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绪论1

第1章　轧制过程的基本概念3

1.1　简单（理想）轧制过程模型3

1.1.1　咬入条件3

1.1.2　轧制的变形、运动学、力学条件4

1.2　影响轧制过程的因素及三种典型轧制情况8

1.2.1　轧制影响因素8

1.2.2　三种典型轧制情况9

1.3　第一类影响轧制因素13

1.3.1　影响金属变形抗力的因素13

1.3.2　金属变形抗力的理论和假说（数学模拟）18

1.3.3　轧制时变形程度、变形速度、变形温度的确定20

1.4　第二类影响轧制因素——外摩擦及外区27

1.4.1　外摩擦27

1.4.2　外区的作用33

第2章 轧制参数计算的理论基础35

2.1　塑性加工学的综合体系35

2.2 应变与应力的关系36

2.3　塑性加工学的基本定律36

2.3.1　质量守恒定律37

2.3.2　动量守恒定律37

2.3.3　能量守恒定律38

2.4　塑性加工的物性方程39

2.4.1　屈服条件39

2.4.2　应变与应力的关系39

2.4.3　轧制过程流变学40

2.5　连续介质力学的边值问题45

2.6　塑性加工问题的求解方法45

2.6.1　虚功原理、最大塑性功原理和上下界定理46

2.6.2　塑性变分原理46

2.6.3　轧制力学问题的求解方法47

第3章 工艺和设备强度设计的理论基础49

3.1　轧制压力49

3.2　轧制压力计算50

3.2.1　截面法50

3.2.2　其他轧制压力计算方法57

3.3　关于提高轧制力计算精度问题63

3.3.1　关于计算精度63

3.3.2　密切结合生产建立模型65

第4章　设备结构设计的理论基础69

4.1　二辊轧机辊系受力分析69

4.1.1　简单轧制情况下辊系受力分析69

4.1.2　作用在轧辊上的力的方向70

4.2　四辊轧机辊系受力分析71

4.2.1 工作辊驱动情况下的辊系受力分析71

4.2.2　轧制稳定性的分析与偏移量的计算73

4.2.3　驱动支撑辊情况下的辊系受力分析75

4.2.4　工作辊的侧向弯曲与打滑76

4.3　多辊轧机辊系受力分析76

4.3.1　十二辊轧机的辊系受力分析77

4.3.2　偏八辊轧机的辊系受力分析79

4.4　辊系受力分析的简化方法81

第5章　设备电气设计的理论基础84

5.1　传动轧辊所需力矩84

5.2　轧制力矩84

5.2.1 由轧制力计算轧制力矩85

5.2.2　按能量消耗确定轧制力矩87

5.2.3　张力、轧辊压扁等因素的影响89

5.3　轧制功率90

5.3.1　理论计算方法91

5.3.2　附加力矩92

5.3.3　动力矩93

5.3.4　负荷图93

5.3.5 由能耗曲线确定功率95

5.4　单位能耗曲线97

第6章　设备刚度设计及厚控的理论基础101

6.1　轧制的弹塑曲线102

6.1.1　轧件的塑性曲线102

6.1.2　轧机的弹性曲线102

6.1.3　轧制的弹塑曲线103

6.2　轧机调整图示104

6.3　轧制弹塑曲线的建立方法105

6.3.1　轧机刚度105

6.3.2　刚性系数K的计算106

6.3.3　塑性系数M的计算107

6.4　厚度自动控制及厚控方程108

6.4.1 厚控方程109

6.4.2　厚控方案110

6.5　最小可轧厚度113

6.6 轧制时的振动——轧机弹性变形的另一形式114

6.6.1　冷带轧机的振动114

6.6.2　轧机振动频率计算方法116

6.6.3　振动的实验研究和生产性研究121

第7章　轧制动态过程控制的理论基础123

7.1　连轧张力123

7.1.1　张力公式推导123

7.1.2　连轧张力分析125

7.2　前滑129

7.2.1　前滑及后滑的表示方法129

7.2.2　影响前滑的因素130

7.2.3　孔型中的前滑130

7.3　连轧综合特性及过程模拟131

7.3.1　影响系数法131

7.3.2　直接计算法135

7.4　全连续轧制理论135

7.4.1　动态规格变换工艺135

7.4.2　动态规格变换的数学模拟137

7.5　连轧综合力学模型141

7.5.1　力学方程143

7.5.2　轧制运动学方程143

7.5.3　轧制物理方程144

7.5.4　起始条件与边界条件145

第8章　孔型设计及宽度控制的理论基础146

8.1　轧制时金属的流动146

8.1.1　应力、应变沿轧件截面的分布假设146

8.1.2　用视塑性法建立轧制的应力、应变场147

8.1.3　沿轧件长度方向变形不均匀性153

8.1.4　带材轧制时沿轧件宽度的应力分布155

8.2　坯料端部变形161

8.3　孔型的界定及几何描述164

8.3.1　孔型的分类164

8.3.2　孔型的组成164

8.3.3　孔型的配置164

8.4　金属在孔型中的流动和变形计算165

8.4.1　孔型轧制的变形特点165

8.4.2　宽展的计算168

8.4.3　变形系数177

第9章　板形控制的理论基础179

9.1　板带产品的几何偏差描述179

9.1.1　板带断面形状的限定179

9.1.2　板带形状的限定180

9.1.3　板形与延伸的关系181

