孔型设计对棒材连轧稳定性的影响_潘露
型钢孔型设计课程设计
目录 摘要 (1) 第一章孔型系统的选择 (1) 1.1箱形孔型系统 (1) 1.2菱-方孔型系统 (1) 1.3椭-方孔型系统 (1) 1.4椭-圆孔型系统 (2) 1.5六角-方孔型系统 (2) 1.6方-椭圆-圆孔型系统 (2) 1.7圆-椭圆-圆孔型系统 (2) 1.8椭圆-立椭圆-椭圆-圆孔型系统 (2) 1.9选择孔型系统 (2) 第二章轧制道次和轧件尺寸计算 (3) 2.1轧制道次的确定和分配 (3) 2.1.1 轧制道次确定 (3) 2.1.2延伸系数分配 (3) 2.2延伸孔型的计算 (3) 2.2.1确定各方形断面尺寸 (3) 2.2.2确定各中间扁轧件的断面尺寸 (4) 第三章精轧孔型的设计 (8) 3.1 成品孔尺寸计算 (8) 3.2成品前椭圆孔型尺寸计算 (8) 3.2椭圆孔前圆孔计算 (9) 第四章延伸孔型的设计 (10) 4.1矩形-方箱孔型 (10) 4.3 六角-方孔型 (11) 4.4 椭圆-方孔型 (12) 4.5椭圆-圆孔型 (13) 总结 (16) 参考文献 (15) 附表 (16)
摘要 型钢是钢铁产品的主要品种之一，广泛运用于农业、交通运输业、制造业和建筑业等行业。型钢孔型设计的好坏直接影响型钢产品的质量和成本，关系到轧机产量和工人的操作条件。因此孔型设计一直被各钢铁厂的轧钢技术人员所重视。但是型钢孔型设计的经验性较强，特别是复杂断面的型钢。 本设计主要对生活生产中常用的简单型钢的生产进行型钢的孔型设计。在设计过程中本设计参考型钢孔型设计的相关资料，按照选择孔型系统到延伸孔和精轧孔型的设计和相关孔型参数计算的顺序进行设计。本设计共分四章对孔型系统设计进行较详细的阐述，其中第一章主要介绍各种孔型系统的主要优缺点，利用其主要应用场合结合本设计的相关要求选择相应的孔型系统。第二章介绍轧制道次的分配和各道次延伸率的确定然后根据成品圆钢的尺寸反推出各道次轧件的尺寸。第三章内容主要介绍精轧孔孔型尺寸计算过程以及各孔型的充满程度。第四章依次计算9道次粗轧过程延伸孔型相关参数的计算和充满程度计算，根据计算结果编写孔型相关参数表，利用CAD绘图软件绘出各孔型图。 关键词：型钢，圆钢，孔型设计，轧制
螺纹钢轧制孔型设计
φ螺纹钢轧制孔型设计 14mm 1、概述 1．1 总述 螺纹钢是热轧带肋钢筋的俗称。螺纹钢其牌号由HRB和牌号的屈服点最小值构成。H、R、B分别为热轧（Hotrolled）、带肋（Ribbed）、钢筋（Bars）三个词的英文首位字母。热轧带肋钢筋分为HRB335（老牌号为20MnSi）、HRB400（老牌号为20MnSiV、20MnSiNb、20Mnti）、HRB500三个牌号。 主要用途：广泛用于房屋、桥梁、道路等土建工程建设。 主要产地：螺纹钢的生产厂家在我国主要分布在华北和东北，华北地区如首钢、唐钢、宣钢、承钢等，东北地区如西林、北台、抚钢等，这两个地区约占螺纹钢总产量50%以上。 螺纹钢与光圆钢筋的区别是表面带有纵肋和横肋，通常带有二道纵肋和沿长度方向均匀分布的横肋。螺纹钢属于小型型钢钢材，主要用于钢筋混凝土建筑构件的骨架。在使用中要求有一定的机械强度、弯曲变形性能及工艺焊接性能。生产螺纹钢的原料钢坯为经镇静熔炼处理的碳素结构钢 []1 或低合金结构钢，成品钢筋为热轧成形、正火或热轧状态交货。 1．2 种类 螺纹钢常用的分类方法有两种：一是以几何形状分类，根据横肋的截面形状及肋的间距不同进行分类或分型，如英国标准（ＢＳ４４４９）中，将螺纹钢分为Ⅰ型、Ⅱ型。这种分类方式主要反应螺纹钢的握紧性能。二是以性能分类（级），例如我国标准（ＧＢ１４９９）中，按强度级别（屈服点/抗拉强度）将螺纹钢分为３个等级；日本工业标准（ＪＩＳＧ３１１２）中，按综合性能将螺纹钢分为５个种类；英国标准（ＢＳ４４６１）
中，也规定了螺纹钢性能试验的若干等级。此外还可按用途对螺纹钢进行分类，如分为钢筋混凝土用普通钢筋及予应力钢筋混凝土用热处理钢筋[]2 等。 1．3 出口情况 螺纹钢是中型以上建筑构件必须用钢材，我国每年都有一定进口批量。主要生产国和地区为日本、西欧。出口螺纹钢的数量近年有所增长，国内主要出口生产厂家为北京、天津、上海、武汉、四川、辽宁等省市的钢铁企业。输往地区主要为港澳及东南亚地区。 进口螺纹钢的横肋几何形状主要为普通方形螺纹或普通斜方形螺纹。国产螺纹钢的横肋几何形状主要有螺旋形、人字形、月牙形三种。 螺纹钢的定货原则一般是在满足工程设计所需握紧性能要求的基础上， []3 以机械工艺性能或机械强度指标为主。 1．4 规格及外观质量 （１）规格：螺纹钢的规格要求应在进出口贸易合同中列明。一般应包括标准的牌号（种类代号）、钢筋的公称直径、公称重量（质量）、规定长度及上述指标的允差值等各项。我国标准推荐公称直径为８、１０、１２、１６、２０、４０ｍｍ的螺纹钢系列。供货长度分定尺和倍尺二种。我国出口螺纹钢定尺选择范围为６～１２ｍ，日本产螺纹钢定尺选择范围为３.５～１０ｍ。 （２）外观质量：①表面质量。有关标准中对螺纹钢的表面质量作了规定，要求端头应切得平直，表面不得有裂缝、结疤和折迭，不得存在使用上有害的缺陷等；②外形尺寸偏差允许值。螺纹钢的弯曲度及钢筋几何形状的要求在有关标准中作了规定。如我国标准规定，直条钢筋的弯曲度 []4 不大于６ｍｍ/ｍ，总弯曲度不大于钢筋总长度的０.６%。 2、生产状况
冷床技术规格书
