专利名称：超大直径圆钢生产孔型系统及轧制工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种超大直径圆钢生产孔型系统及轧制工艺。
背景技术：
生产直径大于Φ350πιπι的大棒材或圆钢，按照传统的生产工艺必须采用锻造方 法，而且根据金属材料性能要求，一般都需要两次以上加热后成型，尤其针对有较高性能要 求的产品需要遵循以下生产工艺压钳把(包括割底、割把、割肩)-倒棱-(滚圆)-镦粗-加热-拔方-八方-加 热-拔长(圆)_卡台阶(分段压槽)_拔长-精整、修正-切割。现有工艺的不足之处在于通常成材率只有70 75%，生产效率低，生产成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超大直径圆钢生产孔型系统及轧制工艺，可以有效提 高生产效率，降低成本。本发明提供了一种超大直径圆钢生产孔型系统，在一对轧辊上设计了三个孔型， 即扁六角孔型1、八角孔型2和圆孔型3，其中扁六角孔型1具有如下关键参数孔型总长度L = Da (1.2- 1. 24)；孔型底边长度Ll = (0. 52 0. 56)L ；型槽深 度Hl = 0. 4 0. OT ；过度圆弧半径rl = 0. 09 0. 15D。八角孔型2具有如下关键参数边长L2 = 0. 4 0. 5D ；过度圆弧半径r2 = 0. 09 0. 15D。圆孔型3具有如下关键参数圆弧半径R = O. 5D+4 10mm。其中Da为八角形钢 坯的对角线长度。所述D为成品圆钢直径。本发明提供了一种超大直径圆钢轧制工艺，主要包括以下步骤第一步，利用扁六角孔型1轧制钢坯，压下量为20 90mm/道次，各道次之间利用 推床翻转坯料90° ；第二步，利用八角孔型2轧制经上述第一步轧制形成的坯料，首先用推床将坯料 翻转90°，然后送入轧辊进行轧制，轧制的压下量为30 85mm/道次，各道次之间利用推床 翻转坯料90°。第三步，利用圆钢孔型3对经过上述第二步轧制形成的坯料进行精轧，压下量为 (50mm/道次，各道次之间利用推床翻转坯料90°。随后，按照常规工艺，将热轧成品大棒材钢冷却后并经过矫直、切分、切头尾、修磨 工序加工成成品。本发明的优点在于使用本发明中超大直径圆钢生产孔型系统及生产工艺，只需 1台大型型钢轧机，通过一次加热后轧制即可将坯料轧到要求尺寸，生产工艺简单，可生产效率高约5倍，降低生产成本50%，并且该生产工艺可将成材率提高20%。应用本发明制 造超大直径圆钢，可保证钢材的变形充分渗透，有效破碎了金属内部的碳化物和粗大晶粒， 保证了材料的韧性和机械性能，同时有利于提高成品的尺寸精度和表面质量。由于孔型的 设计合理精确，变形连续性完整，使得轧制后的大棒材直度得以保证。
图1是本发明的孔型系统示意图。图2是本发明的轧制工艺示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以 更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。实施例一本实施例所述为生产Φ660πιπι超大直径圆钢的孔型设计和轧制工艺，其完整的工 艺过程为钢坯-加热-扁六角孔型1轧制-八角孔型2延伸轧制-成品圆孔型3精轧-矫 直-冷却-切分-精整-入库。本实施例中选用对角线长为IOlOmm的八棱柱形钢坯，钢坯 材质为Ρ91，生产圆钢的直径为Φ660mm，使用轧辊直径为1500mm，轧辊转速为15rpm，钢坯 的初轧温度为1250°C左右。该轧辊上各孔型设计参见附图1，其相关参数为扁六角孔型1 孔型总长度L = 1250mm ；孔型底边长度Ll = 700mm ；型槽深度Hl =330mm ；过度圆弧半径rl = 90mm。