型钢工艺学.pptVIP

,课程简介,型钢,工艺,学,板带钢,管钢,型钢,板、带按宽度分，规格按厚度分,大部分为圆，按成型方式分,经塑性成型的有一定断面形状的直条实心钢材,科学，学问,区别于钢管,区别于板钢,工作技艺,工业艺术,1干的漂亮。2干的巧妙,课程主题：与型钢生产有关的技术、技艺的知识体系,背景知识：材料科学，加工设备和原理，生产实习感性认识学习目的：掌握型钢生产的工艺制度，能设计简单的孔型系统主要内容：24学时，两大部分。包括工艺制度介绍和孔型设计,认识型钢品种,作用：机械、金属结构、桥梁建筑、汽车、铁路车辆制造和造船等。占钢材总产量的50左右,规格：断面形状和尺寸的总称,形状有1500多种，尺寸规格达到3900多个,典型的型钢图例,认识型钢分类,3按钢种分类国家标准91，以Cr为例，0.3为非合金钢，0.30.5低合金钢，0.5合金钢）。,4按钢材的用途,1按钢材断面形状,复杂断面型钢,简单断面型钢,方、圆、扁等,工、槽、角等,建筑用钢，压力容器钢，桥梁用钢，汽车用钢，核能用钢，耐腐蚀钢等。,普碳钢,优碳钢,低合金钢,满足力学性能即可,普碳Q235,优质碳素钢65Mn，性能外，要控制晶粒度，S/P含量，表面质量,低合金钢16Mn，20MnSi以加入Mn为主，另微量元素Mo、V、Nb等,合金钢,不锈、耐热、高速钢、弹簧钢、合结、易切削钢、轴承钢、模具。,2按钢材生产方式,热轧或者冷弯。目前热轧为主，但冷弯有扩大的趋势,典型的生产工艺流程,钢的冶炼,铁的冶炼,钢的浇铸,模铸钢锭,连铸钢坯,成品型钢,型钢轧机,初轧机,轧钢生产系统：锭或坯与不同轧机配套组成的系统按照产品不同可以分成板带、型钢、混合、合金钢生产系统等,轧钢生产工艺过程,看似简单的轧钢生产工艺过程到底有什么技巧和技艺需要掌握呢？,原料,成品,中间过程有什么？,加热,轧制,精整,定义：从原料到轧成具有一定形状和性能的产品，中间经过的一系列加工工序的组合,断面尺寸，长度公差,力学，物理，化学,主要内容,工艺过程的主要内容-原料,种类,内部缺陷,原料的选择,原料的清理,断面,尺寸,外部缺陷,钢锭、钢坯和连铸坯,连铸比都在80100,方形、矩形坯和异形坯,咬人条件,最后一道次允许轧制时间的长短,成品长度的定尺倍数,坯料的公用性,保证成品的质量,轧制愈合和轧后探伤,裂纹、结疤、重皮、表面夹杂、表面气孔、皮下气孔、皮下气泡、飞翅、飞溅、翻皮、波皱面、压痕、耳子和折叠等,清理方法常用的有：火焰清理、风铲清理、砂轮清理、机械清理、电弧清理等,清理费用的比较：风铲：砂轮：机械：火焰1：3：0.6：0.5,工艺过程的主要内容-加热,铁碳合金中的Fe和C可形成铁素体（F）、奥氏体（A）、渗碳体三个基本相。这些基本相以机械混合物的形式结合还可形成珠光体（P）和莱氏体（Ld)。,工艺过程的主要内容-加热,加热的目的：提高塑性，降低变形抗力，有利于轧制,制定加热工艺制度时应考虑如下问题：(1)根据钢种的特性、断面尺寸大小和特点工艺；(2)加热终了的钢温应当力求均匀一致；(3)保证加热质量，防止产生各种加热缺陷；(4)加热炉便于操作，有较高的生产效率。,加热温度：A化，低于固相线100-150。碳钢要防止脱碳，含碳越高温度越低；合金钢要注意合金元素的影响，有的扩大奥氏体区，有的缩小。,加热速度：加热快慢，以单位时间内的钢温变化表示。和断面尺寸，导热性有关，考虑热应力，也和炉子结构有关。应该越快越好，但注意加热质量,重点掌握几个参数,加热时间：它受钢种、钢料形状和尺寸、炉内布料方式、炉型结构、供热能力和采取的加热速度等许多因素的影响。确定加热时间要考虑加热温度的均匀性，并使钢在加热过程中消除或减轻某些缺陷，尽可能地减少钢的氧化和脱碳，防止产生过热、过烧等缺陷。尽可能短，减少氧化铁皮。