冷床 1、设备使用环境及条件 环境温度：-20 — + 40 C 相对湿度： 工作环境：不适用于易燃易爆海拔高度：+108 m 2、技术要求 2.1来料方向：左进料，见冷床区设备平面布置图 1 —成品轧机 2 —成品飞剪 3 —加速辊道 4 —步进式冷床 5 —冷剪 6 —定尺机 2.2技术参数 2..2.1 加速辊道 辊径：①188mm,辊身长度：190mm,辊距：1200mm,传动型式：单机传动，变频调速，不可逆；辊子线速度： 4.5~20m/s,辊道长：?30000mm,电 动机：YVPG100L2-4 , 2.2KW, 1500rpm, AC380V ,每台电机尾部带轴流风机： 125FZY2 —S, 25W, 220V, 50HZ，最后6个辊子按1° ~12°倾斜安装。数量： 24台。 2.2.2步进式冷床 (1)用途：布置在轧机后面，用于型钢和棒材成品的冷却。冷却成品规格① 10?40mm螺纹钢，①10?50mm圆钢。钢种为普碳钢、优碳钢、低合金钢， 最大成品速度16m/s,年产能力60万吨。 (2)型式为齿条步进式，床面有效尺寸96000X 9500mm,允许钢材最大长度90m, 齿节距100 mm,齿条厚度18mm,静齿条间距300/600mm,动齿条间距 300/600mm。 (3)输入辊道：辊径①188mm,辊长190mm,辊距1200mm,倾角12°,传动型式单 机驱动，变频调速，不可逆，辊子线速度 4.5~20m/s (max), 电 动机YVPG100L2-4 , 2.2KW, 1500rpm，每台电机尾部带轴流风机125FZY2 —S, 25W, 220V, 50HZ，数量115 台；6 个自由辊。 (4)拨入机构：拨入块宽度150m m,拨入块长度138m，拨入块与水平夹角35°,
材料科学与工程学院材料成型及控制工程(080203)专业人才
材料科学与工程学院 材料成型及控制工程(080203)专业人才培养方案 一、专业简介及培养目标 (1)专业简介：材料成型及控制工程专业创办于2006年，2007年开始招收本科生，从属的材料科学与工程学科是江西省"九五"至"十二五"重点学科，江西省第一、第二批示范硕士点,是学校博士点建设支撑学科单位。经过多年的建设，已形成年龄结构合理、学历层次有序的教学科研队伍，现教研室有专兼职教师12人，江西省学科带头人及骨干教师3人。材料成型及控制工程专业立足于服务钢铁、钨、铜铝等金属材料固态、液态成型领域产业，形成了材料设计与组织性能控制理论及应用的特色研究方向。毕业生就业形势良好，面向南京钢铁、新余钢铁、萍钢、沙钢、江铃、江钨、江铜等大型企业输送了大量优秀毕业生。 (2)专业培养目标：本专业培养具备以钢铁、钨、铜铝等金属为背景的材料成型及控制工程有关的基础知识与应用能力，能够从事与钢铁、钨、铜铝等材料固态及液态成型相关领域的科学研究、技术开发、工艺设计、生产技术管理等方面的工作，适应市场经济发展的富有创新精神和创新意识，具有深厚人文素养的应用型、复合型、技能型的高级工程技术人才。 二、专业培养标准 1．掌握材料成型及控制工程专业及相关领域所需的学科基础知识，具备良好的政治素养、人文素养和科学精神，并能够熟练应用一门外语和计算机。 1.1掌握从事工程技术工作所需的数学、物理知识的能力。 1.2 具备良好的政治素养、人文精神和科学精神, 能够在材料成型实践中理解并遵守材料成型职业道德和规范，履行责任。 1.3熟练掌握一门外语, 具有跨文化交流、竞争和合作能力。 1.4具备利用计算机解决复杂工程问题的能力。 2.具备扎实的材料成型及控制工程专业核心知识、专业技能以及分析、研究、解决复杂的工程实际问题的能力，能承担企业高级工程技术岗位的要求。具有从事与本专业有关的产品与工艺研究、设计、开发和生产组织与管理的能力。 2.1掌握金属材料及其成型理论学科基础知识，具有分析、判断和解决材料学科中的工程问题的能力。 2.2掌握钢铁材料制备基础知识，具有制定钢铁材料生产关键工艺参数的能力。 2.3掌握金属材料固态成型原理、工艺及设备，具有模具设计与开发、设备选型和参数制定的能力。
孔型设计
孔型设计：将钢锭或钢坯在连续变化的轧辊孔型中进行轧制，已获得所需的断面形状、尺寸和性能的产品，为此而进行的设计和计算工作孔型设计。 孔型设计的内容：a断面孔型设计。根据原料和成品的断面形状和尺寸及对产品性能的要求，确定孔型系统，轧制道次和各道次的变形量，以及各道次的孔型形状和尺寸b轧辊孔型设计也称配辊。确定孔型在各机架上的分配及其在轧辊上的配置方式，以保证轧件能正常轧制，操作方便，成品质量好和轧机产量高c轧辊辅件设计。即导卫或诱导装置的设计。诱导装置应保证轧件能按照所要求的状态进、出孔型，或者使轧件在孔型以外发生一定的变形，或者对轧件起矫正或翻转作用等。 孔型设计的要求：a保证获得优质产品。所轧产品除断面形状正确和断面尺寸在允许偏差范围之内外，表面应光洁，金属内部的残余应力小，金相组织和力学性能良好。b保证轧机生产率高。轧机的生产率决定轧机的小时产量和作业率。影响轧机小时产量的主要因素是轧制道次数及其在各机架上的分配，对橫列式轧机来说，在一般情况下，轧制道次数愈少愈好。对连轧机来说，则应加大坯重，提高轧速，缩短轧制节奏时间，提高小时产量。影响轧机作业率的主要因素是孔型系统，孔型和轧辊辅件的共用性。c保证产品成本最低。为了降低生产成本，必须降低各种消耗。由于金属消耗在成本中占主要部分，故提高成材率是降低成本的关键。因此，孔型设计应保证轧制过程进行顺利，便于调整、减少切损和降低废品率；在无特殊要求情况下，尽可能按负偏差进行轧制。同时，合理的孔型设计也应保证减少轧辊和电能的消耗d保证劳动条件好。孔型设计时除考虑安全生产外，还应考虑轧制过程易于实现机械化和自动化，轧制稳定，便于调整，轧辊辅件坚固耐用，装卸容易。 各道次变形量的分配：a金属的塑性。大量研究表明，金属的塑性一般/成为限制变形的因素。对于某些合金钢锭，在未被加工前，其塑性较差，因此要求前几次的变形量要小些。