八角孔型2 边长L2 = 320mm ；过度圆弧半径r2 = 70mm。圆孔型3 圆弧半径R = 336mm。本实施例所述的超大直径圆钢轧制工艺主要包括第一步，利用扁六角孔型1轧制钢坯，压下量为30 70mm/道次，往返轧制每道次 间将钢坯翻转90°，直至工件断面尺寸约为740X830mm时，完成开坯轧制。利用第一道次压下剥离了表面的氧化铁皮，使得后续表面质量得以提高，同时由 于连续轧制，变形均勻，使得轧制棒材的变形渗透较深，有效破碎了金属内部的碳化物和坯 料中的粗大晶粒，保证了材料的韧性和机械性能。第二步，利用八角孔型2轧制经上述第一步轧制形成的坯料，首先用推床将坯料 翻转90°，然后送入轧辊进行轧制，轧制的压下量为60 80mm/道次，每道次间将钢坯翻转 90°，直至工件断面尺寸约为665X740时结束本步骤。由于采用八角孔型和适当的压下量，进一步保证轧制过程中金属充分延伸，变形 渗透较深，有效破碎了金属内部的碳化物和坯料中的粗大晶粒，提高了材料的韧性和机械 性能，确保轧制后的大棒材的各项机械性能满足市场的质量需求。第三步，利用圆钢孔型3对经过上述第二步轧制形成的坯料进行精轧，压下量为 < 50mm/道次，每道次间将钢坯翻转90°，直至工件断面尺寸为Φ672时结束。轧制过程中，坯料截面的变形情况大致如附图2所示，图中虚线表示进入相应孔 型之前的钢坯截面，剖面线区域表示完成相应步骤时的钢坯截面。由于孔型设计的合理精确，变形连续性完整，使得轧制后的大棒材直度得以保证，椭圆度大大改善，远远优于传统的锻造成型工艺，可以保证最终产品表面质量和尺寸精度， 椭圆度大大改善，远远优于传统的锻造成型工艺。实施例二 本实施例所述为生产Φ600πιπι超大直径圆钢的轧辊设计和轧制工艺，其完整的工 艺过程为钢坯-加热-扁六角孔型1轧制-八角孔型2延伸轧制-成品圆孔型3精轧-矫 直-冷却-切分-精整-入库。本实施例中选用对角线长IOlOmm的八棱柱形钢坯，钢坯材 质为Ρ22。本实施例中使用轧辊直径为1500mm，转速为30rpm，钢坯的初轧温度为1250°C左 右。该轧辊上各孔型设计参见附图1，其相关参数为扁六角孔型1 孔型总长度L = 1212mm ；孔型底边长度Ll = 630mm ；型槽深度Hl =240mm ；过度圆弧半径rl = 60mm。八角孔型2 边长L2 = 250mm ；过度圆弧半径r2 = 60mm。圆孔型3 圆弧半径R = 304mm。本实施例所述的轧制工艺主要包括第一步，利用扁六角孔型1轧制钢坯，压下量为20 60mm/道次，每道次间将坯料 翻转90°，直至工件断面尺寸约为680X810mm时，完成开坯轧制。第二步，利用八角孔型2轧制经上述第一步轧制形成的坯料，首先用推床将坯料 翻转90°，然后送入轧辊进行轧制，轧制的压下量为30 70mm/道次，每道次间将钢坯翻转 90°，直至工件断面尺寸约为602X680mm时，结束本步骤。第三步，利用圆钢孔型3对经过上述第二步轧制形成的坯料进行精轧，压下量为 (50mm/道次，每道次间将钢坯翻转90°，直至工件断面尺寸为Φ608时结束。轧制过程中坯料截面的变形情况大致如附图2所示，图中虚线表示进入相应孔型 之前的钢坯截面，剖面线区域表示完成相应步骤时的钢坯截面。实施例三本实施例所述为生产Φ 350mm超大直径圆钢的轧辊设计和轧制工艺，其完整的工 艺过程为钢坯-加热-扁六角孔型1轧制-八角孔型2延伸轧制-成品圆孔型3精轧-矫 直-冷却-切分-精整-入库。本实施例中仍然选用对角线长为IOlOmm的八棱柱形钢坯， 钢坯材质为P22，使用轧辊直径为1500mm，轧辊转速为15rpm，钢坯的初轧温度为1250°C左 右。该轧辊上各孔型系统参见附图1，其相关参数为扁六角孔型1 孔型总长度L = 1230mm ；孔型底边长度Ll = 660mm ；型槽深度Hl =150mm ；过度圆弧半径rl = ；35讓。