150方坯高线轧制8mm圆钢孔型设计(终)

150方坯高线轧制8m m
圆钢孔型设计(终) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1
辽宁科技大学课程设计说明书
设计题目： 150方坯高线轧制8mm圆钢孔型设计
学院、系： ***
专业班级： ****
学生姓名： ***
指导教师： ***
成绩：
2012 年 12 月 31 日
引言 (4)
1.原料的选择 (5)
1.1.原料种类的选择 (5)
1.2原料尺寸的选择 (5)
1.3原料的质量、规格及尺寸偏差 (5)
2.孔型设计的目的、内容、要求和方法 (6)
2.1设计目的 (6)
2.2孔型设计的内容 (6)
2.4孔型设计的要求 (7)
2.5孔型的设计方法 (7)
3.孔型设计 (8)
3.1孔型设计的一般步骤： (8)
3.2孔型设计系统 (8)
3.2.1延伸孔型系统 (9)
3.2.2精轧孔型系统 (10)
3.3轧件断面尺寸 (12)
3.3.1确定各道次延伸系数 (12)
3.3.2确定各道次轧件的断面面积 (13)
3.3.3定孔型系统中的中间轧件（椭圆或菱形孔）尺寸 (14)
3.4孔型设计计算 (17)
3.4.1精轧孔型设计 (17)
3.4.2延伸孔型设计 (21)
4.校核部分 (30)
4.1校核咬入情况 (30)
4.2轧辊校核 (33)
4.2.1轧制压力的计算 (33)
4.2.2轧制力距计算 (35)
4.2.3轧辊校核 (35)
结语 (39)
致谢 (40)
参考文献 (41)
引言
型钢是经各种塑性加工成形的具有一定断面形状和尺寸的直条实心钢材，是重要的钢材产品之一，它被广泛的应用于国民经济的各个部门，如机械、金属结构、桥梁建筑、汽车、铁路车辆制造等，它都占有不可缺少的地位。

孔型设计是型钢生产中必不可少的步骤之一，孔型设计的合理与否直接影响到产品的质量、轧机的生产能力、产品的成本、劳动条件和劳动强度等。

圆钢属于简单断面型钢的一种，在工业生产中，自然缺少不了孔型设计这一步骤。

轧制圆钢的孔型系统有多种，应根据直径、用途、钢号及轧机形式来选用。

热轧圆钢的直径为5—250mm，圆钢规格以直径表示，直径在85—160mm的圆钢属于大型型钢；直径在38—80mm的圆钢属中型型钢；直径在10—36mm的圆钢属小型型钢；5—9mm的圆钢称为线材又叫盘圆。

国外线材规格已扩大到Φ50mm。

常见线材产品规格直径多为Φ5～Φ13mm，多为圆断面，异型断面线材有椭圆形、方形及螺纹形等，但生产数量很少。

我国是世界上最大的线材生产国，年产量占世界生产总量三分之一以上，线材也是我国第二大钢材生产品种，在国内钢铁产量的比重一直较高。

但由于资金及认识的滞后，我国仅有为数不多的几家线材厂能生产出高档次的线材产品，因此我国有时还需要从国外进口少量帘线钢丝、钢绞线、镀锌钢丝等硬线产品。

高线，即是高速线材，是指用“高速无扭轧机”轧制盘卷，轧制速度在80—160米/秒，每根重量（盘）在1.8—2.5吨，尺寸公差精度高（可达到0.02mm），在轧制过程中可通过调整工艺参数（特别是在冷却线上）来保证产品的不同要求。

钢坯在轧机上通过轧辊的孔槽经过若干道次，被轧成所需断面形状和尺寸。

这些轧辊孔槽的设计称为孔型设计。

孔型设计在型钢中的作用不仅是将钢锭或钢坯在所设计的轧辊孔型中经过若干道次轧制变形，获得所要求的断面形状、尺寸和性能的产品，同时它对产品质量、轧机生产能力、金属消耗、能耗、产品成本和劳动条件等都有直接至关重要的作用。