b咬入条件。在许多情况下咬人条件是限制道次变形量的主要因素，例如在初轧机、钢坯轧机和型钢轧机的开坯道次，此时轧件温度高，轧件表面常附着氧化铁皮，故摩擦系数较低，所以选择这些道次的变形量时要进行咬人验算。c轧辊强度和电机能力。在轧件很宽而且轧槽切人轧辊很深时（如异型孔型），轧辊强度对道次变形量也起限制作用。在一般情况下轧辊工作直径应不小于辊脖直径，在新建轧机上, 一般电机能力是足够的，仅在老轧机上，电机能力往往限制着道次的变形量。d孔型的磨损。在轧制过程中，由于摩擦力的存在，孔型不断磨损。变形量越大，孔型磨损越快。孔型的磨损直接影响到成品尺寸的精确度和表面粗糙度。同时，孔型的磨损会增加换孔换辊时问，影响轧机产量。成品尺寸的精确度和表面粗糙度主要取决于最后几道，所以成品道次和成品前道次的变形量应取小些。 孔型：由两个或两个以上的轧槽在通过轧辊轴线的平面上所构成的孔洞称为孔型。 孔型的分类：根据孔型的形状、用途及在轧辊上的切削方式可对孔型进行分类。a按孔型形状可以把所有孔型分为简单断面和异型断面两大类。也可按孔型的直观外形分为圆.方.箱.菱.椭圆.六角.扁.工字.轨形以及碟式孔型等。b按用途分类：根据孔型在变形过程中的作用可分为i开坯或延伸孔型,这种孔型的任务是把钢锭或钢坯断面减小。常用孔型有箱型孔.菱形孔.方形孔.椭圆孔.六角孔。ii顶轧或毛坯轧型.任务是在继续减小轧件断面的同时并使轧件断面逐渐成为与成品相似的雏形.iii成品前或精轧前孔型.它是成品孔型前面的一个孔型，是为在成品孔型中轧出合格产品做准备。iv成品或精轧孔型。它是一套孔型系统的最后一个孔型，它的作用是对轧件进行精加工，并使轧件具有成品所要求的断面形状和尺寸c按其在轧辊车上的车削方式分类：i轧辊辊缝s在孔型周边上的称为开口孔型ii轧辊辊缝s在孔型周边之外的称为闭口孔型iii半开(闭)口孔型也称控制孔型。 孔型的组成及各部分作用：a辊缝：s=轧机空转时上下辊环间距和轧辊的弹跳。在轧制过程中除轧件产生塑性变形外，工件机架各部分由于受轧件变形抗力的作用将产生弹性变形。弹性变形由(轧辊的弯曲和径向压缩；牌坊立柱的拉伸：牌坊上下横梁的弯曲；压下螺丝,轴承,轴瓦的压缩)组成，以上弹性变形的总和称为轧辊的弹跳，简称辊跳。作用：为获得精确地断面形状和尺寸，孔型设计必须在轧辊之间留有辊缝，使两个轧槽的深度与辊缝之和等于孔型的总高度。调整辊缝值的大小可以改变孔型尺寸，增大辊缝值可以相对减少轧槽可入深度，提高轧辊强度，增加轧辊的允许重车次数，延长轧辊使用寿命；简化轧机调整，当孔型磨损时，可以用减小辊缝的方式使孔型恢复原来的高度b孔型侧壁斜度：孔型的侧壁对轧辊轴线垂直线倾斜程度。作用：使轧件方便和正确地喂入孔型;使轧件容易脱槽;可调整孔型的充满程度,防止出耳子;轧辊重车时, 可恢复孔型的原来形状及尺寸c孔型的圆角：除特殊要求外，孔型的角部很少用折线一般都做成圆角。作用：i内圆角（槽底圆角），可防止轧件脚步的急剧冷却，可使槽底的应力集中减小，增加轧辊强度；通过改变内圆角可改变孔型实际面积尺寸，从而改变轧件在孔型中的变形量和孔型充满程度，对轧件的局部加工起一定作用ii外圆角（槽口圆角），当轧件进入孔型不正时，外圆角可防止轧件的一侧受辊环切割，及刮铁丝的现象；当轧件在孔型中略有充满时，即出现“耳子”，外圆角可使耳子处避免尖锐的折线，可防止轧机继续轧制时形成折叠；异型孔型，增大外圆角半径可使轧辊的局部应力集中减少，增加轧辊强度d锁口：在闭口孔型中为了控制轧件的断面形状,凹凸轧槽的孔型侧壁需要有部分重合,该重合部分即为锁口。作用：使孔型在调整后仍保持为闭口孔型。在同一孔型中轧制几种厚度或高度差异较大的轧件时,其锁口长度必须大些,以防止轧制较厚或较高的轧件时金属流入辊缝。相邻的两个闭口孔型的锁口一般都是上下交替布置的。
棒材冷床中实现自动挑尾
鉴定大纲 受山东省冶金工业总公司的委托，鉴定委员会于2010年12月30日在济南市对济钢钢铁公司完成的“冷床自动挑尾装置的设计与应用”项目进行技术(新产品)鉴定。鉴定委员会制定大纲如下： 一、项目概况 项目名称：冷床自动挑尾装置的设计与应用 承担单位：济钢集团第一小型轧钢厂 项目来源：自选 项目起止时间：2010.4起至2010.11 二、鉴定形式：会议鉴定 三、鉴定性质：新技术 四、鉴定依据： 五、鉴定内容 1、鉴定的技术资料是否齐全、完整、统一； 2、评价新技术的成熟程度、先进性和达到的水平； 3、新产品、新技术是否符合国家发展规划、产业政策； 4、考核新产品试（投）产、新技术试（使）用所需条件是否具备，节能环保等是否符合政策要求； 5、分析市场前景、经济效益、社会效益和推广应用前景； 6、存在的问题和改进的建议。 六、鉴定程序： 1、成立鉴定委员会，设主任一人，副主任两人，委员若干人，下设资料审查组，现场测试组及鉴定意见起草组； 2、讨论并通过鉴定大纲；
3、听取工作报告、技术报告、经济效益分析报告、查新报告等； 4、现场考察； 5、专家评议； 6、专家讨论并通过鉴定意见。 七、鉴定材料及提供单位 1、鉴定大纲………………鉴定委员会 2、工作报告………………第一小型轧钢厂 3、技术报告………………第一小型轧钢厂 4、经济效益分析报告……第一小型轧钢厂财务处 5、用户使用情况报告……第一小型轧钢厂 6、科技查新报告…………山东省科学院情报所
鉴定材料之一 冷床自动挑尾装置的设计与应用 工作报告 济钢第一小型轧钢厂 2010年11月
