1.1.3 异步轧制的发展及研究现状

20世纪40年代初，德国研究者在研究单辊传动叠轧薄板和前苏联研究者在研究三辊劳特式轧机时，对两个工作辊圆周速度不等使轧材在变形区产生独特的变形产生兴趣，认为这种异步轧制可以降低轧制压力，提高板材加工效率，并发展了一种以非对称流变为特征的异步轧制过程。因此，异步轧制工艺逐渐受到重视，异步轧制理论和技术也得到了很大的发展。

我国对异步轧制技术的研究起步于20世纪70年代初。东北大学异步轧制研究组在朱泉教授的带领下，针对拉直式异步轧制过程进行了深入系统的实验研究和理论分析，解决了异步轧制中的振动和板形等问题，并提出了“弹性塞”理论，完成了异步恒延伸轧制新技术和极薄带材轧制新技术等科研成果[1]。20世纪80年代末，东北大学把异步轧制成功地应用于结构材料轧制之后，又开展了像取向硅钢这种功能材料异步轧制的研究，并取得了一定进展。刘刚[2]等人提出在异步轧制下，作用于搓轧区上的剪切应力能有效地改善板材心部的织构组态，并在板材亚表层附近相对较大的区域内形成理想的冷轧织构。异步轧制板材退火后，重新形成了取向集中的Gaoss织构，其磁性均不低于常规轧制，获得了比常规轧制板材更为理想的冷轧织构组态。在钢铁企业实际生产中，虽然多数轧机辊径是对称的，但是在轧制过程同样存在一些不对称因素。这种不对称因素可以简单概括为轧件温度不对称、轧辊线速度不对称、接触面摩擦系数不对称，而随着生产工艺，生产装备的不同，产生上述不对称因素的情况更为复杂多变。

随着我国钢材产量的迅猛增长，产能过剩问题日趋显著，吨钢耗能还很高，产品质量合格率、高附加值产品也都不尽人意。因此，迫切需要在现有的大量的冷、热连轧机组中施加先进的生产工艺，提高产品质量，降低能耗及生产成本，生产高附加值的产品，使我国完成由钢铁大国向钢铁强国转变。研究在热连轧过程中各种不同的异步轧制工艺参数对轧件变形规律、相变级组织演变规律的影响，完善热连轧的异步轧制理论，能够使异步轧制理论在热连轧工艺中得到成功应用。特别是异步轧制可使轧件在较低的温度下，实现预定的变形量，这样就可以为实现低温铁素体轧制创造条件，从而可避免两相区轧制容易出现的混晶及状组织等缺陷，拓宽异步轧制工艺的应用范围。

1.2 非对称压下轧制

非对称轧制是指相对于对称轧制，通过增加一定的非对称因素改变变形模式的另一种加工技术。其中，非对称因素可以分为两类：第一类为几何非对称因素，包括上下异径及水平错位；第二类为其他非对称因素，包括上下轧辊表面光滑度、线速度及热扩散不一致。非对称轧制为对称轧制的另一种发展，不同于累计叠轧，其主要是通过改变变形模式（相对对称轧制）来提高材料性能。在非对轧制过程中，普遍认为在轧制变形区内形成了一种额外的“搓扎区”，通常情况下，该类轧制方式同时适用于薄板与厚板生产，但易产生板形问题，且在该加工方式下对板形的控制极为困难。异步轧制、水平错位轧制及蛇形轧制是非对称轧制的重要代表。

1.2.1 非对称压下轧制的概况

对非对称压下轧制过程示意图如图1-1所示。在非对称压下轧制方法中顶部和底部的轧辊是对称轧制中（SR）使用的轧辊，即轧辊具有相同的尺寸和转速。非对称压下轧制和对称过程之间唯一的区别是，前者具有支撑板在咬入前会改变轧制条件并改变在轧辊的上下部分，从而在轧制过程中引入剪切应力。变形条件，包括改变支撑板在水平和垂直方向的位置，来改变轧件进入轧辊时上下部分的位置[3]。 MSC非对称压下轧制过程的有限元模拟研究 (3):http://www.751com.cn/cailiao/lunwen_50857.html