1.原料的选择
1.1.原料种类的选择
型钢原料分为钢锭、钢坯和连铸钢坯三种。

钢锭由于铸造工艺的限制，一般断面较大，而且为了脱模不可避免地在钢锭长度方向带有锥度，这就造成以钢锭为原料生产线材时的轧制道次多，轧制过程中温降大。

目前，用钢锭作原料直接轧成线材的生产方式已被淘汰。

钢坯经粗轧机开坯轧制而成，其规格范围广、钢种多但并不能消除偏析、缩孔等缺陷且再生产过程中要发生烧损、切头、切尾等。

故轧制钢坯很少用。

采用连铸坯为原料，与采用轧坯相比，金属收得率提高、能耗低、劳动条件改善、生产率提高。

因此本设计原料选用连铸坯。

1.2原料尺寸的选择
坯重一定情况下，选择大断面坯可以缩短坯料长度，但断面过大使轧制道次增加，机架数增加，投资加大。

断面小则长度大。

此次设计的断面尺寸为150mm 2。

坯料长受加热炉宽度限制，一般不超过12m 的加热炉技术较为成熟，加热上限温度较高。

另外从连轧出入口速度考虑，由连轧关系
C V A V A b b f f =⨯=⨯
式中：
f
b A A ,——坯料、成品断面积； f b V V ,——坯料、成品轧制速度。

轧线出口速度对车间生产能力和技术水平起决定作用，出口速度高，可以增大盘重，提高产量。

而且相应提高了入口速度，避免粗轧辊速度低，产生严重热龟裂。

但控制水平要求也相应提高。

考虑先进性和经济性，采用坯料长12m 。

故最终选择150方长12m 的方坯。

1.3原料的质量、规格及尺寸偏差
1. 原料质量
1) 连铸坯表面不得有肉眼可见的裂纹、重皮、结疤、夹杂。

2) 表面不得有深度大于3mm 的划痕、压痕、擦伤、气孔、皱纹、耳子、凸块、凹坑和深度大于2mm 的发纹。

3) 连铸坯横截面不得有缩孔、皮下气泡
2. 原料的规格及尺寸偏差
表1原料的规格及尺寸偏差
钢坯长mm m 012-，总弯曲度小于100mm ，不得有明显的扭转。

2.孔型设计的目的、内容、要求和方法
2.1设计目的
延伸孔型课程设计是轧钢工艺课程的一个重要的教学环节，通过课程设计要求达到以下目的：
1.通过本次课程设计，把在《轧钢工艺学》及《轧制原理》课程中所学得的知识在实际的设计工作中综合地加以运用，使这些知识得到巩固、加深和发展。

2.本次设计是学生在进行了《机械设计基础》课程设计基础上进行的，通过本次课程设计，进一步培养学生对工程设计的独立工作能力，树立正确的设计思想，掌握轧钢工艺设计的基本方法和步骤，为以后进行设计工作打下良好的基础。

2.2孔型设计的内容
孔型设计的内容包括：
（1）断面孔型设计。

根据钢坯和成品的断面形状、尺寸及产品性能的要求，选择孔型系统，确定道次，分配各道次的变形量和设计各孔型的形状和尺寸。

（2）轧辊孔型设计。

根据断面孔型设计，确定孔型在每个机架上的配置方式、数目，轧辊上孔型之间的距离，开槽深浅，以保证轧件能正常轧制，操作方便，具有最高的产量和最佳的产品质量。

（3）轧辊辅件设计：主要是导卫装置设计。

为了保证轧件能顺利稳定地进出孔型，或使轧件能在进出孔型时扭转一定的角度，必须正确地设计导卫装置的形状、尺寸和在轧机上的固定方式。

2.4孔型设计的要求
1)得到符合要求的形状，精确的尺寸，良好的表面质量和内部组织以及力学性能
均佳的优质钢材。

2)充分利用钢的高温塑性，把变形量和不均匀变形量集中在前几个道次，然后随
轧制顺序逐渐减少变形量；
3)采用形状简单的孔型，专用孔型的数量要适当；
4)道次数与翻钢程序及次数要合理；
5)轧件在孔型中的状态应力稳定；
6)生产型钢品种多的型钢轧机，其孔型的共用性应广泛；
7)要考虑轧机的调整。

