型钢孔型设计

【适用】 用于生产小型圆钢（φ5 ～20）
【优点】 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
【缺点】 方轧件在椭孔中变形很不均匀； 轧件断面上可能出现局部附加应力； 孔形磨损严重
10.2 圆钢孔型设计——轧制圆钢的孔型系统
（2）圆—椭圆—圆孔型系统
【优点】 轧件变形和冷却均匀 成品表面质量好 成品尺寸比较精确 共用性较好
10.3 连轧的基本原理
连轧宽展计算 粗中轧机
精轧轧机 采用乌萨托夫斯基公式
10.3 连轧的基本原理
几个标准孔型红坯断面面积的计算 赵松筠、唐文林 《型钢孔型设计（第2版）》第209页到第216页 《小型型钢连轧生产工艺与设备》第176页到第179页
10.3 连轧的基本原理 连轧孔型设计实例
施 在新建时，应根据投资规模和产品结构来确定 辅助设备 飞剪 至少两台(切头事故剪一台，成品分段剪一台) 切头剪的主要作用是切除粗、中轧过程中产生黑头、劈头，以避免其损坏切分孔、
阻塞切分导卫装置 成品分段飞剪将钢材导入和导出的导向装置和飞剪剪刃宽度应认真考虑
10.4 热切分轧制—切分技术所需条件
不稳定，容易产生扭转现象
10.2 圆钢孔型设计——圆钢成品孔型设计
孔型形状构成方法 双半径圆弧法 圆钢成品孔惯用设计方法 不能适应高精度圆钢生产 当孔型磨损后,在 300中心张角所对应的圆周上,圆钢
直径很易超出公差范围 其设计特点造成公差带减小,操作调整范围变窄,成品
尺寸难以控制,使工程能力指数下降 只能满足 702-86标准中的第 3组精度要求
按一般孔型设计方法设计 根据各机架的连轧常数相等确定各机架转速
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10.3 连轧的基本原理
(2)集体传动的线棒材连轧机 1） 根据成品规格确定热轧态成品轧件的断面尺寸、面积和连轧常数 2） 根据轧辊转速和堆拉系数确定各机架孔型中轧件延伸系数和轧后轧件面积 3） 根据各中间方轧件面积确定中间方轧件边长 4） 根据中间方边确定孔型尺寸 5） 按两方夹一扁的设计方法计算扁轧件尺寸 6） 根据扁轧件尺寸确定孔型形状和尺寸 7） 根据各道轧辊和轧件尺寸确定工作直径 8） 计算各架轧机的连轧常数 9） 计算各架轧机间的堆拉系数，与设定值比较，进行修正 10）画出孔型图和配辊图
10.4 热切分轧制—切分技术所需条件
采用切 分轧制 所需条 件
适合采用切分轧制的钢材品种 表面质量要求高的品种不适合（切分连接带控制不好会在成品表面形成折叠痕迹） 尺寸精度要求较高的品种不合适（切分同时轧制出几根钢材间在尺寸和横断面上
存在差异），最适合生产品种是热轧带肋普通低合金建筑钢筋 轧机布置及轧机传动方式和控制水平 在对老厂挖潜改造时，切分轧制在全水平或平立交替排列的连续式轧机上均可实
采用切 分轧制 所需条 件
辅助设备
轧后冷却
先控制冷却后飞剪分段
工艺过程
成品轧机出来的双线钢材分别进入各自单独的水冷器，
在适宜的水冷参数条件下，完成控制冷却过程，接着产品被成品飞剪同时剪切分
段后进入飞剪后辊道
10.4 热切分轧制—切分技术所需条件
特点
产品性能波动小、条形平直、质量稳定（控制冷却的强制水冷过程在成品轧机和 成品飞剪间完成，此时钢材在成品轧机作用下运行速度稳定，钢材沿长度方向所 承受冷却强度基本一致）
在轧钢主要设备相同的条件下，可采用较大断面的原料，或在相同原料断面情 况下减少轧制道次
减少坯料规格，提高小断面轧件产量（采用同一坯料，同样道次数，轧制不同 规格成品）
提高轧机生产率 节约能源 与传统轧制相比，总延伸系数小，轧件短，温降小，变形功小，因此消耗的电
能大幅降低 由于温降小可降低开轧温度，因此可降低燃料消耗 使电机负荷分配合理（设计时按大规格负荷设计，小规格轻负荷运转） 改变孔型结构，变不对称产品为对称产品，改善孔型设计和调整难度 提高经济效益（产量可提高30%，燃料可节约20%～30%，电能可节约15%，
可以减少钢材堵水冷器和窜出等工艺故障（由于钢材运行速度相对稳定，且飞分 段后面对着的是对导向精度要求不高的剪后辊道）
成品轧机至成品飞剪间需要足够空间以安装控制冷动装置 成品飞剪要有充足的剪切力以剪切低温钢材 此工艺较适合于新建连轧线，由于飞剪剪切吨位的增加，建厂投资略有升高
10.4 热切分轧制—切分技术所需条件
在轧制过程中把一根轧件利用孔型切分成二根或二根以上的并联轧件，再 利用切分设备将并联轧件切分成单根轧件
方法
纵切法
圆盘剪切分法 切分轮切分法 导卫板切分法 火焰切分法
在轧制过程中把一根轧件利用切分孔型直接切分成二根或二根以上 的单根轧件，不需切分设备
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
辊切法
10.4 热切分轧制—切分方法及应用
应用
利废切分（废钢轨加热后，在带切分辊环小轧机上生产轨头、轨腰、轨底，然 后再轧成圆钢、角钢、扁钢等）
10.4 热切分轧制—切分方法及应用
应用
型钢切分 将一根轧件轧成并联断面，然后切分成多根轧件。 将不对称断面设计成并联对称断面，轧后切分成两个单根轧件
