（精选幻灯片）第三章 三辊开坯机的孔型设计.ppt

型钢孔型设计 2013年2月 轧钢工艺 之 专业方向 轧制 主讲 1 第三章三辊开坯机的孔型设计 3 0概述 三辊式轧机的开坯生产是将断面尺寸300 300mm以下的钢锭或钢坯 轧制成各种较小断面的钢坯 供给后道工序精轧成材 一般 大于300 300mm的大钢锭都是由二辊可逆式初轧机来承担开坯任务 所以也可以将三辊开坯轧机称为中 小型开坯机 中小型开坯机一般由若干架三辊式机座组成 这些机座成一列或多列布置 轧辊直径为 500 800mm 特点 轧辊都按固定方向转动 由上 下轧制线实现往复轧制 在同一轧制线上可同时轧制 从而可缩短轧制节奏时间 达到提高生产率的目的 三辊开坯机机座数目少而轧制道次多 但配孔数目又受到轧辊辊身长度的限制 因此三辊开坯机上常采用共轭孔型配置方法 采用平 平 立 方箱形孔型系统 偶道次后翻钢 与此相配合三辊 2 第三章三辊开坯机的孔型设计 3 0概述 开坯机机前设置翻钢滑板 机后设置升降台 上轧制线轧出的轧件借助于自重翻钢滑下滑的同时进行自动翻钢 从而使三辊开坯机实现机械化操作 三辊开坯机采用交流电动机作为原动机 从而简化了电气设备 同时采用飞轮 减小主电机的容量 三辊开坯机由于设置了较笨重的升降台 这就限制了钢锭的重量 一般均在1 5t以下 共轭孔型不能轧出几何形状正确的方形或矩形 为了轧制几何形状正确而断面又较小的钢坯 共轭箱形孔型之后通常接菱 方孔型系统 开坯的任务 将钢锭断面压缩到某种尺寸坯料 同时坯料又是一种断面形状简单 方 圆 扁 和尺寸精度低的半成品 3 第三章三辊开坯机的孔型设计 3 0概述 4 第三章三辊开坯机的孔型设计 3 0概述 1底座 3挡杆 4挡板 5滑板 2钢结构框架 5 第三章三辊开坯机的孔型设计 3 1压下规程制订 1 压下量和变形系数的确定压下量在三辊开坯轧机上由于轧制坯料断面较大 一般都采用箱形孔型 而箱形孔型内的压下量通常受电机能力和咬入条件的限制 故必须对前几道的咬入条件进行验算 以保证轧制顺利进行 在钢轧辊自由宽展孔型中的最大允许咬入角一般为21 24 三辊开坯机上提高轧机咬入能力 增加压下量的措施主要有以下方法 改变轧辊表面状态提高摩擦系数 合理构成箱形孔型 采用带限制宽展的孔型 双侧壁斜度箱形孔型允许咬入角可提高3 5 合理选择开坯机的轧辊转速 由轧制速度对摩擦系数影响可知 6 第三章三辊开坯机的孔型设计 3 1压下规程制订 1 压下量和变形系数的确定压下量当轧制速度 2m s时轧制速度对摩擦系数的影响不明显 而当线速度在2 3m s范围内 轧制速度对摩擦系数的影响显著 若开坯机上的最大压下量 道次的轧制速度处于上述范围时 则会出现咬入困难而迫使道次压下量减小 增加了轧制道次 改善喂钢条件 生产实际表明 上轧制线的压下量一般小于下轧制线 这是由于上轧制线轧件喂入时不能保持水平状态 因此对 500mm以上轧机采用升降台机械喂钢时 要考虑尽可能减少轧件在上轧制线咬入的倾斜程度 如适当放长升降台台面长度l 一般使l D0 12 15 以减小升降台仰角 7 第三章三辊开坯机的孔型设计 3 1压下规程制订 1 压下量和变形系数的确定压下量在钢锭轧制时采用小头进钢可比大头进钢提高生产能力1 2倍 压下量分配一般前两道次的压下量并不是很大 多数三辊开坯机上最大压下量在3 5道次 前两道次压下量不是最大值的原因是受钢锭大小头的限制 轧槽较深 工作辊径较小 受轧辊强度和咬入能力的限制 偶道次上轧制线轧制 因咬入的原因小于下轧制线的压下量 大多数三辊开坯机采用共轭孔型配置 为减少配置压力 上轧制线孔型压下量希望小些 8 