不對稱軋制

根據加工工具的不對稱和所加工材料性能的不對稱，可以把不對稱軋制分為三種情況。第一種是非同步軋制，指在軋制過程中有意識地使兩個工作輥具有不同的表面線速度的軋制方法。第二種是異徑軋制，指在板帶生產中，兩個工作輥的輥麵線速度基本相同，而直徑與轉速差別較大的軋制方法。第三種是材料性能不對稱的軋制，常出現在兩種或兩種以上的不同種材料的板帶複合軋制中，指由於材料種類的不同而導致的軋制方法。

（1）非同步軋制

和同步軋制相比，由於兩個工作輥的線速度不同，軋制時變形區金屬質點的流動規律和應力分佈都有其自身的特點。在非同步軋制時，慢速輥側的中性點向變形區入口側移動，快速輥側中性點向變形區出口側移動，導致軋件與兩個工作輥接觸區的中性點不對稱，這樣，自然就在上下兩個中性點之間形成“搓軋區”。一種極端的狀態是：當慢速輥中性點移至人口處、快速輥側中性點移至出口處時，使整個接觸變形區成為所謂的“搓軋區”，此種狀態稱為全非同步軋制(PV)，當然這種情況在實際的生產中是根本不可能出現的，這裡只是為了形象地說明“搓軋區”。在實際生產中，中性點受到工作輥摩擦力等條件限制，移到出、入口處的條件要求苛刻，所以在生產中很少出現。由此，變形區就出現前、后滑區，這樣，變形區就由后滑區、搓軋區和前滑區三者組成，稱為不完全非同步軋制或半非同步軋制(IPV)。

根據非同步軋制的穿帶及軋制特點的不同，分為非同步恆延伸軋制和拉直非同步軋制。

非同步軋制的軋薄能力比同步軋制高得多。其軋薄能力強的根本原因是變形區內的搓軋區改變了軋件的應力狀態，在搓軋區內有強烈的剪切變形存在，使非同步軋制的軋薄能力大幅度提高。由於隨著軋件厚度的減小，同步軋制時在變形區內的三向壓應力狀態越強，非同步軋制則可以改變這種應力狀態，有利於軋件的延伸變形，所以軋件越薄，其減小軋制壓力的作用或效果越明顯。

要保證非同步軋制的穩定運行，異速比i不能過大，一般應小於1.4.異速比過大對穩定性不利，軋制過程中可能產生軋機振動現象，使軋件表面有橫向的明暗相間的條紋，影響產品質量。因此，在拉直非同步軋制中，要保持延伸係數μ大於異速比i。另外，軋制時，通常應保持前張力大於後張力。

（2）異徑軋制

異徑軋制利用一個輥徑很小，靠摩擦從屬轉動的工作輥，由於其輥徑小，軋件和軋輥的接觸面積和單位壓力就大幅降低，另外，軋制過程中小工作輥對軋件有楔入作用，在變形區內形成45°剪變形區，兩者共同作用，使總的軋制壓力和能耗大幅降低。採用大的工作輥來傳遞軋制力矩和提高咬人能力，還可以採用而且容易實現彎輥技術來控制板型。由於這些優點的存在使得異徑軋制可在相同的原料和能耗的情況下，增大壓下量，減少道次，提高軋機工作效率和軋薄能力，提高產品厚度精度和板型質量。

異徑軋制通過將一個從動的工作輥的直徑大幅度減小，實現大幅度降低軋制壓力和力矩的效果及由此帶來厚度精度的提高，能耗降低的效果。和非同步軋制相比，異徑軋制降低軋制壓力效果明顯的原因主要在於變形區的長度，由於從動輥的直徑大幅度減小，使得軋件與軋輥輥面的接觸面積大幅度減小和單位軋制壓力顯著降低，而兩者也有相似之處，非同步軋制的搓軋區內有剪切變形，在異徑軋制的變形區內也會出現剪切變形區。

（3）材料性能不對稱的軋制主要出現在雙金屬複合板的軋制中。

人們利用各種不對稱軋制工藝來生產普通鋼板鍍層板和複合板。同對稱軋制相比，這種工藝更能提高生產率和產品幾何形狀的控制能力，同時更有潛力滿足軋制新材料提出的更多要求，例如：軋制鍍層板和複合板，因此，人們關注不對稱軋制工藝，並對發展新工藝和新產品進行了各種研究工作。

一開始並沒有建立不對稱軋制的完整理論，人們對板材的不對稱軋制進行了分析和研究工作，然而這些研究都基於所謂的板坯方法，這種方法實質上不能分析輥縫中板材的不對稱變形。因此，它們僅對軋制扭矩、軋制力、軋制速度和軋制壓力的分佈進行了分析，而不能預測產品的幾何形狀。在這一領域也做了一些試驗工作。試驗中使用塑膠泥和鉛試樣，並對軋制力、軋制扭矩和產品形狀進行了研究。但每項試驗中所討論的參數與另外的試驗中所討論的參數完全不同。每項試驗都包括不對稱軋制的特殊和有限的情況。所有這些工作都沒有能夠繼續分析板材在輥縫中的不對稱變形。他們的研究結果沒能給出有關不對稱軋制和不對稱軋制產品特性的系統知識。而後有學者利用上限定理開發了中厚板和薄板不對稱軋制的新的數學模型，並對分析過程進行了闡述。通過根據這一方法而得到的一系列模擬，首次在這一領域對輥縫中板材的不對稱變形，軋材出現瓢曲的機制，軋制條件對產品幾何形狀的影響以及軋制扭矩和軋制速度系統地進行了計算。