确定加热时间的经验公式：t=c*b，其中：C是系数，普碳，低合0.10.15h/cm，中碳和高碳，合金等0.30.4；b是边长cm,工艺过程的主要内容-加热,加热缺陷及其防止：缺陷主要有过热，过烧，表面脱碳，氧化，加热不均,热裂等。产生的原因主要是钢材在高温停留时间过长或加热温度过高等。减少加热缺陷的措施应该正确控制炉膛的气氛（氧化性，还原性，中性），炉膛压力（正压力，负压力），减少在高温停留时间等是减少氧化铁皮损失，防止出现过热和过烧等缺陷的重要条件。,加热炉分为一段、两段、三段式,氧化铁皮形式和组成,工艺过程的主要内容轧制,目的：精确成型，改善性能,定义：工具、变形、产品,内容：1，变形制度2，变形温度3，变形速度,压缩比道次分配压下量翻钢程序,开轧温度终轧温度,轧辊速度咬入速度抛出速度卷取速度,工艺过程的主要内容精整,目的：控制性能、改进外形、方便包装发货,定义：轧后钢材的进一步加工整理,内容：1，冷却制度2，切断制度3，矫直制度4，包装检查,空冷水冷油冷雾冷堆冷缓冷,剪切（冷、热）锯切（冷、热）,压力矫直拉伸矫直多辊矫直斜矫,包装标准入库标准检查标准,5，后续特殊加工：防腐涂层、光亮、重轨的连接孔加工等,制定工艺过程的依据,产品标准（技术条件）尺寸形状：公差表面质量：光洁度，缺陷性能要求：s等力学性能。导电，导磁，耐热，耐酸，焊接等物化性能。化学成分及高低倍组织：缩孔、疏松、裂纹、晶粒度、夹杂。验收标准：取样、试验、包装、标签。钢种特性塑性、变形抗力、导热性、热膨胀系数，摩数系数、相图、C曲线、对缺陷的敏感性（白点、过热、脱碳）现场的工艺、设备条件轧机间距、吊车吨位、剪机能力、加热炉尺寸、推钢机能力、轧机强度、移钢机位置、辊道速度、精整能力。,型钢生产工艺过程开坯,基本流程：坯料准备，缺陷检查，加热，轧制，剪断，冷却，精整，检查，打捆，称重，标识，入库等环节。根据产品不同分类：开坯生产、型钢生产和棒线材生产。,钢水,成品,半成品,开坯（钢坯）生产,*伴随技术的发展，单纯的开坯车间已经大大减少,型钢生产工艺过程开坯,坯料的选择有品种之，但更重要的是尺寸规格的选择,重要问题：料重的计算锭重和尺寸的计算,切定尺严格的型材，如：钢轨、保收得率GP=glnkp,保头尾温差、控制公差，用于小型和线材（温降快）GP=FVtrkp,kp=1/(1-(a+b+c)，a:烧损b：切损c：取样轧废等损失,Gd=GPnkd,本体重量Gb=Gd(1-b%),本体体积Vb=Gb/r,确定细长比（H/D）,D=Vb/(H/D),确定钢锭锥度I=(A-a)/(2H)100%=tg,本体锥度,H,帽部容积,平均直径,a,A,D,型钢生产工艺过程开坯,原料选择中的原则性,1重量越大越好2断面越小越好3长度越长越好,钢坯采用普通的分段式加热炉,钢锭或钢坯的加热,钢锭采用均热炉,1推钢式2步进式,锭或坯的轧制,1断面大2塑性差,坯料的精整切断，外观，质量等,单机架，或者双机架布置，可逆轧制,直流或交流变频传动不带减速机和齿轮机座,孔型采用箱形孔，尽量使用大压下量轧制,钢锭断面高度H和辊工作直径D比值H/D大,采用三角形和梯形速度图的条件,型钢生产工艺过程型材,原料：一般为钢坯或连铸坯，按照通用的计算方法选择后进行清理,加热：一般为推钢式或步进式加热炉,轧制：,型钢轧机,按轧辊的名义直径，可以分为大中小型型钢轧机。大型轧机：650以上，有时把750900的也叫轨梁轧机；中型轧机：350650；小型轧机：250320。,轧机布置,横列式,全连续,一台交流电机带几架3辊水平轧机，上下线穿梭轧制，设备简单，品种灵活，投资少，不可调速，一架和末架速差大，移钢时间长，精度低，半闭口机架，孔型多L/D大，自动化程度低。