八角孔型2 边长L2 = 150mm ；过度圆弧半径r2 = 35mm。圆孔型3 圆弧半径R = 180mm。本实施例所述的轧制工艺主要包括第一步，利用扁六角孔型1轧制钢坯，压下量为50 90mm/道次，每道次间将坯料 翻转90°，直至工件断面尺寸约为410X500mm时，完成开坯轧制。第二步，利用八角孔型2轧制经上述第一步轧制形成的坯料，首先用推床将坯料 翻转90°，然后送入轧辊进行轧制，轧制的压下量为20 50mm/道次，每道次间将坯料翻转 90°，直至工件断面尺寸约为343X425mm时，结束本步骤。第三步，利用圆钢孔型3对经过上述第二步轧制形成的坯料进行精轧，压下量为(50mm/道次，每道次间将钢坯翻转90°，直至工件断面尺寸为Φ 360时结束。轧制过程中坯料截面的变形情况大致如附图2所示，图中虚线表示进入相应孔型 之前的钢坯截面，剖面线区域表示完成相应步骤时的钢坯截面。以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范 围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明 的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
权利要求
1.一种超大直径圆钢轧制工艺，其特征在于主要包括以下步骤第一步，利用扁六角孔型1轧制钢坯，压下量为20 90mm/道次，各道次之间翻转坯料 90° ；第二步，利用八角孔型2轧制经上述第一步轧制形成的坯料，首先用推床将坯料翻 转90°，然后送入轧辊进行轧制，轧制的压下量为30 85mm/道次，各道次之间翻转坯料 90° ；第三步，利用圆钢孔型3对经过上述第二步轧制形成的坯料进行精轧，压下量为 (50mm/道次，各道次之间利用推床翻转坯料90°。
2.一种超大直径圆钢轧制生产孔型系统，其特征在于一对轧辊上设计有三个孔型， 即扁六角孔型(1)、八角孔型⑵和圆孔型(3)。
3.根据权利要求2所述的超大直径圆钢轧制生产孔型系统，其特征在于所述的扁六 角孔型(1)中，孔型总长度L= (1. 2 1. )De;孔型底边长度Ll= (0. 52 0.56) L ；型 槽深度Hl = 0. 4 0. 5D ；过度圆弧半径rl = 0. 09 0. 15D。
4.根据权利要求2所述的超大直径圆钢轧制生产孔型系统，其特征在于所述的八角 孔型O)中，边长L2 = 0.4 0. OT ；过度圆弧半径r2 = 0. 09 0. 15D。
5.根据权利要求2所述的超大直径圆钢轧制生产孔型系统，其特征在于所述的圆孔 型(3)中，圆弧半径R = O. 5D+4 10謹。
全文摘要
本发明提供一种超大直径圆钢生产孔型系统及轧制工艺，所述孔型系统是在一对轧辊上设计了三个孔型，即扁六角孔型1、八角孔型2和圆孔型3；所述轧制工艺包括以下步骤利用扁六角孔型1轧制钢坯，压下量为20～90mm/道次；利用八角孔型2轧制经上述步骤轧制形成的坯料，首先用推床将坯料翻转90°，然后送入轧辊进行轧制，轧制的压下量为30～85mm/道次；利用圆钢孔型3对经过上述步骤轧制形成的坯料进行精轧，压下量为≤50mm/道次。上述三步骤各道次之间翻转坯料90°。本发明的优点是，只需1台大型型钢轧机，通过一次加热后轧制即可将坯料轧到要求尺寸，生产工艺简单，可生产效率高约5倍，降低生产成本50％，并且该生产工艺可将成材率提高20％。
文档编号B21B37/58GK102069090SQ20101057858
公开日2011年5月25日 申请日期2010年12月8日 优先权日2010年12月8日
发明者徐国荣, 范国君 申请人:扬州诚德重工有限公司