8)轧制工艺稳定，生产操作简单，轧钢机调整方便，并使轧机具有尽可能高的生
产能力。

9)使轧制能耗和轧辊消耗最低。

10)劳动条件好，安全，便于实现高度机械化、自动化操作。

为达到上述要求，获得最佳的效果，应掌握金属在孔型中的变形规律和孔型设计的方法步骤外，还必须熟悉轧机设备工艺特点和操作习惯，针对具体轧机工艺特点和操作条件进行相应的孔型设计，并在实践中不断改进和完善。

2.5孔型的设计方法
1．中间夹扁法
已知来料和出延伸孔型的断面都是方或者圆等对称面形状，利用延伸孔型系统间隔出方的特点，设计中间方断面，然后再设计每对方间的其它断面2．经验法
在估计各道次变形基本准确的情况下，由前向后或由后向前逐道推出各孔型的尺寸。

其中宽展系数的确定是关键。

对于变形复杂的孔型采用等效或相似或移动体积法等加以变换。

此次设计中就采用中间夹扁法进行设计。

3.孔型设计
3.1孔型设计的一般步骤：
（1）了解产品的技术条件
（2）选择合理的孔型系统。

每种孔型系统各有优缺点，影响到产量，质量，方案对比。

（3）根据坯料与成品（指主要产品）计算总延伸系数
n
F
F
μ
∑
=
，以及轧制
道次
lg/lg
nμμ
∑
=
，并合理分配在各轧机上。

（4）分配延伸系数。

原则:考虑塑性,咬入,辊强,电机,孔型磨损,成型等因素开始道次塑性↑,咬入为主；无铁皮后, 辊径大，延伸为主；高温大压
下，温度下降后，以精确尺寸为主，μ↓。

校核 : μ总=μ1·μ2·μ3·…·μn 。

（5）轧件面积计算
（6）孔型尺寸。

确定圆角,斜度,高度,宽度，按定方插扁的方法分品种求中间扁孔（椭圆或六角孔）尺寸，设计出各个中间孔型
（7）孔型在轧辊上配置，绘制孔型图及轧辊孔型配辊图。

（8）检验校核
（9）轧辊辅件设计
3.2孔型设计系统
生产圆钢的孔型系统一般由延伸孔和精轧孔两部分组成,延伸孔的主要目的是减小轧件断面,并为轧件正确、顺利地进入精轧孔创造良好的条件。

3.2.1延伸孔型系统
延伸孔型系统包括箱形孔型系统、菱-方孔型系统、菱-菱孔型系统、椭圆-方孔型系统、六角-方孔型系统、椭圆-圆孔型系统。

图3-1 箱形孔型系统
箱形孔型系统具有可在同一孔型中轧制多种尺寸不同的轧件，共用性大，可以减少孔数，减少换孔或换辊次数，有利于提高轧机的作业率；在轧件断面相等的条件下，与其他孔型系统的孔型相对比，箱形孔型系统的孔型在轧辊上的切槽较浅，这样相对地提高了轧辊强度，可增大压下量，对轧制大断面的轧件是有利的；在孔型中轧件宽度方向上的变形比较均匀，同时因为孔型中各部分之间的速度差较小，所以孔型的磨损较为均匀，磨损也较少；氧化铁皮易于脱落。

箱形孔型的缺点是有时难以从箱形孔型中轧出几何形状精确的方形或矩形断面的轧件，轧伴断面愈小，这种现象愈严重，因此箱形孔型不适于轧制要求断面形状精确的小轧件。

另外轧件在箱形孔型中只能在一个方向受到压缩，其侧表面不易平直，有时出现皱纹，同时角部的加工也不足。

图3-2 椭圆-圆孔型系统
椭圆-圆孔型系统中变形较为均匀，轧制前后的断面形状过渡缓和，能防止产生局部应力；轧件断面各处冷却均匀；氧化铁皮易于脱落；还可由延伸孔型轧出成品圆钢，减少了轧辊数量和换辊次数。

图3-3 菱-方孔型系统
菱-方孔型系统能轧出四边平直，角部和断面准确的方形断面轧件，且在同一套孔型中能轧出几种不同尺寸的方坯和方钢；轧件在孔型中比较稳定，对于导卫装置要求并不严格。