,时间短，速度快，可轧制小规格，轻型薄壁产品，坯料重量大，成材率高，产量高，品种少，电机多，投资大，控制系统复杂,顺列式,棋盘式,半连续,轧制方法,普通热轧法，多辊轧法，弯轧法，热轧纵剖法，热轧冷拨法,型钢生产工艺过程型材,重轨生产工艺过程,型钢生产工艺过程棒线材,认识棒线材,以盘卷形式交货的热轧圆钢，热轧品种中断面最小的一种。直径：542常用5.525断面：方，圆，六角，异形重量：80160千克500千克3000千克钢种：以碳素和低合金钢为主。软线，硬线，合金（琴线，电阻线），有色用途：直接使用，二次加工,生产技术发展历史,1860年在比利时出现线材轧机，坯料重23KG,长90M，轧速4.6M/S,5060年代中期，自动化，计算机技术发展，连续活套和全连轧，采用水平立式交替布置，坯重315公斤，轧速2127M/S,1966年第一套高速无扭轧机在加拿大钢铁公司生产，23架轧机，坯重725公斤，46.6m年产量18万吨,90年代后期，发展顶峰，天津钢厂，26架轧机，摩根型，设计120m/s，年产35万吨，505.5,质量控制,椭圆度及尺寸精度，表面质量，组织性能,型钢生产工艺过程棒线材,原料,初轧坯或连铸坯。断面尽可能小，长度尽可能大（重量大），随着轧机能力的提高，目前的轧件断面也在增加，已达150mm或者更大，最长22m。坯料重可以提高成材率，提高产量，减少设备冲击。例如420和1800公斤坯料相比，成材率分别为97.35%和98.82%.由于轧后成卷供应，不能进行探伤，所以对原料要求较严格，表面要清理，内部要探伤,加热,采用测进侧出或端进侧出步进式加热炉，和轧机紧靠，头部轧制，尾部在炉内加热，高于头部20，快速加热，无氧化加热,轧制,小辊径（150220mm)，有利于延伸和降低轧制力,高转速（有利于减少温降，提高产量和成材率），9000n/m,多机架(采用单道次轧制)，一般2128架轧机，过多不好，过少也不好,细分工（粗轧）低速、大变形，0.3m/s左右。中轧：成品和调整断面。精轧：单槽、多线、高速、小变形，保证温度和精度，速度达130140m/s。,轧机结构：作为高速无扭线材轧机,孔型系统基本都是采用椭圆园孔型系统。,精整,型钢生产工艺过程棒线材,STELMOR连续冷却线，在下部有风机鼓风，上部有保温盖，根据不同的钢种采用不同的工艺，灵活，节能。采用轧后穿水冷却快速降温，经过吐丝机后平铺在输出辊道上，后部又是风冷线。其它冷却线不常用，但各有特色,孔型设计基本知识,认识孔型,定义：两个或两个以上带槽轧辊在轴面上形成的孔,开口孔，辊缝在孔型周边上闭口孔，辊缝在周边外半闭口孔，控制孔用，辊缝靠近底部或顶部,开坯孔型，（延伸，粗轧，压缩）高温大压下，缩小断面，形状变化不大毛轧孔，（荒轧，造型，成型）断面雏形，不均匀变形大精轧孔，（预轧，成前）35个孔，调整尺寸成品孔，最后轧出，获得技术要求的热尺寸,孔型分类,按用途,按配置,孔型设计基本知识,孔型的组成要素,辊缝s:实际轧钢时两辊环间的间距,包括预设定和弹跳值,作用:调整s可轧不同产品.实用性高；提高辊强，s,切槽提高轧辊寿命摩损后,可调弥补设计缺陷,温度变化设计原则:综合考虑弹跳,摩损,调整量,辊强和产品尺寸精度.Smin大于弹跳值,避免两辊贴面S小于最小可轧厚度.（异型断面）,辊环接触,辊面不接触参考数据:开坯s=0.03D,毛轧s=0.02D,精轧s=0.01D0.05D,侧壁斜度y:垂直的侧壁是没有的.用侧壁和轧辊轴线的垂直夹角正切值表示,作用：形成喇叭口引导轧件进入孔型，出轧槽不易缠辊，利于脱槽。有宽展余地，防止耳子，共用性好。增加轧辊寿命，重车量与斜度的关系：D=2a/sin。