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看,采用工字型断面较方便,因为采用工字型断面可以用螺栓通过翼缘的通孔来固定滑板;若机架采用矩形断面,则滑板必须用螺钉来固定,这时要在窗口表面加工螺孔,因此机架的加工是比较困难的,更换滑板亦较麻烦。
3)机架轴承座内侧有设置轴承座滑板的,也有不设置轴承座滑板的,当然有滑板比没有要强,因为在某种程度上起到了防护机架磨损的作用。但是在小型型钢与线材轧机上,虽然在轧制过程中因轴承座的弹跳而造成对机架立柱内侧的某种冲击滑动是不可避免的,但因轴承座的滑动量较小,对机架立柱不会造成很大的磨损;另因机架小、窗口窄,加工滑板的固定螺孔是有一定困难的,一般只能用人工攻丝,废时废工。因此在小型型钢线材轧机上的滑板是可以免去的,对生产不会有很大的影响。
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3轧制压力和轧制力矩的计算
3.1孔型的选择
轧制线材用的孔型按用途可分为延伸孔型和精轧孔型。延伸孔型的作用是压缩轧件断面为成型孔提供红坯。精轧孔型的作用是使轧件最终形成所需的成品断面形状和尺寸。轧制线材常用的孔型按形状分有箱型孔型系统、菱—方孔型系统、菱—菱孔型系统、六角孔型系统、椭圆—方孔型系统、椭圆—立椭圆孔型系统、椭圆—圆孔型系统等。这里选择椭圆—圆孔型系统。为了保证粗轧机组轧制出断面尺寸准确的轧件,最后一道次采用圆孔型。
3.1.1箱-圆-椭圆-圆孔型系统的特点
1)可在同一孔型中轧制多种尺寸的轧件,共性大,可以减少孔数,减少换孔或换辊次数,有利于提高轧机的作业率。
2)在轧件断面相等的条件下,与其他孔型系统相对比,箱形孔型系统的孔型在轧辊上的切槽较浅,这样可相对提高轧辊强度,可增大压下量,对轧制大断面轧件是有利的。
3)在孔型中轧件宽度方向上的变形比较均匀,同时因为孔型中各部分之间的速度差较小,故孔型的磨损较为均匀,磨损程度和变形功也因之相对小些。 4)轧件在箱形孔型中轧制,有利于氧化铁皮的脱落。? 5)轧件在箱形孔型中轧制比在光辊上轧制稳定。 6)轧件断面的温降较为均匀。?
7)箱形孔型不适于轧制要求断面形状精确的小轧件。?
8)轧件在箱形孔型中只能在一个方向上受到压缩,其侧面表面不易平直,有时出现皱纹,同时角部的加工也不足。
根据箱形孔型系统的特点可知,它适用于初轧机、轨梁轧机、二辊和三辊开坯机、中小型或线材轧机的开坯孔型,它适用于大断面的成品方钢。在中小型和线材轧机上,用于前几道做开坯孔型,有利于去除轧件上的氧化铁皮。
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图3.1 椭圆-圆孔型系统
3.1.2轧制参数的确定
表3.1 主要轧件规格轧制参数
机架
孔 序
高度×宽度
Ⅰ
0 1 2 3 4 5 6
250×250 196×260 162×267 190×180 160×187 140×174 110×183
54 34 77 30 47 30
10 7 18 7 14 9
1.3 1.4 1.6 1.8 2.1 2.6 3.1
2.4 2.54 2.42 2.58 2.68 2.84
1150 1125 1100 1075 1050 1025
压下量
宽 展
长 度
轧制速度 轧制温度
3.2轧制力的计算
3.2.1第一轧制道次平均单位压力计算
考虑到φ650线材轧机的工作环境温度是1150 ℃,经大量的试验资料证实,线材轧机的轧制力,采用S.艾克隆德公公式(适用于热轧型钢轧机和线材轧机)计算与实测记录比较接近。平均单位压力公式如下:
pm?(1?m)(k??u) (3.1)
式中:m—考虑外摩擦对单位压力的影响系数;
k—轧制材料在静压缩时变形阻力,MPa; ?—轧制粘性系数,kg·s/mm2;
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u—变形速度,s?1。
艾克隆德根据其研究,提出了k、?、u的计算公式。 他给出下式计算系数m:
m=
1.6?R(h0?h1)?1.2(h0?h1)h0?h1 (3.2)
式中:?—摩擦系数,建议采用下式计算,对钢轧辊?=(1.05-0.0005t),对硬面铸铁轧辊?=0.8(1.05-0.0005t),t为轧制温度;
h0、h1—轧制前后轧件的高度,mm;
R—轧辊半径,mm。
?=0.8(1.05-0.0005t)=0.8(1.05-0.0005×1150)=0.38 (3.3)
根据表3.1得:h0=250mm,h1=196mm,R=325mm,所以由公式(3.2)得:
m=
1.6?R(h0?h1)?1.2(h0?h1)h0?h1
=
1.6?0..38?325?(250?196)?1.2?(250?196)
250?196=0.03
利用L.甫培(Pomp)热轧方坯的试验数据,得到k(MPa)的计算公式:
9.8 (3.4) k=(14-0.01t)[1.4+?(C)??(Mn)?0.3?(Cr)]×
式中:t—轧制温度,℃;
?(C)—碳的质量分数,%;
?(Mn)—锰的质量分数,%;
?(Cr)—铬的质量分数,%。
?(C)=0.17%,?(Mn)=0.43%,?(Cr)= 由实际工况得:由文献[2,18-35]查得:t=1150℃,0%。
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9.8 k=(14-0.01t)[1.4+?(C)??(Mn)?0.3?(Cr)]×= (14-0.01×1150)[1.4+0.17+0.43+0.3×0]×9.8 =49(MPa)
轧件粘度系数?(kg·s/mm2)按下式计算:
?=0.01(14-0.01t)c (3.5)
式中:c—考虑轧制速度对?的影响系数;
t—轧制温度;
由实际工况得:v=2.5~3m/s,所以由文献[1,54]查得c=1。
?=0.01(14-0.01t)c=0.01×
(14-0.01×1150)×1=0.04 (kg·s/mm2))
艾克隆德用下式计算变形速度。 由文献[1,54]查得:
2v?h u=
Rh 0?h1式中:v—轧制速度,mm/s;
h0、h1—轧制前后轧件的高度,mm; R—轧辊半径,mm。
?h?h0?h1=250-196=54(mm)
把数据代入(3.6)式得:
2v?h2?2800?54u=Rh=3250?h1250?196=5.0(1/s)
所以由公式(3.4)计算平均单位轧制力:
pm=(1+m)(k+?u)=(1+0.03)(49?0.04?5.0)?50.68(MPa) 3.2.2轧制总压力的计算 根据:
(3.6)