第三章三辊开坯机的孔型设计 3 1压下规程制订 1 压下量和变形系数的确定变形系数延伸系数在三辊开坯机上 由于坯料断面较大 延伸系数常受到咬入条件 电机能力和轧辊强度等限制 一般平均延伸系数为1 16 1 3或更小些 虽然延伸系数较小 但其绝对压下量和断面缩减量较大 宽展系数在平箱形孔中 0 2 0 3 立箱形孔中 0 15 0 25 绝对宽展量一般可取0 10mm 当轧制钢锭时 前四道次的宽展系数可取0 0 1 9 第三章三辊开坯机的孔型设计 3 1压下规程制订 2 压下规程制订制订压下规程的主要内容包括 总变形量的计算 轧制道次的确定 翻钢程序 各道次变形量的分配及轧件断面尺寸的确定等 总变形量计算B H 坯料宽度与高度 对于钢锭按大头计算 mm b h 钢坯宽度与高度 mm b 总的宽展量 mm 若取宽展系数为0 15 0 20 则 b 0 15 0 20 H h B b 10 第三章三辊开坯机的孔型设计 3 1压下规程制订 2 压下规程制订轧制道次n的确定轧制道次计算的结果必须与轧机布置相适应 一般三辊开坯机一架或一列布置时 轧制道次要求为奇数 翻钢程序目前国内的三辊开坯机一般均在机前设置翻钢滑板 机后安装升降台 故其翻钢程序为偶道次后翻钢 即轧两道后翻一次钢 只有当设备条件允许或受坯料材质塑性的限制或对产品质量有要求时 才采用轧一道翻一次钢 11 第三章三辊开坯机的孔型设计 3 1压下规程制订 2 压下规程制订道次压下量和宽展量分配 12 第三章三辊开坯机的孔型设计 3 1压下规程制订 2 压下规程制订道次压下量和宽展量分配钢坯生产对宽展量计算并不重要 故分配时根据压下量和孔型形状等直接选取 而选取不准仅影响到翻钢后第一道次压下量的大小 稍加调整即可得到钢坯尺寸 但为了不致使偏差过大 宽展量分配时仍需满足以下关系 13 第三章三辊开坯机的孔型设计 3 1压下规程制订 2 压下规程制订各道轧件断面尺寸确定根据以上分配的各道次压下量 宽展量和翻钢程序 即可按顺轧制方向或逆轧制方向逐道确定轧件断面尺寸 下面以顺轧制方向为例确定轧件断面尺寸 已知坯料的最大断面尺寸为H B 则 14 第三章三辊开坯机的孔型设计 3 2孔型在轧辊上的配置 由于轧件在每对共轭孔型中轧制两道 所以偶数道次 即上轧制线孔型 的压下量必须靠减少上轧辊轧槽高度来实现 这样 采用共轭孔型时上压力是不可避免的 同时 由于中辊轧槽是共用的 所以中辊的磨损比其他辊快 为了使上压力能均匀地分配在上 下两个轧制线上 同时克服中辊摩擦快的缺点 孔型设计时 当上 下轧制线辊缝相等时 轧槽深度一般按下式选取 15 第三章三辊开坯机的孔型设计 3 2孔型在轧辊上的配置 1 当上中下轧辊原始直径相等时 即 D上 D中 D下则三个轧辊的轧制直径分别为 由于h1 h2 h3 所以 DK上 DK中 DK下此时上中辊的辊径差为 16 第三章三辊开坯机的孔型设计 3 2孔型在轧辊上的配置 同理可推出中 下辊的辊径差 即 可以看出 在h2 H1 H2 4的情况下 三辊开坯机的上压力等于上轧制线共轭孔型中的压下量 而与下轧制线孔型中的压下量无关 由此可得出结论 为了减小轧辊的上压力 在制订压下规程时 上轧制线共轭孔型中的压下量应取小些 2 当上 中 下轧辊原始直径不同时 即 D上 D中 D下此时上中辊和中下辊的辊径差分别为 17 第三章三辊开坯机的孔型设计 3 2孔型在轧辊上的配置 如想采用无上压力轧制 则设 D 0 则 采用共轭孔型而又不希望出现上压力轧制时 下 中 上轧辊的原始直径差应等于上轧制线孔型中的压下量 采用第二种配置方法 特别是采用无上压力轧制时 会引起连接轴倾角过大 影响轧机正