异形孔中可以增大侧压量hc=hzsin设计原则：综合考虑出孔型轧件的形状和轧件在孔型中的稳定性参考数据:初轧30%-50%精轧510%，延伸箱孔:1020%,槽口,槽底,孔型设计基本知识,孔型的组成要素,圆角:孔型角部的圆弧,分内（槽底）、外圆角（槽口）,作用:减少角部温降，引起的磨损和角部开裂内减少角部应力集中，提高轧辊强度调整孔型实际面积和尺寸，改变宽展量和充满度防止耳子出现尖锐折线，形成折迭外防止咬入不正时辊环切割轧件，出现表面缺陷异型孔中减少应力集中，提高辊环强度设计原则:成品孔：R以标准定，r可取小或0从前到后：R、r逐渐减小初设计时，R取大，r取小值，以便于调整,不同外圆角对轧件尺寸的影响,孔型设计基本知识,孔型的组成要素,锁口t:闭口孔中用来隔开孔型与辊缝的两轧辊间的缝隙,作用:控制轧件断面形状，便于闭口孔型调整设计原则：相邻孔型锁口要上、下交替，防止飞翅；锁口要大于孔型轧不同厚度时的调整量。参考数据：m=r1+28mm调整量,槽底凸度f：箱形孔型将槽底作成梯形或弧形凸起,作用：轧件在辊道上运行平稳；提高轧槽寿命；翻钢后轧制，抵消单鼓变形，侧面平直，防止出耳子。设计原则：单鼓变形严重，f要大些；成品孔不用，翻钢后如果是高轧件则要少用或不用参考数据：f=06mm,以24为多,孔型设计基本知识,孔型设计：钢锭或坯料在带槽轧辊上经过若干道次变形，以获得所需断面尺寸、形状、性能的产品而进行的一系列设计计算工作,涵盖了型钢轧制的主要过程参数，生产中调整余地小,断面孔型设计,轧辊辅件设计,轧辊孔型设计,根据原料、成品、性能要求，选择孔型系统，计算出道次、变形量、孔型形状和尺寸，作出孔型图,根据孔型图，在轧辊上分配道次、在轧辊上的位置、状态，保证轧制顺利，高产，必要的强度校核,导卫、围盘、翻钢装置、检查样板，防止出现偏心、缠辊等,主要内容,孔型设计基本知识,孔型设计的基本步骤,了解产品的技术条件,选择合理的孔型系统,计算道次并合理分配在各架轧机上,钢种特性，变形抗力，摩擦，膨胀产品标准：断面形状、尺寸、公差、压差、性能现厂情况：原料，轧机，平面布置等,每种孔型系统各有优缺点，影响到产量，质量，方案对比举例：轧制16m圆钢的成品孔：方-椭-圆0.9万能孔型0.26；椭圆-椭-圆0.07,n=,=,三辊开坯机k=0.30.5大型轧机k=0.250.48中型轧机k=0.150.27线型轧机k=0.170.2小型轧机k=0.10.3,平由经验定：630，5002，4002方=1.211.235804圆=1.21.2644302,3005圆=1.121.26,n取整数：奇列奇道,偶列偶道,负荷均匀;轧机节奏（第一根咬入到第二根钢咬入）相似第一道和最后一道走下轧制线成品道次和成品前分配在不同的机架上,各架道次分配原则,孔型设计基本知识,分配延伸系数,轧件面积计算,孔型尺寸,孔型设计的基本步骤,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f,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，校核:总=123n,F1=,由铁型孔型，确定圆角,斜度,高度,宽度,孔型在轧辊上配置,辊环宽度,绘图标尺寸,检验校核,咬入辊强,电机负荷,充满度,稳定性,轧辊辅件设计,检查样板,导卫装置的设计,孔型设计基本知识,孔型在轧机上的布置,横向布置,纵向布置,对称还是非对称？,多少个比较合适？怎么顺序？