型钢孔型设计.doc

第1节 、孔型设计的基本知识1、 孔型设计的内容包括：1.断面孔型设计；2.轧辊孔型设计;3.导卫装配设计2、 孔型设计的要求：1.获得优质的产品；2.轧机生产率高；3.产品成本低.4.劳动条件好;5.适应车间的设备条件.3、 孔型设计的基本原则:1.选择合理的孔型系统;2.充分利用钢的高温塑性,把变形量和不均匀变形集中在前几道次;3.尽可能采用形状简单的孔型;专用孔型的数量要适当;4.轧制道次数、翻钢程序和次数要合理。防止认面操作。5.轧件在孔型中的状态应稳定或力求稳定。6、在生产品种多的型钢机上，多选用共用性好的孔型，7.要便于轧机调整和考虑到工人的操作习惯。4、 选择坯料尺寸必须考虑的综合因素有：1、一定得压缩比。2、坯料的尺寸要与轧机型式能力相匹配。3、应考虑金属成型的需要。4、选用坯料断面尺寸和长度应考虑加热炉、冷床等辅助设备允许长度、以及各设备之间的距离。5、对于多品种型钢车间，要考虑尽量减少钢坯的规格，以减轻开坯车间的工作，简化开坯机的孔型及操作5、 轧制道次确定方法有三种：1、用绝对压下量确定轧制道次；2、用延伸系数确定轧制道次；3、用压下系数确定轧制道次。6、 轧制面:通过两个或两个以上轧辊的轧辊轴线的垂直平面，及轧辊出口处的垂直平面称为轧制面。7、 延伸孔型的任务是：把钢锭或钢坯断面减小，使其延伸。作用：改善组织性能延伸断面。8、 按孔型的用途分类：1、延伸孔型；2、预轧孔型；3、成品前孔型；4、成品孔型。9、 成品孔型又称精轧孔型，作用：对轧件进行精加工，使轧制断面具有成品所需求的形状和尺寸。10、 侧壁斜度的作用：1、使轧件进入孔型时能自动对中，轧件出孔型时脱槽方便，防止缠辊事故；2、改善咬入条件；3、减少轧辊的重车量，提高轧辊的使用寿命；4、孔型侧壁斜度能增加孔型内的宽展余地；5、对于轧制复杂断面型钢，侧壁斜度大小往往与允许变形量有关：当增大，允许变形量越大。11、 辊缝：指轧制时两个轧辊的辊环间的距离；作用：1、补偿轧辊的弹跳值；2、补偿轧槽磨损，增加轧辊的使用寿命；3、提高孔型的共用性；4、方便轧机调整；5、减少轧辊切槽深度，增加轧辊强度和重车次数，提高轧辊的使用寿命。12、 轧机的名义直径：传动轧辊的齿轮座内齿轮的中心距或节圆直径Do来表示13、 轧辊的原始直径：指新辊加上辊缝14、 重车系数指：轧辊总的重车量与轧机名义直径Do之比，K= (D max Dmin）/ Do15、 D max = （1 + K/2 ) Do S Dmin = （1K/2) Do SD max的作用：作为配辊的依据；Dmin 的作用：提示轧辊何时报废。16、 轧辊平均工作直径：指把轧件出口速度向对应的轧辊直径。17、 上压力：当上轧辊工作直径大于下轧辊工作直径时，轧件向下弯曲； 下压力：当下轧辊工作直径大于上轧辊工作直径时，轧件向上弯曲。18、 孔型中性线：孔型中的一条水平线以孔型中心线为基准，而配置在孔型中并在轧辊中线重合，轧制时不产生上下压力。19、 轧制线：孔型中性线配置到轧辊上就称为轧制线20、 槽底凸度的作用：1、使轧件断面边稍凹，在辊道上运行比较稳定，进入下一道孔型时咬入条件也较好。另外可提高轧槽的使用寿命。2、给翻钢后的孔型增加宽展余地，减少出耳子的危险性；3、保证轧件侧面平直。孔型在轧制面上配置的步骤为：1、画出上下轧辊轴线，并使其间距等于轧辊平均直径D；2、在两个轴线间作一条等分线，及轧辊中线；3、在距轧辊中线x = DK / 4处画出轧制线;4、使孔型中性线与轧制线重合，并画上孔型图；5、注明孔型各部分轧辊直径与尺寸。