冷床自动挑尾装置的设计与应用 工作报告 一、存在的主要问题 钢材在轧制后尾部需要切除。目前国内的棒材生产线轧件尾部的切除主要有两种方法。一是使用成品飞剪进行切尾，这种方法的好处是只对整根钢坯的尾部进行切除，可以提高成材率。缺点是设备的控制精度要求极高，投资比较大，而且钢头的收集比较困难，在实际运用过程中有比较高的故障率，尤其是对于成品速度较高的场合没有成功的应用案例，目前一小型的飞剪的切尾功能也没有投用。另外一种是使用定尺冷剪进行切尾，这种方法的好处是控制简单，切尾的精度可以控制，设备投资小。但是缺点也比较明显，就是需要将飞剪切割后的每一根棒材进行切尾，造成比较大的浪费，对于成材率的提高有很大的制约。 为了降低切损、提高成材率，研制一种可靠的冷床挑尾装置就是迫在眉睫的问题。 二、项目论证及工作进展情况： 1、为了开发此系统，2010年4月第一小型厂成立由电气和工艺人员参加的技术小组，在分管厂长的领导下，针对现场实际情况，制定经济合理的方案。 2、工作进展情况： 2010年4月成立技术开发小组； 2010年5月制定方案并通过论证； 2010年7月定购设备和材料； 2010年8月安装调试，并开始投入使用。 三、技术人员名单：
东北大学材料成型专业培养计划
2012版 材料成型及控制工程 Material Processing and Control 一、统编序号：1103 二、专业代码：080302 三、学位、学制：工学学士学位,学制为4年 四、专业简介 材料成型及控制工程专业是国家级特色专业建设点和辽宁省示范性专业，专业依托的二级学科“材料加工工程”为国家重点学科。本专业拥有轧制技术及连轧自动化国家重点实验室，是材料电磁过程研究教育部重点实验室的依托学科之一。材料成型及控制工程专业的教学内容和研究方向涵盖固态成形、液态成形、半固态成形及液固成形一体化等先进成形方式，具有在学科交叉点开展前沿领域研究的优势和承担综合性大规模开发项目的能力。目前已经初步形成了教学和科研水平高、实验设备先进、师资力量雄厚、学术水平高，能培养高层次人才的集教学、科研及研究生培养为一体的基地本专业2009年被评为国家级特色专业建设点。 五、培养目标及专业范围 本专业主要培养兼备材料成形和过程自动控制理论及应用的复合型的高级专门人才。本专业培养的人才应既有坚实的理论基础，又有较强的实践能力，能在材料成形领域技术的进步和发展方面进行创造性的工作。同时，掌握一定的人文社科、经济管理和环境工程等方面的知识，具有较强的社会责任感和宽广的知识面。本专业的毕业生能从事材料成形领域的科学研究、技术开发、设计和生产管理等工作。 六、毕业生应获得知识和能力 本专业培养的学生应具有坚实的自然科学、人文社会科学和工程技术基础，受到较为系统的工程实践和研究能力的训练，掌握材料成形力学和物理冶金基础、材料成形工艺、设备和自动化等方面的专门知识，具有较强的计算机应用能力并熟练掌握一门外语。本专业的毕业生应具有良好的综合素质和较强的创新能力和开拓能力。 七、课程设置及学时分配比例
棒材孔型设计软件说明书
附件1 ：软件设计参考资料 热轧棒材、线材孔型设计、模拟轧钢计算机软件 简介： 热轧圆钢、线材、孔型设计、模拟轧钢计算机软件是在实际孔型设计经验和满足实际轧 钢操作要求的基础上开发的轧钢专业软件，该软件用于热轧圆钢、线材的孔型设计、指导操作和教学演示，可以提高孔型设计效率和孔型设计质量，在线指导轧钢工合理调整轧机，提高产品的尺寸精度，便于技术人员和轧钢操作人员加强对孔型设计、轧制过程、轧件变形规律的理解，是轧钢技术人员、操作人员理想的孔型设计、模拟轧钢计算机软件。 主要功能： 1.图形显示孔型设计过程
2.自动显示选用孔型图形及数据 3.使用点击鼠标的方式进行孔型设计和修改 4.孔型设计与修改时动态调整各项参数的计算 5.孔型设计过程中校核温度对孔型设计的影响 6.孔型设计过程中校核钢种对孔型设计的影响 7.孔型设计过程中校核辊径对孔型设计的影响 8.根据实际生产过程中轧件的变形情况，在设计过程中修改计算参数，使计算 的轧件宽度与实际轧件宽度一致 9.根据实际生产过程中温度对轧件变形的影响，修改计算参数，使计算的轧件 宽度与实际轧件宽度一致 10.根据实际生产过程中辊径对轧件变形的影响，修改计算参数，使计算的轧件 宽度与实际轧件宽度一致 11.根据实际生产过程中钢种对轧件变形的影响，修改计算参数，使计算的轧件 宽度与实际轧件宽度一致 12.利用图形演示轧件在调整孔型高度的情况下，轧件变形及力能参数的变化 13.模拟轧制过程中，孔型高度调整对各架轧机孔型中轧件变形及力能参数的影 响 14.在不同温度的设定下，模拟轧制过程中，孔型高度调整对各架轧机孔型中轧 件变形及力能参数的影响 15.在不同辊径的设定下，模拟轧制过程中，孔型高度调整对各架轧机孔型中轧 件变形及力能参数的影响 16.在不同钢种的设定下，模拟轧制过程中，孔型高度调整对各架轧机孔型中轧 件变形及力能参数的影响 17.通过输入实际生产过程中，各道次孔型高度和成品高度、宽度，自动修正计 算参数，适应生产过程中轧件的变形规律，计算轧件变形和力能参数，并进行轧制过程中轧机调整的模拟 18.保存孔型设计、孔型修改的数据 19.绘制孔型图和孔型变形参数和力能参数计算表
(课程设计) 2
学号： 课程设计 课程型钢孔型设计 同组学生 院别机械工程学院 专业班级10材控2班 指导教师刘建 二0一三年十一月 目录