,横向主要考虑如何有效利用辊身长度,顺轧制顺序排列，以便于操作正确的备用孔数：切分孔，成品孔多正确的辊环宽度：考虑辊环强度和导卫板的安装钢辊：bz0.5hk铁辊：bzhk侧壁斜度大的孔bz可小些，但以能安装导卫板为限初轧机50100、轨梁大型100150、三辊开坯60150，中小型：50100,纵向主要解决非对称布置出现的问题,孔型设计基本知识,纵向布置问题需要的几个概念,直径,直线,压力,名义直径：D0型钢轧机人字齿轮机座内人字齿轮的中心距或节圆直径,工作直径：Dg轧制时与轧件接触部分的辊径，或轧件速度对应的辊径,原始直径：D新辊含辊缝在内的假想直径D=(1+k/2)D0,轧辊直径：Dh辊环直径，轧辊的实际直径,梅花轴K=0.140.16万向轴K=0.180.2,轧辊中线：上下轧辊水平轴线间距的等分线,轧制线：在轧辊上配置孔型的基准线,孔型中性线：孔型上，上、下辊轧制力在该处力矩相等的一条水平线,上下轧辊工作直径的差，单位mm,上压力：Dg上Dg下轧件下弯下压力：Dg下Dg上轧件上弯,轧制线和孔型中性线要始终重合在一起,采用压力的目的：克服轧件受温度、孔槽磨损、轧辊及导卫安装不正确等引起的轧件方向随机性，人为控制轧件出轧辊方向。压力大易引起断辊颈（扭矩集中）和轴套事故、且加剧摩擦；轧件弯曲过大。,孔型设计基本知识,孔型的配置方法,零压力配置时，保证三条线重合,轧制线中性线轧辊中线,“压力”配置时，保证轧制线和中性线重合，它们和轧辊中线的距离关系,x=D/4,上压力时，轧制线在轧辊中线的下方，轧件下弯下压力时，轧制线在轧辊中线的上方，轧件上弯,画出上、下轧辊轴线、间距为轧辊平均直径D，求轧辊中线。选择D，由x=D/4，计算轧制线距中线的距离和方位。求孔型中性线、并使之与轧制线重合。确定孔型各部分与轧辊直径与尺寸。采用斜配时、将中性线绕中线转一个角度后，再标注尺寸。,开坯孔型设计,二辊开坯孔型,道次计算,0.10.2炭钢，0.150.25合金钢,翻钢,一道一翻或24道次一翻钢,道次压下量,对于钢锭，由于有锥度，在开始道次存在二次咬入问题，可以大压下量轧制，每次翻钢前，各道压下量依次递减,开坯孔型设计,三辊开坯孔型,1、连铸坯或小钢锭152305，812，H=（0.40.45）D，重量在200650kg，对于初轧机可以采用H=（0.70.8）D较大的断面2、采用交流电机，带飞轮，穿梭轧制，减少投资，电机容量较小650N=1500kw，二700方坯初轧机N=3000kw能力增加很多3、辊身长，孔数多，共轭箱形孔，70箱形，70箱菱结合4、机前翻钢板，机后升降台，轧两道翻钢5、为中小型钢铁，以开坯为主（方、圆、板），同时兼有生产中心型钢材，由14架组成一列或几列。,特点,1、上下孔型在同一垂直面内，中辊轧槽共用，槽深h下h中h上不等,），所以三个辊切槽深度不等2、一对孔槽底宽度逐渐增加，为简单，可保持槽口宽度不变b下=B-（04）bZ=b下+（04）b上=bZ+（04）3、除最后一孔外，各孔均带有凸度（26）以（23）为多4、不可避免地有上压力，轧件下弯5、所轧件形状不规则，箱孔+菱-方孔,共轭孔的特点,开坯孔型设计,一对共轭孔总压力=D1+D2=2（D2-D1）+2（H1-H2）=2h2-2（D1-D2）,延伸孔型设计,主要作用：压缩轧件断面，影响产量和质量，对成品形状、尺寸影响不大常用孔型：箱形、菱形、椭、园、方、六角孔等。常用系统：箱形孔型系统，菱方，椭方，六角方，椭园，椭方，椭椭，菱菱，混合形。特点：各有优缺点，间隔出方（或对称轴断面）为主，灵活性大,延伸孔型设计,箱形（箱方）孔型系统,1共用性好，改S、换产品尺寸。减少孔型和换棍次数。2切槽浅、辊强大、（与等面积孔比）、h大。3变形均匀、磨损小、操作方便、表面质量好。4温降均匀5侧面氧化铁皮易脱落、表面质量好。6有园角和y、形状不准确。7两向压缩、侧面不易平直。,特点,组成,应用,平立平立，平平立立,初轧机、大、中型开坯机、线材粗轧机。85090、65060、40056、30045。,延伸孔型设计,菱方孔型系统,a.产品断面尺寸精确b.共用性好、调S变尺寸、随时出方c.夹持作用好、轧制稳定、调整操作方便、导卫要求不严d.