第二章、延伸孔型设计一、延伸孔型的作用：压缩轧件断面，为成品孔型系统提供合适的红坯，它对钢材轧制的产量、质量有着很大的影响，但对产品最后的形状尺寸影响不大。箱型孔型系统：由平箱和立箱孔型组成，箱型孔型的优缺点：优点：1、沿轧件宽度方向上变形均匀；速度差小，孔型磨损比较均匀，轧辊和变形能量消耗少；2、在同一孔型中，可用调整辊缝的方法得到不同厚度的轧件；也可用在同一孔型中轧制不同厚度的轧件，从而减少换辊次数；3、在同面积的其他孔型相比，孔型轧槽切入轧辊深度较浅，因而轧辊相对的强度较大故可用允许采用较大的变形量；4、轧件表面氧化铁皮易于脱落；5、操作方便，易于实现自动化。缺点：1、由于箱型孔型侧壁斜度较大，孔型中炸出的方形或矩形断面形状不够规整，故不宜用来轧制成品或小断面的钢坯；2、金属在孔型系统轧制过程中只能受两个方向的加工。 相对宽展系数：= b / B b轧后最大宽度； B轧前最大宽度 绝对宽展系数：=b / B b轧后绝对宽展量; B轧前绝对宽展量箱型孔型构成的参数：P29.。椭圆孔型构成参数：P41，宽展系数法P52椭圆圆孔型系统主要优点：1、孔型形状能使轧件从一种断面平滑过渡到另一种断面，从而避免由于剧烈不均匀变形而产生局部应力；2、孔兴中炸出的轧件断面圆滑无棱，冷却均匀，从而消除了因断面温度分布不均匀而引起轧制裂纹的因素；3、孔型形状有利于去除轧件表面氧化铁皮，改善轧件的表面质量；4、需要时刻在延伸孔型中生产成品圆钢，从而减少换辊。主要缺点：1、延伸系数小；2、变形不太均匀；3、轧件在圆孔型中稳定性差，需要借助于导卫装置来提高轧件在孔型中的稳定性；4、圆孔形对来料尺寸波动适应能力差，容易出耳子，故调整要求高.延伸孔型的主要任务是：压缩轧件断面，在保证红坯质量的前提下，用较少的轧制道次、较快的变形速率为成品孔型系统提供符合要求的红坯。选择延伸孔型系统的要求：1、良好的共用性；2、能防止出耳子、择迭、裂纹及轧件端部开裂等缺陷，力求轧件断面上温度巨晕，形状过渡缓和。3、有良好的去除氧化铁皮的能力；4、孔型设计要符合秒流量相等的原则；5、必须与轧机的性能、布置相适应，既能充分发挥设备能力，又要使各机组负荷均匀；6、合理安排过渡孔型 三、宽展系数的分配原则：1、T（温度）降低，f增加，增加；2、轧辊材质：钢铁的 铸铁的（f摩 f。3、轧制断面大小：轧件断面大，取较小；4、轧制速度V增加f减小减小；5、轧件材质：合金钢 普碳钢 第4章 、简单断面型钢孔型设计1、 带直线侧壁圆孔型张）开角比较小，保持增圆度。而带圆弧侧壁斜度圆孔型，能够证圆钢的椭圆度变化最小，调整范围也较大。斜配孔指孔型中心线与轧辊轴线顺轧翻转方向旋转斜配角，使上下轧槽产生不对称的辊径差，结果使轧件产生扭转，从而减轻扭导管的磨损，尾盘操作容易掌握。斜配孔产生翻钢的原因：上下压力作用下产生的2、 螺纹钢（知识要点：P93）筋的型号用它的横断面积相同的圆钢型号来表示3、 螺纹孔型设计的关键是成品前孔的形状和尺寸4、 压下系数的分配原则：1、中、粗孔型在咬入条件、设备强度和电机能力允许的条件下，采用较大的压下系数。2、精轧道次由于钢温降低和受轧辊磨损的限制，为了保证成品的表面质量和几何形状尺寸的精度，压下系数应取下限；3、某些情况下，轧制宽的和中等宽度的扁钢时，压下系数可达2；4、采用同一坯料轧制不同厚度的成品时，以最小成品厚度的品种来分配压下系数，因而对较厚的成品的压下系数，并不是用最大值；5、平轧孔的共用性范围较大，一般厚度共用范围是410mm,最大可达20mm以上,对较厚的产品轧制时某些平轧道次的压下系数显得较小.5、 角钢的孔型系统主要有直腿式和蝶式两种孔型系统,蝶式孔型系统又可以分为开口带立轧孔和闭口式系统两种,蝶孔是轧制角钢的成型孔或变形孔，其作用是压缩轧件断面使之过渡到成品要求的形状和尺寸，蝶式孔中轧出的轧件断面由直线段LH、弯曲段LR和水平段Lb三部分组成6、 当R和LH取得较大时，蝶形孔窄而高，轧件在孔型内轧制稳定，但切槽较深；当R和LH取得较小时，轧件形状扁平，在辊道输送平稳，轧槽较浅，这有利于扩大轧机轧制的产品范围。