10.4 热切分轧制—切分方法及应用
应用
线棒材切分（一线变二线，二线变四线；一线变三线，甚至一线变四线） 方坯切分轧制 小连铸坯切分轧制 初轧板坯和连铸板坯切分成方坯
成品孔型设计的一般步骤: 根据终轧温度确定成品断面热尺寸； 考虑负偏差轧制和轧机调整，从热尺寸中减去部分（或全部）负偏差、或加上部分（或全部）
正偏差； 对以上计算出的尺寸和断面形状加以修正。
10.2 圆钢孔型设计
轧制圆钢的孔型系统 圆钢成品孔型设计 圆钢精轧孔型设计
10.2 圆钢孔型设计——轧制圆钢的孔型系统 （1）方—椭圆—圆孔型系统
前滑
10.3 连轧的基本原理
由秒流量的影响因素可知，在实际生产中要保证各机架秒流量绝对相等是 不可能的。为控制连轧过程顺利进行和方便连轧孔型设计，往往忽略前滑。即
为保证稳定轧制，根据连轧机的布置型式、各机架间距离及轧件断面的 大小可采用拉钢或堆钢轧制，常用堆钢或拉钢率表示堆拉钢的程度
Ψ(1)1×100％ 试中、1——顺轧制过程第1架连轧常数
10.2 圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计 方—平箱—立孔（又称万能孔）—椭圆—圆
10.2 圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计 方—平箱—立孔（又称万能孔）—椭圆—圆
10.2 圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计 方—平箱—立孔（又称万能孔）—椭圆—圆
10.2 圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计 方—平箱—立孔（又称万能孔）—椭圆—圆
10.3 连轧的基本原理
10.3 连轧的基本原理
10.3 连轧的基本原理
10.4 热切分轧制—概述
定义
在轧制过程中把一根轧件利用孔型的作用，轧成具有两个或两个以上相同形状的并 联轧件，再利用切分设备或轧辊的辊环将并联轧件沿纵向切分成两个或两个以上的 单根轧件。
10.4 热切分轧制—概述
优点
式中: h、b及l—轧件冷尺寸；、及—轧件热尺寸；t—终轧温度；α—膨胀 系数，对钢通常采用α=0.000012 热断面形状 轧件在成品孔型中轧制时，其断面各部分的温度并不完全一致，在某些条件下，这种温 度差将影响冷却后轧件的断面形状
▪在设计时,应当尽量考虑采用负偏差轧制
10.1 成品孔型设计的一般原则
10.2 圆钢孔型设计——圆钢成品孔型设计
孔型形状构成方法 两侧用切线连结的扩张角法 适应高精度圆钢生产 作图简单,便于制作轧槽样板 其中心张角小,使轧件真圆度提高,轧制时金属超同标准
的部位较少 增加了侧压作用,限制宽展作用增强,有利于控制成品宽
度方向尺寸 轧件充满孔型时,辊缝处斜线直径仍不会超出公差 减少了因孔型磨损后在中心张角300对应圆周上直径超
出公差范围现象
10.2 圆钢孔型设计——圆钢成品孔型设计 孔型构成尺寸设计 双半径圆弧法
hk 2R
10.2 圆钢孔型设计——圆钢成品孔型设计
10.2 圆钢孔型设计——圆钢成品孔型设计 孔型构成尺寸设计 两侧用切线连结的扩张角法
hk 2R
10.2 圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计
方—椭圆—圆孔型系统
型钢孔型设计
第 10章 型钢孔型设计
10.1 成品孔型设计的一般原则 10.2 圆钢孔型设计 10.3 连轧孔型设计 10.4 切分轧制技术 10.5 角钢孔型设计 10.6 工字钢孔型设计 10.7 H型钢孔型设计
10.1 成品孔型设计的一般原则(一)
在设计时,应当考虑轧件的热断面尺寸和形状 热断面尺寸 冷却后轧件尺寸与高温时轧件尺寸间关系为
此精轧孔型中的方孔型与椭孔型的确定步骤： 先确定方孔和椭孔的尺寸 然后确定轧件在成品孔和椭孔中的宽展系数，计算轧件的几何 尺寸 验算充满度
10.2 圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计 方孔和椭孔尺寸确定
10.2 圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计 方—椭圆—圆孔型系统
10.2 圆钢孔型设计——圆钢精轧孔型设计
水和其他吨钢消耗指标有所降低）
10.4 热切分轧制—概述
缺点
切分部位易形成毛刺、折叠 易将钢锭、连铸坯的缩孔、夹杂和偏析暴露到表面，从而形成表面缺陷 剪切后轧件易扭转 提高经济效益（产量可提高30%，燃料可节约20%～30%，电能可节约15%，
水和其他吨钢消耗指标有所降低）
10.4 热切分轧制—切分方法及应用
【缺点】 延伸系数较小 容易出现中心部分疏松
10.2 圆钢孔型设计——轧制圆钢的孔型系统
（4）万能孔型系统 (构成: 方—平箱—立孔（又称万能孔）—椭圆—圆)
【优点】 共用性强 轧件变形均匀 成品表面质量好
【适用】 用于轧制φ18 ～200圆钢。
【缺点】 延伸系数较小，道次多 立轧孔型轧出的等轴断面不够正确，且轧制
方—椭圆—圆孔型系统 轧件尺寸确定