摘要 第一章绪论.........................................................................................................- 1 - 1.1 孔型及其分类............................................................................................... - 1 - 1.2 孔型的组成及各部分的作用....................................................................... - 2 - 第二章轧制道次的确定与孔型系统的选择.....................................................- 4 - 2.1设计目的和任务............................................................................................ - 4 - 2.2设计内容的方坯轧制成................................................................................ - 4 - 2.3轧制道次的确定............................................................................................ - 4 - 2.4孔型系统的选择............................................................................................ - 4 - 第三章轧件断面尺寸的确定.............................................................................- 5 - 3.1 精轧孔型的设计........................................................................................... - 5 - 3.2 确定各中间扁轧件的断面尺寸................................................................... - 6 - 3.3孔型尺寸- 10 - (16) 参考文献............................................................................................................ - 17 -
带肋钢筋五切分轧制孔型设计原理
带肋钢筋五切分轧制孔型设计原理 吴立红 摘要：介绍了津西特钢螺纹钢厂切分轧制孔型设计原理，包括孔型系统的选择、工艺件的设计、生产过程中出现的问题分析。五切分轧制工艺技术的成功应用，将φ12带肋钢筋产量明显提高，同时吨钢综合能耗也大幅度降低。 关键词：棒材切分轧制；孔型设计；应用效果 1 车间生产工艺简介 津西特钢螺纹钢厂二线全轧线共有18架轧机，分粗轧、中轧及精轧机组，全部为无牌坊短应力线轧机，平立交替布置。整个轧线采用全连轧，1#—12#轧机采用微张力控制，在精轧各架轧机之间均设置活套，实现无张力轧制。在中精轧后各设置水冷装置，实现控轧控冷轧制。 2 五切分工艺 2.1 孔型系统设计 五切分轧制特点：①变形严重不均匀性。切分楔处的压下量远大于其它部位；②切分变形延伸系数小；在切分孔中轧制时，槽底比切分楔处的压下量较大，且金属由于切分楔处宽展方向的水平分力较大，属强迫宽展，故整体延伸比宽展较小；③五切分轧制时，在预切和切分孔型中，按宽展方式轧件可分为左、中、右三部分，且两边为强迫宽展，轧件中部属限制宽展。因此，压下量相同情况下，轧件中部比两边的延伸较大。为保轧制稳定，切分后各根轧件面积必须相等或相差极小；④切分楔角的设计要合理，过大会切不开，过小会使切分轮受到过大的夹持力，使其负荷加大；切分带厚度应与辊缝相近，且留有一定的宽展量。 2.2 五切分轧制设计原理 五切分轧制技术源于两个三切分，其原理是在精轧机将来料轧制成扁坯后，再利用特殊孔型的轧辊和相配套的导卫，把扁坯加工成五个面积相同且并联的轧件，最后在切分道次上将其切分为面积相同且独立的轧件。五切分的关键是：要保证切分带的表面质量；在成品上切分带处不能有折叠；切分的速度与轧制速度一致[1]。 2.3 五切分孔型系统 五切分的关键是设计精轧区的孔型系统。我厂经多次与实际生产工艺过程结合，确定了K7～K3 采用平孔一平孔一立箱孔一预切孔一切分孔，同时为合理分配各道次参数，达到切分轧制孔型最大限度共用，减少改规格换辊架次。 孔型设计的关键如下： （1）K7、K6 为平孔。K7为平辊主要是用于将来料压扁。其充分利用了自由宽展、压下量大的特点，降低了K6磨损速度，避免料型沿宽度方向上厚度不均，导致成品中线过长。 （2）K5 为立箱孔，其主要对13架料型进行规矩，压下量较小，延伸系数一般在1.08～1.13。通过对K5 轧机的辊缝调整，使K4轧件为尺寸、形状均合格的扁矩形，保证预切后得到面积均匀的五线。 （3）K4 为预切分孔，此道次延伸系数为1.26 ～1.33，考虑其稳定性，中间三线比两侧略大，一般为1.5% ～2.2%。切分楔处远大于槽底处的压下系数，两楔间距过小，造成预切分楔磨损严重；过大，会造成切分孔的切分尖磨损过快，易导致炸槽，一般为5～7.6 mm。预切分楔角度一般为68°～76°，其间距比K3小0.1～0.3，切分楔过渡圆弧半径一般为1.4 ～1.7mm。 （4）K3 为切分孔，主要是对轧件的料型和切分带进行规整、加工，为五线切分做好准备。其延伸系数为1.15～1.26。选择中间三线比两边线的截面积大0.6%～1.0%，切分带厚度
棒材轧制孔型设计