因此主要用于中小型轧机轧制60×60~80×80mm以下的方坯或方钢，•或作为三辊开坯机的后几个孔型，即用箱形与菱-方孔型组成混合孔型系统。

菱-方孔型系统的缺点是四面受压缩，氧化铁皮不易脱落，影响产品表面质量；菱形轧件角部较尖，冷却较快，而且角部在轧件断面上的部位不能变换，轧制某些合金钢时易出现角部位裂；与箱形孔系统相对比，切入轧槽铰深，影响轧辊强度；轧糟各处工作直径差较大，因此孔型磨损不均。

3.2.2精轧孔型系统
圆钢精轧孔型系统：方-椭-圆孔型系统、圆-椭圆-圆孔型系统、椭圆-立椭圆-椭圆-圆孔型系统、万能孔型系统。

方-椭-圆孔型系统特点：
图3—4 方-椭-圆孔型系统
●延伸系数较大，方轧件在椭圆孔型中可以自动找正，轧制稳
●定；能与其他延伸孔型系统很好衔接。

●方轧件在椭圆孔型中变形不均匀，方孔型切槽深；孔型的共用性差。

利用延伸系数大，广泛应用于小型和线材轧机轧制φ32mm以下的圆钢。

圆-椭圆-圆孔型系统特点:
图3—5 圆-椭-圆孔型系统
轧件变形和冷却均匀，易于去除轧件表面的氧化铁皮，成品表面质量好；便于使用围盘；成品尺寸比较精确；可以从中间圆
孔型轧出多种规格的团钢，共用性好。

延伸系数较小；椭圆件在圆孔中轧制不稳定，需要夹板夹持，否则在圆孔中容易出“耳子”。

应用于小型和线材轧机轧制φ40mm以下的圆钢。

在高速线材轧机的精轧机组，一套孔型可以生产多种规格的线材。

椭圆-立椭圆-椭圆-圆孔型系统特点：
图3—6 椭圆-立椭圆-椭圆-圆孔型系统
轧件变形均匀；易于去除轧件表面氧化铁皮，成品表面质量好；椭圆件在立椭圆孔型中能自动找正，轧制稳定。

延伸系数较小；由于轧件产生反复应力，容易出现中心部分疏松，甚至当钢质不良时会出现轴心裂纹。

一般用于轧制塑性较低的合金钢或小型和线材连轧机上。

万能孔型系统特点：
图3—7 万能孔型系统
各个孔型调整范围宽、灵活、共用性强，可以用一套孔型通过调整轧辊的方法，轧出几种相邻规格的圆钢；
变形均匀，易于去除轧件表面的氧化铁皮，成品表面质量好。

延伸系数较小；不易于使用围盘；立轧孔设计不当时，轧件容易扭转。

适用于轧制φ18—200mm 的圆钢。

3.3轧件断面尺寸
3.3.1确定各道次延伸系数
本设计用150*150mm 的方坯轧制φ8mm 的圆钢 第一步：计算总延伸系数
F0/ Fn=()
2
4150150⨯÷⨯π=447.62
根据本轧机的布置形式和选择的孔型系统，参考有关厂的延伸系数，取平均延伸系数μ=1.4，则轧制道次数为:
14.184.1ln 4150ln ln F ln
ln ln 22
n
0=⨯===πμ
μμF n 总 取18道次 第二步：分品种选择孔型系统分配延伸系数
孔型系统选择为： 矩形箱1 — 方箱2—矩形箱3—方箱4—矩形箱5—方箱6—菱形7— 立方8 —菱形9— 立方10—椭圆11—立方12—椭圆13—圆14—椭圆15—圆16—椭圆17—圆18
整个孔型系统可分为粗轧、中轧和精轧三部分。