四边加工、有利于改善金属组织e.比箱孔单道延伸系数大f.氧化铁皮不易去除g.切槽深、辊强降低（等面积比）h.沿孔型宽度上、辊径差大、金属和孔型相对滑动、磨损大i.角部不变化且尖锐、温降较大（不适宜轧合金钢）,特点,组成,应用,菱孔+方形孔,轧小断面方钢，A6080mm做延伸孔型以接在箱孔后面为好,延伸孔型设计,椭方孔型系统,a、多方向压缩，有利于提高金属质量b、没有棱角、，位置不断变换，温降均匀、氧化铁皮易去除c、中间出方，延伸系数大，快速压缩，减少道次d、椭圆孔和圆孔延伸差别大，磨损不一致，连轧常数易破坏e、椭园轧制不稳定、园孔易出耳子、对来料波动适应力差f、宽度方向变形不太均匀、磨损大,特点,椭孔+方孔,利用变形均匀、轧制优质钢和高合金钢、小型和线材连轧精轧机组。,组成,应用,延伸孔型设计,六角方,椭立椭,椭圆,延伸孔型设计方法,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。,经验法,孔型设计的核心是合理的布置压下并准确的评估宽展,中间夹扁法,已知来料和出延伸孔型的断面都是方或者园等对称面形状，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,延伸孔型设计方法,则方孔的个数为n/2,A,a,b,h,2019/12/13,41,可编辑,延伸孔型设计方法,中间件的外轮廓尺寸,箱方0.20.450.250.35菱方0.250.40.150.3椭方0.61.60.450.55有强迫宽展椭园0.350.550.250.35椭立椭0.50.60.30.4,延伸孔型构成,延伸孔型设计方法,如何评价一套延伸孔型设计是合理的？,两方夹扁的设计怎样转换成孔型尺寸？,怎样根据不同孔型系统的特点选择其合理性？,精轧孔型设计之圆钢,作为简单断面型材，一般指圆钢生产中最后35个孔,孔型系统选择,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40mm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。,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32mm以下的圆钢。,槽钢孔型设计,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。,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8200mm的圆钢。,精轧孔型设计之圆钢,成品孔的设计,一般问题,热断面,热断面形状：断面温度不均引起X、Y轴收缩不同,热尺寸：（1+at）,a=0.000012,1.0071.02,负公差轧制,根据钢材用途和轧制技术水平，按照负公差设计孔型，达到节约钢材的目的,精轧孔型设计之圆钢,带扩张半径的圆孔型：保证圆钢的椭圆度变化最小，调整范围也较大,R=,d-（01.0）-1.0071.02）,BK=d+（0.51.0）+（1.0071.02）,=30,R=,外圆角r=0.51，或按照表查,精轧孔型设计之圆钢,成品前孔,查表求得hk,Bk,a的数据，然后构成孔型尺寸,h(1.4-1.41)a；b(1.41-1.42)a；R(0.19-0.2)a；r(0.1-0.15)a；当a34mm时，s1.5-4mm，当a34mm时，s4-6mm，,以方-椭圆-圆为例进行孔型设计的方法,精轧孔型设计之复杂断面,复杂断面也叫异形孔或者凸缘孔型，有腰和腿之分，成垂直或一定角度,工字钢,槽钢,钢轨,1腰部2腿部3头部,设计思路：为了简化设计计算和保证成型一般把复杂断面划分成有若干个简单断面组成,设计过程中要注意各组成部分的断面积的比值。