9.1.4　平直度表示法182

9.2　板形影响因素的理论基础知识184

9.2.1　轧制力的三元理论184

9.2.2　轧件的不均匀变形及其对板形的影响186

9.2.3　轧制时的张应力188

9.2.4　轧件的残余应力189

9.2.5　轧辊的弹性变形190

9.2.6　轧辊热凸度的计算191

9.3　板形控制的基础理论知识192

9.3.1　弯辊技术192

9.3.2　轧辊轴移技术194

9.3.3　改变轧辊凸度196

9.4　板形仿真及对板形问题的分析196

9.4.1 产品板形的确定——板形方程196

9.4.2　轧制因素对板形的影响197

9.4.3　板形控制技术及控制效果202

9.4.4　横向刚度的数学及几何描述203

9.5　板形综合治理206

9.5.1　板形综合治理策略207

9.5.2 产品诊断207

9.5.3　原料精度210

9.5.4　各工序的板形治理211

第10章　工艺规程制订的理论基础214

10.1　最优化技术的基础知识216

10.1.1　统筹法及优选法216

10.1.2 线性规划216

10.1.3　动态规划217

10.1.4 不确定规划217

10.2　最佳参数选择219

10.2.1　工作辊径的选择219

10.2.2　轧制速度选择221

10.3　工艺方案最优选择223

10.3.1　孔型系统的选择223

10.3.2　工艺制度优化224

10.3.3　优化技术的应用实例237

10.4　工艺规程制订的基本原则238

第11章　轧制生产过程仿真的理论基础241

11.1　轧制生产系统241

11.1.1　现代轧制生产是一个巨系统241

11.1.2　轧制生产系统的分析方法243

11.2　轧制生产系统的数学特征及仿真244

11.2.1　关于非确定性的哲学思考244

11.2.2　离散事件仿真方法的基本原理246

11.2.3　离散事件仿真方法248

11.2.4　离散事件仿真语言248

11.3　轧制生产物流学250

11.3.1　物流学基础知识251

11.3.2　轧制生产的物流学特征251

11.4　轧制生产物流系统仿真251

11.4.1　方坯连铸-连轧（CC-CR）物流系统仿真251

11.4.2　宽带连铸-连轧（CC-CR）物流系统仿真267

11.4.3　“上引-盘拉”紫铜小管生产物流系统仿真276

第12章 轧制生产运作管理的关键技术289

12.1　生产运作管理及管理系统289

12.1.1　生产运作管理系统290

12.1.2　生产作业计划296

12.1.3　冶金企业生产作业计划的编制、实施及控制299

12.2　冶金一体化生产-连铸坯热送热装技术305

12.3　作业计划编制308

12.3.1　冶-铸-轧一体化作业计划编制和控制的困难性309

12.3.2　冶-铸-轧一体化作业计划的编制313

12.4　冶-铸-轧一体化作业计划的动态变更336

12.4.1　一体化生产系统稳定性分析337

12.4.2　冶金一体化生产系统在线计划调整策略的制订337

12.5　作业计划的评价分析345

12.5.1　冶-铸-轧一体化生产系统的仿真模型345

12.5.2　冶-铸-轧一体化生产系统的仿真结果348

12.5.3　简单的分析351

12.6　生产分析351

12.6.1 市场需求带来的问题351

12.6.2　设备故障和生产操作353

12.6.3　生产管理状况353

12.6.4　库存状况354

12.6.5　综合收得率354

12.7　信息发掘及利用355

12.7.1　信息利用中的问题356

12.7.2　信息利用举例356

12.7.3　培训仿真器及虚拟实验室358

第13章　产品质量管理及控制的关键技术364

13.1　产品质量364

13.1.1　质量要求365

13.1.2　产品精度与成本的关系367

13.1.3　产品几何精度标准368

13.2　质量管理372

13.2.1　质量管理的发展简述372

13.2.2　全面质量管理372

13.2.3　实现全面质量管理的方法373

13.2.4　质量管理数学工具375

13.3　厚板厂质量管理系统378

13.3.1　产品质量的协同管理380

13.3.2　厚板厂质量管理系统382

13.4　产品缺陷及工序的管理和控制395

13.5　质量控制399

13.5.1　质量控制追求的目标399

13.5.2　无目标值的质量控制399

13.5.3　无缝钢管壁厚不均分析400

13.5.4　无缝钢管壁厚精度的控制416

第14章　产品性能预报及控制的理论基础427

14.1　冶金学因素及合金设计428

14.1.1　合金成分的主要作用428

14.1.2　化学成分、微观组织与性能的关系434

14.2　热轧的高温热力学过程440

14.3　形变热处理及控制轧制452

14.3.1　奥氏体向铁素体转变的类型453

14.3.2　控制轧制时奥氏体晶粒的三个变化阶段454

14.3.3　控制轧制工艺参数设计455

14.4　轧制产品性能预报及控制459

14.4.1　性能预报模型459

14.4.2　金属学模型459

14.4.3　热学模型466

14.4.4　性能预报系统482

参考文献488