单机架初轧机大圆孔型及导位装置设计的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于轧制孔型设计，具体涉及单机架初轧机大圆孔型及导位装置设计。
【背景技术】
[0002]近年来，国内外连铸迅速发展，特别是生产大圆钢连轧机的投产，初轧机面临着生产量不足，甚至被淘汰的局面。根据市场对大圆钢的需求，结合我公司产品钢种多，高强钢、合工钢、不锈钢利润高的特点，需要扩大初轧机大圆钢的产品规格，特别需要设计单机架850初轧机生产Φ170-250πιπι、Φ310mm大圆孔型及导位装置。
【发明内容】
[0003]本发明公开一种单机架初轧机大圆孔型及导位装置设计，目的是扩大初轧机的轧制功能，实现单机架初轧机生产大圆材的目的。
[0004]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
1.初轧机大圆钢孔型设计采取“箱型一倒角方一近似椭圆多边孔一圆”孔型系统如图2所示。
[0005]所述圆为产品孔，孔槽口与辊面相交处采用尖角；
所述近似椭圆多边孔的设计如图5所示，计算出多边孔的h、b值: h=D- Δ b
式中:D为成品圆钢的直径 Δb为成品孔的览展量； b值，按巴氏的方法为:b=l.12D 根据实际经验:
b= (1.12?1.16) D比较合适，大直径圆钢取相应的大值；
按经验:a= (0.52 ?0.55) b e 取 2mm ?4mm c=[b-(a+2e) ] /2 d 取 4mm ?6mm s 取 10mm
多边孔上下作的两个圆弧圆弧半径R的大小对成品圆钢两侧充满情况有较大影响，不能取得太小，根据实际经验，采用下面的经验公式计算:
R = D/2+1.15 Δ h式中:Ah为成品孔的压下量。
[0006]R计算出后，作圆弧过多边孔最高点H，然后分别过A、B两点作圆弧的切线，形成了近似椭圆线；其它线段按上述参数及计算数据作图，即构成近似椭圆多边孔。
[0007]所述倒角方孔的构成见图7，第一步按常规方法作出不带圆角的方孔，然后，在A点取线段AB= X，X的长度由多边孔的C值来定:X=(0.6?1)C，再过B点作斜线，其斜率与多边孔斜线的斜率一致，为45°与方孔侧壁交于C点，这样倒角方孔的一个角就作出来了，只是转折处用适当的圆弧连接即可，其余三角照此办法即可。
[0008]所述箱形孔为孔型系统的第一孔，
孔型高度h = 100 mm。
[0009]槽口宽度Bk= B。+ Λ B= BO+ (100 ?200)腿；
B0 一最大钢锭/坯的大头宽度；
槽底宽度bK= B。- (5?10) mm Btl—进此孔型轧件的宽度。
[0010]2.单机架初轧机大圆孔型的导位装置
导位装置采用的是间距可调夹板式，导位装置的长度取决于轧辊与推床导位板之间的距离，采用天车吊挂固定方式。
[0011]一、对孔型设计的说明:
1.轧制大型圆钢孔型系统有两种:
方一平(箱)一立椭一椭圆一圆常用的万能孔型系统；
箱一方一八角一圆孔型系统(如图1所示)。
[0012]两种孔型系统各有特点，前者变形均匀，能轧出外形好且尺寸精确的圆钢；后者变形欠均匀，特别是方进八角这道更突出，在八角孔易翻扭，但轧件在辊道上放立、运行很平衡，在没有导卫装置的初轧机上具有很大的优势。
[0013]将这两种孔型系统综合起来，取长补短，形成“箱型一倒角方一近似椭圆多边孔一圆”孔型系统(如图2所示)，兼有上述两种系统的优点，变形均匀，轧出的圆钢外观好，精度较高，而且轧件在辊道上运行稳定，有利于过程轧制。其主要原因如下:
⑴由于初轧机有横向窜动(不可避免)采用此种系统生产大圆钢，轧件断面积大，对多边孔反扭抗力大，不容易倒铁。
[0014]⑵型铁在进入多边孔型时，高宽比比较好，轧件在孔型里稳定性好，不容易倒铁。
[0015]2.成品孔设计:
成品孔的设计方法都一样，只有一个问题需注意，即孔槽口与辊面相交处有两种选择:⑴小圆角J2)尖角。经过生产实际检验，这两种方法各有优点:
⑴小圆角:调整不方便，但在轧制过程中，不易因操作不当，造成成品圆被咬出一条沟，甚至报废。
[0016]⑵尖角:调整轧辊时卡量准确，这在初轧机生产大圆材调整是非常重要的。但是如果在轧制过程中咬入不正、过充满等操作操作失误的情况下，尖角会把成品圆两侧咬出一条沟，直接影响产品质量。
[0017]根据优缺点对比，同时考虑实际生产中轧机调整至关重要，并且咬入不正、过充满等操作失误是可以通过培训、熟练操作避免的，设计采用了尖角。
[0018]3.近似椭圆多边孔设计:将多边孔上下平直线作成近似椭圆曲线。
[0019]按照巴赫捷诺夫的设计方法，多边孔上下作成平直线，如图3所示。
[0020]这种孔型轧出的轧件翻钢后两侧是平面，在成品孔中轧制时不易充满，形成平带，越大的圆钢平带越严重。因此，在多边孔上下作了两个假帽，如图4所示，先作一圆弧与平直线相交两点，在相交处用两个反圆弧连接。这样的设计也不可取，虽然平带的问题得到改善，但在成品孔较小压下量作用下，两个反圆弧宽展不出来，在成品两侧分别形成两条槽，影响钢材的外观质量，增大圆管坯的削皮量；另外原设计:a=0.5b，这个值偏小，对轧件的稳定不利，都进行相应的改进，构成近似椭圆多边孔(如图5所示)。
[0021]4.倒角方孔的设计:
方孔型在大圆钢孔型中起着承上启下的重要作用，直接影响轧件在多边孔的稳定性。
[0022]⑴现有的方孔轧出的方轧件进入多边孔时变形不均匀，缺点:
①由图6可见轧件两侧变形程度大，中间部份小，两侧的延伸将大于中部，但轧件是个整体，虽然各部份的变形程度不同，但纵向延伸仍趋于一致；由于强迫使延伸均等的结果，轧件内就存在一个附加应力，轧件两侧将给中部施以拉应力，而中间部份反过来对两侧施以压应力，两种应力的存在是造成钢材表面拉裂的重要因素，对特殊钢而言更为严重，因特钢本身塑性不如普钢，如遇钢锭表面或皮下存在气泡或夹杂时尤为严重。②变形不均造成孔型磨损不均，加快了孔型的老化，现有孔型轧400多吨不锈钢(原牌号lCrl8Ni9Ti)，多边孔型就严重磨损，必须进行重车。
[0023]③方轧件的四角是圆角，进多边孔时与多边孔的斜面形成点接触，钢不易喂正，力口之方孔内不可能得到准确的方形轧件，这些都是造成轧件在多边孔内扭转，特别是轧制高合金钢和不锈钢时，扭转尤为严重；因这些钢变形抗力大，轧件形状稍不规则或喂不正，则其倾翻力矩远大于一般钢，而易于扭转。
⑵倒角方孔型设计的原则应力求轧件在孔型内变形均匀，但往往不均匀变形又是不可避免的，就要求孔型设计如何合理分配变形不均，一般是尽量将变形不均分配在前面的道次，因这时轧件断面大、温度高、变形相对容易些，根据这个道理，将多边孔变形不均分配给方孔，将方孔设计成如图7的倒角方孔，这样是否使轧件在倒角方孔内是否会扭转？不会，因这时轧件断面大，变形不均只发生在角部，角部面积占整个断面面积的比例是很小的，所以角部对中间部份的拉应力是很小的，不足以产生影响，而角部受中部的压应力，不会产生不良作用，对轧件产生反扭的力矩，这时也是很小的，不足以使轧件反扭，实践证明，还没有发生过轧件在方孔中发生扭转的现象。
倒角方孔的构成见图7。
[0024]倒角方孔型近似