如图工字钢腰腿面积比应控制在0.461.46槽钢0.4851.75,精轧孔型设计之复杂断面,复杂断面轧制时的变形特点-不均匀变形,腰部面积大，延伸大，腰部金属将带动腿部金属延伸。由于金属的整体性限制，平均延伸系数趋向腰部，但小于腰部，所以多余金属向腿部流动，产生金属的转移。腿部由腰部补充，并由高向的收缩补充，称为金属的拉缩,腰部面积大，延伸小，腿部金属将带动腰部金属延伸。但带动不了，所以多余金属向腰部转移。更多的是产生宽展，闭口侧充满孔型，开口侧强迫宽展，腿增长或产生波浪。,腰部面积小，延伸大，腰部金属将带动腿部金属延伸，但带不动。所以多余金属向腿部流动，拉缩减少。当腰薄且面积小时产生腰部波浪。,腿部金属向腰部转移，腿易于增高。当腰部面积小，延伸差大时，腰产生拉薄,复杂断面轧制时的变形特点-变形的非同时性,精轧孔型设计之复杂断面,第一阶段：轧件首先与孔型闭口腿外侧壁和开口腿内侧接触面，腿部在上下轧辊力偶作用下发生一定的弯曲变形。第二阶段：随着腿部的弯曲，轧件插入孔型闭口腿，接触面积增加，插人阻力增加。开口腿部分首先受侧压开始变形，腰部与轧辊还未接触。第三阶段：轧件全部插入孔型闭口腿，腿高上受到直压，开口腿孔型对轧件产生较大的侧压变形，腰部变形仍未开始。第四阶段：腰部开始进行压缩变形，开口腿、闭口腿变形较小。上述断面各组成部分发生变形的顺序为开口腿、闭口腿、腰部，因而会造成轧件腰厚中心线上、下移动，同时增加了变形的不均匀程度和金属间的相互转移。,复杂断面轧件进入轧制变形区后，断面各组成部分的变形不是同时开始进行的现象,复杂断面轧制时的变形特点-速度差,精轧孔型设计之复杂断面,上下轧辊接触速度不同,同一轧辊斜度产生的速度差,侧压,开口轧槽两侧必须有斜度，并随着斜度的增加侧压增大。开口槽中的侧压使开口腿增高(宽展)，这个值与摩擦系数和楔倾角有关，当摩擦和楔角增加时，宽展量减小。闭口槽的金属变形与开口腿不同，不允许采用太大侧压景，否则产生楔卡现象并使闭口腿剧烈拉缩，因此，闭口档中只给一定直压量侧压量很小,复杂断面轧制时的变形特点-受力分析,精轧孔型设计之复杂断面,轧辊对金属的作用力对开口凸缘，摩擦力T1力图将金属压人开口凸缘，而T0+RZ1力图阻止金属进入开口凸缘，对开口凸缘不起拉缩和增长作用，而对闭口凸缘来说，To、R1与RZ1方向一致，都与金属进入闭口槽的方向相反，阻止金属进人，引起闭口凸缘的拉缩。为保证闭口凸缘有足够高度，设计时要减少闭口凸缘所受的阻力闭口凸缘的侧向压下量要比开口凸缘小，有时甚至不给侧压，并将开口侧设计得稍高一点，以避免出耳子，而在下一闭口槽中控制凸缘的高度。,复杂断面轧制时的变形特点-受力分析,精轧孔型设计之复杂断面,闭、开口槽的阻力之比,1阻力不同引起流动不同2f的减少有助于减少Cb/Ck值3设计中闭口槽进入1/22/3，开口槽进入1/31/2，闭口槽侧压小于开口槽,假设：开、闭口槽的形状尺寸相同开、闭口槽的侧压相同开、闭口槽均无高向压下轧件无纵向应力,孔型设计中的角钢设计,认识角钢,等边：90顶角、等壁厚、等腰长。225#厚度变化27种,不等边：90顶角、等壁厚、不等腰长、2.5/1.625/16.5厚24种,2502530047.5350695008147508001220,轧机和所轧制规格对照表,角钢轧制用蝶式孔型,孔型设计中的角钢设计,轧制用孔型系统介绍,蝶式孔型系统,带立轧孔：设计简单、共用性好、控制腿长。