粗轧孔型系统：采用箱型孔型系统解决开花头子问题，以及有利于去除表面在加热时形成的一次氧化铁皮。

中轧孔型系统：采用菱--方孔型系统，产品断面尺寸精确，夹持作用好、轧制稳定、调整操作方便、导卫要求不严，延伸系数较大（相对于相同面积孔型）。

精轧孔型系统：对合金钢采用椭圆—圆孔型系统，这是因为虽然延伸系数小，但变形缓和能保证产品质量。

表3--1
由n 321μμμμμ⨯⨯⨯⨯=∑ 求出最后一道次的延伸系数28.118=μ
3.3.2确定各道次轧件的断面面积 求各道次方或圆的孔型尺寸
因为：n
n F F F F F F F F 1322110n 321-∑⨯⨯⨯⨯=
⨯⨯⨯⨯= μμμμμ 所以：方形轧件断面尺寸：断面面积 F i =F i-2 ÷ 1()i i μμ-⨯
断面边长
i a =
可得：F 2=13314.0mm 2 , a 2=115.4mm 同理计算出其它方形轧件断面尺寸，见下表：
i i-21i i - 断面半径r i =
π
i
F
可得：F 14=164.3 mm 2 , r 14=7.2mm,同理计算出其它圆形轧件断面尺寸，间下表：
i i-1i F1=F 0/1μ=150*150/1.3=17308.0mm 2 同理可得其他断面面积，见下表：
3.3.3定孔型系统中的中间轧件（椭圆或菱形孔）尺寸
中间轧件是指前后两个方（圆）件之间的轧件，可为矩形、菱形、六角形、椭圆等，且所指的中间轧件断面尺寸是指最高和最宽处尺寸。

中间轧件尺寸的确定方法： 1. 箱形孔型（中间轧件为矩形），如图所示
，联解得：
2. 中间轧件为椭圆时（如图所示）：
3. 中间轧件为菱形时（如图所示）
4. 根据圆夹椭来计算轧件尺寸
由
()()010d b h d -=-β
()()h d d b -=-2β 其中： ()()[]
(
)1
11
2
1
1
02
1-+-+=
βββββd d b
()()[]()
111212120-+-+=βββββd d h ，
其中：1β--轧件在椭圆孔型中的宽展系数，一般取1β=0.5~0.9, 2β--轧件在圆孔型中的宽展系数,一般取2β=0.26~0.4。

do 为椭圆前圆轧件直径。

d 为椭圆后圆轧件直径。

5. 由方-圆夹椭方法计算轧件尺寸：
h a a b t --=
β d b h
d y --=
β
其中：()y t y
t t d d a b ββββββ---+=
11t ，
()y
t y
t y y a a d h ββββββ---+=
11；
a 为方轧件的边长，d 为圆轧件的直径
t β为椭圆孔型内的宽展系数，y β为圆孔型中的宽展系数 公式中各符号的准确意义：
z
β、
a
β──中间孔型内和下一孔型内的线宽展系数; hz 、bz――中间轧件的最高和
最宽处尺寸（轧件尺寸）；
b A 、h A 、b a 、h a ――方件在孔型中的最高和最宽处尺寸，是轧件尺寸，非孔型尺寸，可取边长的1.2倍。

当中间孔为菱形时，为简化计算，均以尖角处的尺寸为准，这样，hz 、bz 、b A 、h A 、b a 、h a 均为对角线尺寸。

由宽展系数和中间轧件尺寸的确定方法可得中间轧件尺寸如下：
3.4孔型设计计算
3.4.1精轧孔型设计
1．成品孔型设计
圆钢成品孔型是圆钢成品孔型设计的好坏直接影响到成品的尺寸精度、轧机调整和孔型寿命。

设计圆钢成品孔型时，一般应考虑到使椭圆度变化最小，并且能充分利用所允许的偏差范围，即能保证调整范围最大。

为了减少过充满和便于调整，圆钢成品孔型的形状采用带有扩张角的圆形孔。

目前广泛采用的成品孔构成方法有两种，一种是双半径圆弧法，另一种是由孔型两侧用切线连结的扩张角法，如图3—1所示。

双半径圆弧法长期以来是圆钢成品孔惯用的设计方法，但随着对圆钢产品质量要求的提高，这种方法不适应高精度圆钢的生产，因为这种成品孔的设计造成公差带减少，调整范围变窄，成品尺寸难以控制。

