越高，主要是避免烧裂的产生，造成轧辊寿命降低。
    根据轧机类型选择轧辊
    轧辊的选择是非常讲究技巧的，轧机操作人员的经验对轧辊的选择起着决定性的作用。
    棒材和小型材轧机
    这类轧机对轧辊的要求是：①相对冲击来说有很好的抗弯曲强度；②轧辊硬度均匀；③较高的耐磨性；④较好的抗烧裂性能。
    各种材料的轧辊都可用于这类轧机，主要取决于轧机的设计和操作人员的经验。可以使用的轧辊是：
    ★球墨铸铁辊：在连续棒材轧机中，球墨铸铁辊用于粗轧机架和精轧机架。对于粗轧机架，使用钼合金化、经退火处理的珠光体铸铁辊。轧辊硬度值取决于实际轧机的生产条件。如果主要考虑抗烧裂性能，可以选择较软的轧辊，而较硬的轧辊优先考虑耐磨性，可用于传统机架和悬臂式机架。这些球墨铸铁辊的使用寿命要长于钢辊。
    对于中间机架，一般选择普通珠光体或针状晶体的球墨铸铁辊。现在的使用趋势是使用铬合金化的和离心浇铸的针状晶体球墨铸铁辊，而使用寿命要好于传统的无限冷硬轧辊。在一些小型材轧机中，合金化球墨铸铁辊仅用于粗轧机架和中间机架。这是因为这些轧辊要求能承受最大的负荷，因而不能用于主要考虑表面光洁度的精轧机架。
    ★合金无限冷硬铸铁辊：这些轧辊展示出其良好的耐磨性，同时咬入性能也有改进。为了调整轧辊的硬度，通过添加合金化元素如铬来增加轧辊的硬度。此外，采用这些轧辊后产品的表面光洁度很好。在许多棒材厂和小型材厂，这些轧辊用于精轧机架。然而，在一些钢厂，这种轧辊也用于中间机架。轧辊的抗拉强度为20～30kg／mm2。
    ★合金铸钢辊：一般来说，这些轧辊主要用于粗轧机架，抗拉强度从