孔型设计 本设计以φ28mm圆钢为代表产品进行设计。 1 孔型系统的选择 圆钢孔型系统一般由延伸孔型系统和精轧孔型系统两部分组成。延伸孔型的作用是压缩轧件断面，为成品孔型系统提供合适的红坯。它对钢材轧制的产量、质量有很大的影响，但对产品最后的形状尺寸影响不大。常用的延伸孔型系统一般有箱形、菱—方、菱—菱、椭—方、六角—方、椭圆—圆、椭圆—立椭圆等；精轧孔型系统一般是方—椭圆—螺或圆—椭圆—螺孔型。 本设计采用无孔型和椭圆—圆孔型系统。 1.1无孔型轧制法 优点： （1）由于轧辊无孔型，改轧产品时，可通过调节辊缝改变压下规程。因此，换辊、换孔型的次数减少了，提高了轧机作业率。 （2）由于轧辊不刻轧槽，轧辊辊身能充分利用；由于轧件变形均匀，轧辊磨损量少且均匀，轧辊寿命提高了2~4倍。 （3）轧辊车削量少且车削简单，节省了车削工时，可减少轧辊加工车床。 （4）由于轧件是在平辊上轧制，所以不会出现耳子、充不满、孔型错位等孔型轧制中的缺陷。 （5）轧件沿宽度方向压下均匀，故使轧件两端的舌头、鱼尾区域短，切头、切尾小，成材率高。 （6）由于减小了孔型侧壁的限制作用，沿宽度方向变形均匀，因此降低了变形抗力，故可节约电耗7%。 1.2椭圆—圆孔型系统 优点： （1）孔型形状能使轧件从一种断面平滑的过渡到另一种断面，从而避免由于剧烈不均匀变形而产生的局部应力。 （2）孔型中轧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）需要时可在延伸孔型中生产成品圆钢，从而减少换辊。 缺点： （1）延伸系数小。通常延伸系数不超过1.30~1.40，使轧制道次增加。 （2）变形不太均匀，但比椭圆—方孔型要好一些。 （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，因而对导卫装置的设计、安装及调整要求严格。 （4）圆孔型对来料尺寸波动适应能力差，容易出耳子，故对调整要求高。
棒材孔型设计系统V1.0说明书
棒材孔型设计系统软件说明书V1.0 作者：周浩 雷明 二零一七年五月 江苏·常州
目录 第1章绪论 (3) 1.1概述 (3) 1.2 软件功能概述 (3) 1.3 运行环境 (4) 1.4 用户界面 (4) 第2 章孔型设计 (6) 2.1 箱型孔设计 (6) 2.2 椭圆-圆孔设计 (12) 2.3 绘图模式 (17) 第3章力能参数校核 (19) 3.1 力能参数计算 (19) 3.2 力能参数导出 (20)
棒材孔型设计系统软件说明书V1.0 第1章绪论 1.1概述 棒材孔型设计系统软件是在实际孔型设计、生产调试经验和满足轧制操作要求的基础上开发的轧钢专业软件。软件适用于热轧圆钢、线材以及热轧方坯的孔型设计、教学培训、指导操作等。 本软件可以提高成套孔型设计系统效率以及孔型设计质量，通过输入坯料尺寸，校合咬入条件和稳定轧制条件，计算出固定架次条件下所能轧制最小规格，根据最小规格计算出固定架次和来料情况下所能轧制规格范围，只需在成品架次输入所需成品热态尺寸，软件会自动分配各道次延伸进行孔型设计，操作十分简便。 本软件采用VB6.0语言编写，程序界面友好，操作简单。智能化孔型设计，符合轧钢技术人员、生产操作人员实际应用需求，易于掌握。 1.2 软件功能概述 图形实时显示孔型设计过程 图形实时显示孔型充满清况 鼠标点击对孔型参数进行调整 计算固定架次和来料轧制的最小尺寸及成品调整范围 多架次联动进行孔型设计 根据成品尺寸逆轧向调整成品尺寸 根据成品热态尺寸自动设计成品孔型 保存孔型设计 导入保存图纸 导出轧制表
图纸打印及标题输入 单孔型绘图设计以及料形面积、孔型充满度计算 力能参数校核及导出 1.3 运行环境 硬件环境:CPU：PⅢ 内存：256M 硬盘：20G 软件环境:Windows98以上版本。 1.4 用户界面 用户界面分为3部分，椭圆圆孔型设计、箱型孔设计、绘图设计。程序主界面为椭圆圆孔型设计，使用右键菜单可在各个设计条件下来回切换，各项设计数据不会更改，操作方便。 图1.1 椭圆圆孔型设计界面
特殊钢孔型设计
抚顺特殊钢公司合金钢连轧工艺及孔型设计 孙玉铁张久强马磊 摘要：概述了抚顺特殊钢公司的连轧合金钢产品品种结构，主导产品—优质碳素钢，齿轮钢，弹簧钢和轴承钢的轧制程序和产品的孔型设计。关键词：连轧工艺孔型合金钢棒材 Alloy Steel Continuous Rolling Process and Pass Design at Fushun Special Steel Co Ltd Sun Yutie， Zhang Jiuqiang and Ma Lei (Fushun Special Steel Co Ltd, Fushun 113001) Abstract：The continuous rolled alloy steel product structure, main product-quality cabon structure steel, gear steel, spring steel and bearing steel rolling program diagram and product pass design are presented in this paper. Material Index：Continuous Rolling Process, Pass, Alloy Steel Rod▲ 抚顺特殊钢有限公司从意大利德兴(TECHINT)集团引进了24架POMINI“红圈”轧机组成的合金钢连轧生产线，它包括主轧线全套主体设备、工艺布局、合金钢产品生产工艺技术及其主导产品轧辊孔型设计。