由孔型两侧用切线连结的扩张角法具有的优点是：
1.作图简单，便于制作轧槽样板；
2.其中心张角比较小，使轧件的真圆度提高，轧制时金属超出标准圆的部位比
较少；
3.增大了测压作用，使限制轧件宽展的作用加强，更有利于控制成品宽度方向
的尺寸；
4.轧件充满孔型时，辊缝斜线直径仍不会超出公差范围；
5.可以减少因孔型磨损后在中心张角30°对应的圆周上直径超出公差范围的现
象。

因此本设计中采用由孔型两侧用切线连结的扩张角法。

成品孔型的高度H k为：
H k=[d-(0~1.0)Δ_](1.007~1.02)
式中：d为圆钢的公称直径或称为标准直径，mm；
Δ_为负公差，mm;
1.007~1.02为热膨胀系数，其具体数值根据终轧温度和钢种而定，各种钢可取为：
成品孔的宽度B k=[d+(0.5~1.0)Δ+](1.007~1.02)
式中：Δ+为正公差，mm。

辊缝S可根据所轧圆钢直径d按下表选取，外圆角半径r=0.5~1毫米
圆钢成品孔辊缝s与d的关系
成品孔的扩张角θ，一般可取为=20°~30°，但总是小于θ=30°，θ
=
k
k
k
k
B
s
B
s
B
H
arctan
)
(
1
cos
arc
2
+
+
从而：按照国家标准GB702—72，直径为8mm圆钢的允许偏差为±0.25，因而
成品孔型直径为8mm的圆钢：
H k=[d-(0~1.0)Δ-]⨯1.015=[8-0.25]⨯1.015=7.9 R=H k/2=3.95
B k=[d+(0.5~1.0)Δ+]⨯1.015=[8+0.25]⨯1.015=8.4
圆钢成品孔辊缝S和d0的关系
则：θ=ρ+α
=
k
k
k
k
B
s
B
s
B
H
arctan
)
(
1
cos
arc
2
+
+
=
4.8
0.1
arctan
)
4.8
0.1
(
1
4.8
9.7
cos
arc
2
+
+
=27.7º
外圆半径：r=1
孔型如下图：
2.圆钢成品前孔的构成
椭圆的成品前孔是椭圆孔型，用绝对宽展系数计算法确定成品前圆孔。

B k=A+ ß2△h2=(A(1+ ß2)- d0ß2(1+ ß1))/(1- ß1 ß2)
式中：A为K3孔的方坯或圆坯直径；
ß1为成品孔的绝对宽展系数，见下表。

ß2为椭圆孔型的绝对宽展系数，见下表。

△h2为椭圆孔型K2的压下量。

轧件在椭圆-圆精轧孔型中的宽展系数
k01101k0011k
式中：d0为成品孔直径；
△h1为成品孔压下量。

从而：
取ß1=0.4；ß2=0.8，并前面求得r=5.3mm
B k= (A(1+ ß2)- d0ß2(1+ ß1))/(1- ß1 ß2)
= (10.6(1+ 0.8)-8*0.8*(1+ 0.4))/(1- 0.4*0.8)
=14.9
h k= d0(1+ ß1)- ß1b k
=8*(1+0.4)- 0.4*14.9
=5.2
因为S=（0.2—0.3）h k=0.9—13.5mm
取辊缝S=1.2mm，椭圆半径R为：
R=((h k)2+(B k)2)/4(h k-S)=(5.22+14.92)/4*(5.2-1.2)=15.6 槽口圆角为r=1.0—1.5mm,取r=1.0mm
孔型如下图：
3.成品再前孔确定
圆-椭圆-圆精轧孔型系统成品再前孔为圆孔。