表面质量，翻钢22.5#；切槽深人工导卫,不带立轧孔：全平轧、易机械化、开口上下交替、闭口切入孔各种角钢,对角轧法：小坯料轧大角钢W型轧法：使腿伸长、热弯轧法：孔型简单、轧制、弯曲同时进行直腿轧法：轧制稳定、切槽深、差大、能耗高,特殊孔型系统,孔型设计中的角钢设计,蝶式孔型中的金属变形规律,矩形坯切分孔蝶式孔成品孔,坯料以能包容下成品角钢为好、矩形断面,蝶式孔数目46个、少、变形不均；多、产量下降，调整困难,道次平均延伸系数1.21.6平均压下系数1.21.65，越大越小宽展系数：大0.50.9中0.60.8小0.61.2,蝶式孔的组成：直线段、水平段、园弧段抬辊时：由于hzhS；HsHz进入成品孔时，水平段压下量大，出现强迫宽展，腿部伸长压辊时：hzhS；HsHz进入成品孔时，直线段压下量大，延伸量大，带动水平段，腿部缩短,同一蝶式孔型轧制不同厚度,孔型设计中的角钢设计,成品孔型设计,控制边长，加工端部，防止R过大，利于导位安装,主流设计方法，防止出耳子,（1）厚度：取标准尺寸hn（2）边长：Ln=（L+t）（1.0111.015）L成品边长（3）锁口长：Lsn415。保证BknBkn-1过大，辊强减小。（4）跨下圆弧半径，rbn取标准值（5）顶角：90度90度30分（10角，防止冷却后收缩取大值）（6）辊缝,孔型设计中的角钢设计,蝶式孔型设计,中心线长度法,一套孔型可轧不同厚度，由于抬长压短影响，为减轻调整压力，成品前孔两个规格共用一个,成品平均中心线长度,按照前述将各蝶式孔的压下量或压下系数，宽展系数定出，可以得到中心线长度,孔型设计中的角钢设计,蝶式孔型设计,边部弯曲半径：R（0.50.75）L,顶角,直线段的长度和辊强度以及轧制稳定性有关,初设计时R取大，边端加工，控制边长Rh/2,顶角压下系数为边厚压下系数的1.081.1倍,精轧孔型设计之工字钢,据GBT7061988规定，普通工字钢的规格为1063，即A100630mm，其断面尺寸关系为,腿的内侧壁斜度为1：6。,普通工字钢腿的宽度比较窄，腰和腿较厚，腿内侧壁斜度较大，在使用上很不经济。,在保证强度的条件下，为了节约金属而出现轻型工字钢，它的规格为1070号，其断而尺寸关系为：,内侧壁斜度为12。节约金属15%,认识工字钢,精轧孔型设计之工字钢,直轧法，斜轧法，直轧与斜轧混合法，万能轧法,(1)成品孔的腰和腿外侧不成90，有0.51的斜度，成品的腰和腿的外侧不成直角，形成内并外扩现象；轧制中无法调整，矫直后也不能完全消除。,(2)由于孔型侧壁斜度较小，轮件不易脱槽，易形成波浪。轧槽磨损后重车量较大。(3)直轧法需要采用较高的钢坯，较多的轮制道次，因此在生产中需要岗位人员多，产量低，各项消耗指标高。(4)由于采用较高的钢坯，孔型垂直配置，孔槽切人轧辊较深。这不但削弱轮辊强度，而且降低轧辊的耐磨性，致使换辊次数增多。,工字钢的成型方法,横列轧机16号工宇钢的直轧孔型系统,精轧孔型设计之工字钢,精轧孔型设计之工字钢,直轧孔和斜轧孔混合，一般粗轧孔采用直轧孔，最后34个孔采用斜轧孔。孔型配置成612的斜度，这样，轧出的成品，腿的内并外扩现象基本上可以消除，同时，成品腰宽可以保持不变，轧辊重车量可以减少1520。但是，采用斜轧孔型，在轧制过程中，轧辊轴向串动较大，需要在轧辊上做有工作斜面，面直轧系统却没有轴向窜动。尽管如此，混合系统仍比直轧系统优越。,轧制12号工字钢所用的孔型图,精轧孔型设计之工字钢,轧制中小号普通和轻型工字钢，也用于轧制大号工字钢。除最后23孔外，其余孔腿和腰不是互相垂直的，腿对腰向外张一定角度，以腰中心点为轴心，倾斜1023，(1)因为用弯腿斜轧孔型，开口腿的斜度很大(最大可达60%)，可以采用较大的侧压，它有助于腿高的增长，所以用这种轧法可以采用较小的钢坯轧制较大的工字钢。由于开口腿可以给予较大的侧压，切深孔腰部较厚，可以保持较高的温度。同时允许采用比孔型宽的钢坯，在切深孔中采用负展宽。因为用角式斜轧法轧制中小号工字钢时多用方坯，这样钢坯进入切深孔时，将倾斜一角度，其值与开口腿外侧斜度一致。在