这条合金钢连轧生产线，是我国特殊钢老厂改造的重点工程项目，与合金钢连铸相适应，轧制线实现了无扭、无(微)张力轧制，并具备了合金钢轧制过程中的控轧、控冷，达到了国际先进水平。该生产线已投入生产运行近2年，提供给用户优质合金钢7个钢类30多个品种规格的钢材约20万t，已成为我国特殊钢老厂改造的样板工程项目。 这条合金钢全连轧生产线，为了适应抚顺特殊钢生产的产品品种，从特殊钢轧制的工艺学方面在选择工厂的设备装备、设备的工艺布局、监控及调控设备设施等与所采用的轧制工艺制度、程序、孔型系统的选择、轧制温度及轧制速度都是密切相关的。由工艺学限制所完成的轧制工艺设计，既能保证轧制钢种的自身结构和特性，并能实现在轧制过程控制的条件下的转变，从而获得新的所需要的组织结构和性能。充分体现了这条特殊钢连轧生产线的适应性、合理性、灵活性。 1 合金钢连轧生产工艺 1.1 初轧工艺 连轧工艺平面布置图见参考文献［1］。200mm×200mm×5.0m的连
中厚板设计
材料成型课程设计 ——热轧中厚板工艺设计 目录 1.题目及要求 2.工艺流程图 3.轧制规程设计 3.1轧制方法 3.2安排轧制规程 3.3校核咬入能力 3.4确定速度制度 3.5确定轧制延续时间 3.6轧制温度的确定 3.7计算各道的变形程度 3.8计算各道的平均变形速度 3.9求各道的变形抗力 3.10计算各道的平均单位压力P及轧制力P
3.11计算各道轧制力矩 4.检验轧辊等部件的强度 4.1支撑轴强度计算 4.2工作辊强度计算 5.车间平面布置图 6.总结与收获 附录 1.本设计过程中主要参数计算的Matlab程序 2.Matlab程序计算结果 3.参考资料3 1.题目及要求 本设计选择的是热轧中厚板工艺设计部分，成品规格为16*2000课程名称：材料成型课程设计 课程类型：必修课 教学对象：材料成型专业本科生 设计目的： 《材料成型课程设计》是材料成型专业必修课之一，是课程教学的一个重要环节。其轧钢方向的课程设计要求达到以下目的： 1）把《塑性工程学》、《塑性加工原理》、《塑性加工车间设计》、《孔型设计》等专业课程中所学的知识在实际设计工作中综合加以运用，巩固所学的专业知识，提高对专业知识和相关技能的综合运用能力。 2）本次设计是毕业设计前的最后一个教学环节，为进一步培养学生工程设计的独立工作能力，团队协作意识，树立正确的设计思想，掌握工艺设计的基本方法和步骤，为毕业设计工作打下良好的基础。 教学组织：
课时：2周 设计题目：根据学生人数进行分组，每组一个大题目，题目给出必要的设备参数和工艺条件，要求每个学生完成不同的任务。 题目举例：热轧板带工艺设计 热轧中厚板工艺设计 热轧棒材工艺设计 设计内容： 板带工艺： 产品技术要求 工艺流程 规程设计（包括力能参数计算） 工艺布置图（AutoCAD） 型钢工艺： 产品技术要求 工艺流程 孔型设计（包括力能参数计算） 孔型图（AutoCAD） 基本要求：每生要求独立完成工艺流程、规程设计（孔型设计），掌握工艺设计的基本内容，基本步骤和方法，熟练使用AutoCAD进行工程图的绘制。具体要求： 1）独立完成自己所负责的内容； 2）熟练搜集查阅文献资料；
棒材孔型设计
棒材课程设计 0产品技术要求 以国家标准（GB）、行业标准（JB、SJ、YD等）、国际标准（ISO、IEC等）为准，也可以根据与用户达成的技术协议来生产。具体见表0 （1）制定轧制制度的原则和要求 线材轧制制度的确定要求是充分发挥设备能力、提高产量、保证质量，并且操作方便、设备安全。即： 1) 在保证设备能力允许的条件下尽量提高产量； 2) 在保证操作稳便的条件下提高质量。 （2）原料及产品规格 原料：150×150mm；钢种：20钢； 产品规格：φ38mm. （3）20钢化学成分和线材产品技术要求 力学性能： 抗拉强度σb (MPa)：≥410(42)屈服强度σs (MPa)：≥245(25)伸长率δ5 (%)：≥25断面收缩率ψ (%)：≥55硬度：未热处理,≤156HB试样尺寸：试样尺寸25mm 热处理规范及金相组织： 热处理规范：正火,910℃,空冷。金相组织：铁素体+珠光体。 表0φ38mm的外形及尺寸偏差要求
工艺流程 钢坯验收→加热→轧制→倍尺剪切→冷却→剪切→检验→包装→计量→入库 孔型设计 本设计是设计φ38mm的20号圆钢轧制其坯料尺寸为150mm×mm。 2 孔型系统的选择 圆钢孔型系统一般由延伸孔型系统和精轧孔型系统两部分组成。延伸孔型的作用是压缩轧件断面，为成品孔型系统提供合适的红坯。它对钢材轧制的产量、质量有很大的影响，但对产品最后的形状尺寸影响不大。常用的延伸孔型系统一般有箱形、菱—方、菱—菱、椭—方、六角—方、椭圆—圆、椭圆—立椭圆等；精轧孔型系统一般是方—椭圆—螺或圆—椭圆—螺孔型。 本设计采用无孔型和椭圆—圆孔型系统。 2.1无孔型轧制法 优点： （1）由于轧辊无孔型，改轧产品时，可通过调节辊缝改变压下规程。因此，换辊、换孔型的次数减少了，提高了轧机作业率。
无孔型轧制孔型设计原则
无孔型轧制设计基础 无孔型轧制的设计要点主要是使轧件在两轧辊之间轧制稳定，轧件不发生翻倒或扭转，轧件的对角线差或轧件断面两侧边的倾斜不超过一定的限制值。为此要准确地确定轧件的断面尺寸和形状以及变形参数，同时也要确定轧辊入口方面导板间距与入口轧件宽度的差值。 （1）宽展特性 无孔型轧制虽然也是矩形轧件在水平辊间轧制，但与板轧制不同，主要表现为宽厚比(B 0/H 0)、径厚比(D/H 0)都很小。一般B 0/H 0＝1～2，因此宽展量大。设计压下规程时需精确计算宽展量。 轧后轧件的平均宽度b 可按莜仓的宽展公式计算： 平均宽度系数：H h H B H l B b d -?++== 228.01β 最大宽度系数：H h H B H l B b d -?++== 2295.01max β 式中，H ――轧前轧件的平均高度； h ――轧后轧件的高度； b ――轧后轧件的最大宽度； B ――轧前轧件的高度； D ――轧辊直径； d l ――变形区的平均宽度。 以上各式的结果是根据实验得出的，其实验条件为4.0~1.0/=-H h H ， 15~3/=H D ；5.2~1/=B H 。按上述关系设计压下规程并进行迭代计算得出的。 （2）自由面的变形特性 与板坯轧制不同，用无孔型轧制法轧制棒材时，轧件的各个面反复成为轧辊压