基圆直径：
● 当圆钢的直径d 0=8—12时，D 3=H 3=（1.18—1.22）d 0 ● 当圆钢的直径d 0=13—30时，D 3= H 3=（1.21—1.26）d 0 式中:d 0为成品圆钢直径；
孔型宽度：b k3=(1.15—1.28) D 3
从而：D 3= H 3=（1.18—1.22）d 0=1.2*8=9.6mm
b k3=(1.15—1.28) d 0=1.25*8=10.0mm 取辊缝S=1.5m θ=ρ+α
= k
k
k k
B s B s B H arctan
)(
1cos arc 2++
= 0
.105
.1arctan
)0
.105.1(
10.106.9cos
arc 2
++ =26.8º 孔型如下图：
下面根据延伸孔各道次的轧件尺寸，再根据以下各表来求延伸孔各道次的孔型尺寸：
1.箱形孔的构成
①扁箱形孔型（矩形孔）
参数名称及
单位
关系式说明
孔型高度（mm）h
k
=h
轧件=h z
，B—来料宽
y=10--25%
D--轧辊名
义直径
孔型槽底宽度（mm）
k
b=B-(0--6)
孔型槽口宽度（mm）B
K
=b
z
+Δ=B=Δb+Δ，Δ=5--12，Δb=βΔh
孔型侧壁斜
度y=
s h
b B
k k
-
-
孔型槽底圆角半径（mm）R=(0.1--0.2)h
K
孔型槽口圆角半径（mm）r=(0.05--0.15)h
K
辊缝（mm）S=(0.012--0.02)D0或按轧机弹跳值选，大中
型开坯机：S=8--15，小型开坯机：S=5--10。

轧槽底凸值
（mm）
f=0—6
②方箱形孔型
2.立方孔型的构成
由于两条对角线上轧件的温度、温降及轧辊的磨损不一致，孔型构成高度应稍小于构成宽度，即h=(1.4～1.41)a ，b=(1.41～1.42)a ，相当于顶角为90°30′。

参数名称及单位 关 系 式 说明
方孔对角高度（mm ） h=(1.4～1.41)a a —方轧件边长
方孔对角宽度（mm ） b=(1.41～1.42)a 孔型高度（mm ） h k =h-0.828R 轧槽宽度（mm ） B k =b-s
孔型圆角半径（mm ） R=(0.1～0.2)h ，r=(0.1～0.35)h 辊缝（mm ） s=0.1a
3.菱形孔的构成
为了简化计算，将前面计算出的菱形轧件尺寸看成是孔型尖角处的尺寸: 参数名称及单位 关 系 式
说明
孔型高度（mm ）
)1)(1(2h 2
k -+-=b
h
R h
h=hz ，b=bz （h 、
轧槽宽度（mm）B k(b k)=b(1-S/h) b――孔型构成尺寸）
a—方轧件边长
tan(ß /2)=h/b
菱形边长（mm）h k=h-0.828R
孔型顶角α＝180°- ß
孔型圆角半径
（mm）
R＝（0.1～0.2）h，r=(0.1～0.35)h
辊缝（mm）S=(0.1～0.2)hz（或按弹跳情况
选取）
校核时，若发现bz＞B k，则要修改孔型，取B k＝（1.088～1.11）bz，即相当于充满度为0.9～0.92(δ=bz/B K)。

4．椭圆孔的构成
参数名称及单位关系式说明
孔型高度（mm）h k=hz hz,bz――孔型构成
尺寸
轧槽宽度（mm）B k=(1.088～1.11)bz
槽口圆角半径
（mm）
r=(0.08～0.12)B
k
椭圆半径（mm）
)
(4
)
(2
2
s
h
B
s
h
R
k
k
k
-
+
-
=
辊缝（mm）s=(0.2～0.3)h k
5．圆孔型的构成
参数名称及单位关系式说明
孔型高度（mm）h k=d d—圆孔直径孔型宽度（mm）B k=2R+Δ，Δ=1--4
孔型半径（mm）R=d/2
孔型外圆角半径（mm）r=1.5—5.0
直线侧壁斜度圆孔型切点对应
的扩张角
θ
=
k
k
k
k
B
s
B
s
B
H
arctan
)
(
1
cos
arc
2
+
+
辊缝（mm）s=（0.01—0.15）h k 将数据带入相应上面各表，求得各延伸孔的孔型尺寸为：
道次孔型h b
⨯h k k b k B S R rθy
1 矩形
箱
103.9*161.5 103.9 156.0 170.0 7.0 20.0 10.0 14.5%
2 方箱115.4 115.4 110.0 123.0 6.0 20.0 10.0 11.9%
3 矩形
箱
75.0*127.5 75.0 125.0 137.0 7.0 15.0 8.0 17.7%
各孔型如下图
4.1咬入校核
1. 粗轧，中轧工作辊径的确定 箱形孔：h
D D 85.0g -=
01
.1)33.1(⨯-=h D D g 椭圆孔：
方，菱孔 ：D g =D-F/B 式中：
g
D 为轧辊工作直径
D 为辊环直径 h 为孔型高度
F —孔件面积 B —孔件宽度
2.预精轧，精轧工作辊径的确定
椭圆孔：01
.1)33.1(⨯-=h D D g
圆孔：01
.1)35.1(⨯-=h D D g
式中：
g
D 为轧辊工作直径
D 为辊环直径 h 为孔型高度
根据以上公式计算工作辊直径（此次选取粗轧机轧辊直径为500mm ，中轧机轧辊直径为400mm,精轧机轧辊直径为300mm ）如下表
式中：Δh —道次压下量，mm D —轧辊工作辊径,mm
又因为摩擦系数f=k 1k 2k 3（1.05-0.0005t ）
式中：k 1：轧辊材质与表面状态影响系数，钢辊为1，铁辊为0.8 k 2：轧制速度影响系数。