为了改善其在成品孔型内的稳定性和轧直变形过于急烈的毛病，可以通过采用半闭口成品孔和适当增大成品孔内的压下量来加于克服。7、 各道次蝶形轧件断面形状尺寸过渡的两种方法： 1、第一种方法：此种方法在轧件断面腿厚中心线在各道次的LH、R保持不变，而其顶角均变化的，这给角钢孔型设计和轧辊加工带来麻烦，使轧件在成品孔兴中不太稳定。另外个蝶式孔型中在顶角处均存在弯折变形，往往照成顶角充满不良，必须采用辅助措施来弥补。 2、第二种方法：所有蝶形孔轧件在沿轮廓线的顶角、直线段和弯曲圆弧半径均与假想蝶式断面相同。腿厚中心上的直线段长度随腿厚减薄而增加，弯曲段圆弧半径随腿厚减薄而减薄。这种形状过渡方法可以简化孔型设计计算，方便轧辊加工，并使轧制过程稳定和顶角充满，而且成品腿长波动也相对稳定。8、 内跨圆弧半径确定原则：顶角部分的压下系数大于腿部的压下系数。内跨圆弧半径的影响有：1、影响轧制的稳定性；2、影响顶角充满程度。 第五章、复杂断面孔型设计的一般问题不均匀变形对孔型中金属流动的影响：P137;速度差:P142一般除成品孔和成品前孔外，最好使轧件腿部能无阻碍地自由插入闭口轧槽深度1/2 2/3 ;开口轧槽深度的1/3 1/2.测压:指将开口槽中腿厚的压下量称为测压;形成测压具备的条件是:1、开口腿中才能形成，2、开口腿中必须有侧壁斜度。1、 当腰部压下量大于断面总高度拉缩量时，开、闭腿都有增高；当腰部压下量等于断面总高拉缩量时，则在闭口槽中腿高拉缩，而开口腿可能产生增加，其值约12mm， 第六章、复杂断面孔型设计槽钢孔型设计槽钢采用槽形孔型均为下开口孔型，须采用23个控制孔型，对腿高进行加工。假腿的作用：在肩角部储存一部分金属，1、使轧件肩角部保持较高的温度，2、使其金属流向真腿，保证真腿的增高，轧制槽钢孔型系统通常的直轧、弯腰和大斜度三种孔型系统，各种孔型系统都有开口槽形孔、控制孔、切深孔三种孔型组成。轧制槽钢最好采用异型或矩形坯。槽钢孔型设计方法抓三要素：查冷尺寸、公差选取、冷热尺寸的转换槽钢的断面划分为：腰部、腿部和假腿对光检查：将相邻的两个孔型，按1：1的比例画在透明纸上，并将两孔型图重迭起来观察。检查方法：1、稳定性；2、压缩情况；3、变形情况；4、咬入情况精轧孔型设计三要素：产品尺寸，热膨胀系数，公差选取资料无槽轧制：在初轧机、钢坯连轧机或型线轧机的粗轧、中轧以及部分精轧机架组上，使用不带轧槽或孔型的平辊轧制称为无槽轧制。无孔型轧制的优点：1、无槽轧制是降低辊耗的最佳途径，2、无槽轧制过程中氧化铁皮极易脱落，减少了除磷后的温降损失，以及装置和设备的投入，可以使开轧温度降低30C，减少了轧辊的订货重量，3、由于换槽、换辊次数显著减少，不同规格的坯料可以共用，因而使大换辊次数减少到最低限度；并且，无槽轧制可以避免带孔型轧辊轧制时因轧槽和导卫不对中而引起的故障。4、实现无槽轧制后，可以自由调整轧机负荷，增大轧件变形量，从而减少了轧机数量。5、由于变形阻力降低，因而在同等压下量的情况下，轧制能耗减少约7%；6、由于无槽轧制时，轧制力横向分布均匀，而且非稳定变形区窄，因此轧件头尾缺陷减少，可提高成材率0.4%；7、减少了备用轧机的数量8、可减少轧辊加工机床