下面和自由宽展面。自由宽展面的形状对轧制的稳定性和产品质量都有重要影响。因此，必须掌握自由宽展面的变形特点，并反映到压下规程中。 自由宽展面的形状随轧制条件不同而变化，棒材轧制均属高件轧制，随压下量、宽厚比、径厚比不同，自由宽展面即轧件的侧面可能出现单鼓形或双鼓形。通常，压下率、宽厚比、径厚比越大越容易出现单鼓形。其临界压下率如下式所示： 5.122 .0-?=-H D H B H h H 如果单鼓过于严重，则下一道次轧制不稳定，容易产生歪扭脱方；如果双鼓过于严重，则容易产生折叠等表面缺陷。为了使轧制顺利进行，应用控制临界压下率的方法控制鼓形的大小，使其在允许的范围内。 （3）轧件歪扭脱方现象 无孔型轧制由于轧件是在平辊间轧制，轧件两侧无孔型侧壁的夹持，稍有不当，易产生轧件的歪扭脱方。造成轧件脱方的因素很多，如单鼓、双鼓、宽高比、加热温度不均、轧辊调整不当、导卫安装不良和操作水平不高等均能引起轧制不稳定而造成脱方。 其中轧件宽高比H B /、单鼓率和双鼓率对歪扭脱方的影响均需在孔型设计时加以考虑。该道次轧前坯料的宽高比越大，单鼓率和双鼓率越小，脱方率就越小。 根据实践经验，如果将H B /控制在0.6～0.7以上，再加上合理的导卫装置，相对压下量控制在单鼓与双鼓的临界压下量附近，就可以保证很少出现歪扭脱方现象，可使轧制顺利进行。 设定如下参数： 0?――轧件进入轧辊之间，在轧件全宽上开始压下时，轧件侧面与垂直线所成的倾斜角； θ――轧件进入轧辊前在导板间的倾斜角；)2 1(20φθ-≈ a H B 0φ――轧前轧件侧面的倾斜角；00002 000)(212W H B B H S S H S tg +=??=≈φφ 式中，0S ?――轧前轧件对角线之差，02010S S S -=? 0S ――轧前轧件对角线平均长度，22020102/)(B H S S S +=+=； a ――导板间隙系数；B B G a /)(-=； G ――导板间距。
《孔型系统选择与设计专题研究》
《孔型系统选择与设计专题研究》 4.1孔型设计理论 4.1.1孔型设计的内容 1 断面孔型设计 根据原料和成品的断面形状、尺寸和产品的性能要求，选择孔型系统，确定轧制各道次的变形量，设计各道次和各道次的变形量，设计各道次的孔型形状。 2 轧辊孔型设计 根据断面孔型设计，确定各孔型在每个机架上的分配及其在轧辊上的配置，要求轧件能正常轧制且操作方便，并且轧制节奏时间短，轧机的生产能力高，产品质量好。 3 轧辊导卫设计 为保证轧件顺利地出入孔型，或使轧件在进孔型前后产生一定的变形、切断。 4.1.2孔型设计的基本原则 1 成品质量好 包括产品断面几何形状正确，尺寸公差合格，表面光洁，无缺陷，机械性能好； 2 轧机产量高 合理的孔型设计应使轧制节奏时间最短，一般情况是轧匀形，使串辊的次数最少，这些有可能提高轧机的作业率； 3 产品的成本低 即使金属消耗、电能消耗合轧辊等技术经济指标降到最低； 4 劳动条件好 劳动强度小，在进行孔型设计时，应使轧制平稳，轧制顺利，操作方便，便于调整，改善劳动条件，还应考虑轧制过程，易于实现自动化，减轻劳动强度； 5 适应车间的设备条件。
4.1.3孔型设计考虑的几点因素： 1 产品优质，成本低； 2 合理利用车间设备条件，轧机生产率高。 4.2孔型系统的选择 4.2.1棒材的连轧 一根轧件同时在两个或两个以上的机架中轧制并且保持各机架秒流量相等，这样的轧制称为连续轧制，简称连轧。连轧具有轧制速度高，轧件头尾温差小，产品质量高等优点，实现小型棒材连轧，孔型设计是其中的关键环节。 4.2.2连轧孔型设计原则 不论何种孔型设计后的秒流量平衡与计算是必不可少的内容。因此，在设计孔型时，应避免轧件在机架间产生较大的拉力或推力。拉力较大时，轻者会使金属不能充满孔型，重则可能会拉断轧件；而推力较大时，会使轧件过充满孔型，轧件出现“耳子”和堆钢[18]。连轧孔型设计应遵守连轧各道次的金属秒流量相等的原则。则 F1v1= F2v2= F3v3=……= Fnvn=C …………………（7） 式中： 12n F F F ???、——各道次轧制后的轧件断面面积； 1n v v ???、2v ——各道次轧件的出口侧轧件速度； C ——连轧常数。 由于各机架的轧辊工作直径k D 、轧辊的转速n 及轧件在各道次的前滑值S 均不同，因此将各道次的k D 、n 及S 代入（7）式得 F 1D k1(1-S 1)= F 2D k2(1-S 2)=……= F n D kn (1-S n ) …………………（8） 秒流量的计算精度主要受轧件断面积F 、工作辊径k D 以及前滑率S 的影响。在实际生产中，轧制温度、孔型磨损、轧机调整等轧制条件的改变，都会直接影响各道次间的断面面积、轧辊工作直径和前滑值的变化，所以要保持各道次的金属秒流量绝对相等式不可能的，而前滑值S 随轧件的厚度减少而增大。但前滑值差S ?一般不大，当忽略前滑时，式（8）可写成 F 1D k1= F 2D k2=......= F n D kn= C .. (9) 上式在形式上式相等的，但忽略了前滑的影响，实际上式不相等的，所以采