k 3：轧件化学成分的影响系数。

t ：轧制温度，C º。

对于铸钢辊和表面粗糙钢棍：f= 1.05-0.0005t
对冷硬铸钢棍和表面光滑钢轧辊：f=0.8（1.05-0.0005t ） 对研磨钢轧辊：f=0.55（1.05-0.0005t ） 由于是铸钢辊，因此f= 1.05-0.0005t
因为S ·爱克隆德公式使用范围：轧件温度大于等于800℃，轧件材质为碳钢（其化学成分中Mn 不超过1％及Cr 不超过2～3％），轧制速度不超过20m/s 。

由于高线轧制的工艺特性，轧制过程中的温度难以用公式来计算。

所以，在此以同类车间生产实际中采集的数据来大概确定各道次的温度，详见下表
极限咬入条件为：α≤arctanf=β
4.2轧辊校核
在完成某个新产品的孔型设计时，或对轧机进行技术改造时，必须对轧辊强度验算以判定工艺规程设计的合理性。

根据前面的配辊情况可知，每架轧机的轧辊都有多个轧槽，由各个轧槽过钢时，轧制压力及轧制力矩均相同，且根据材料力学的有关知识可知：当中间轧槽过钢时，轧辊危险面的弯矩最大，轧辊最危险。

在型钢生产中，通常把轧辊上的轧制力当成是集中力来看待。

4.2.1轧制压力的计算
1、计算单位轧制压力，采用艾克隆德公式
()()ημ++=k m P 1
式中：m —外摩擦影响系数，h
H h
h R f m +∆-∆=
2.16.1
其中：f —轧件与轧辊间的摩擦系数，由咬入校核知 f=1.05-0.0005t
R —轧辊的工作半径 Δh —每道次的平均压下量 H , h--坯料轧前后的平均高度 k —静压力下单位变形抗力，为
k=()()%3.0%%4.101.0148.9r n C M C t ⨯+++-⨯ Mpa 其中：C 、
r
n C M 、为碳、锰、铬的含量，采用45号钢。

η--被轧钢材的粘度系数，经验式为η=0. 1×(14-0.01t) c N.s/mm 2
其中：t —轧制温度 c —轧制速度系数 轧制速度的选取见下表
μ--平均变形速度，h H R
h v +∆=
2μ
其中：v —轧件速度即为平均工作辊径的线速度 轧辊速度分配(连轧常数) 确定最后架即18架轧制速度18
v =20m/s,忽略前滑与推拉的影响，
连轧常数 C=
18F 18
v =50.3×20=1006.0
s m mm •2 [3]p201 由公式
i
F C v =，求出各道次轧件的线速度（单位：m/s ）
11F C v ==1006.0/17308=0.1，同理计算其他道次轧件速度。

见下表
按公式：
h R b
B F ∆⨯+=
2，
其中：F —接触平均面积 B 、b —轧件来料宽、轧出宽 计算数据如下表。