第3章 轧机的选择 表3-3 轧辊参数
轧辊
机架号
直径D (mm)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
680 680 680 680 660 660 600 600 600 600 600 600 440 440 440 440 360 360
辊身 长度L (mm) 760 760 760 760 760 760 750 750 750 750 750 750 750 750 750 750 650 650
辊颈 直径d (mm) 350 350 350 350 340 340 320 320 320 320 320 320 220 220 220 220 180 180
辊颈 长度l (mm) 320 320 320 320 320 320 280 280 280 280 280 280 220 220 220 220 180 180
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河北联合大学轻工学院 毕业设计说明书 第4章 孔型系统选择与设计
4.1 孔型设计的要求与基本原则
成品质量好：包括产品断面几何形状正确，尺寸公差合格，表面光洁，无缺陷，机械性能好；
轧机产量高：合理的孔型设计应使轧制节奏时间最短，一般情况是轧制匀形，使串辊的次数最少，这些有可能提高轧机的作业率；
产品的成品低，即使金属消耗、电能消耗合轧辊等技术经济指针降到最低； 适应平立轧机的设备条件。
4.2 孔型系统的选择
棒材孔型系统一般为椭圆-圆系统，这种系统适合平立交替轧机使用，轧件没有尖角低温处，断面温度比较均匀。椭圆孔磨损也较为均匀（相对方进椭）。
4.2.1 箱形孔型系统
图4.1 箱形孔型系统
箱形孔型的优点如下：
1.用改变辊缝的方法可以轧制多种尺寸不同的轧件，共用性好。这样可以减少孔型数量，减少换孔或换辊次数，提高轧机的作业率。
2.在轧件整个宽度上变形均匀。因此孔型磨损均匀，且变形能耗少。 3.轧件侧表面的氧化铁皮易于脱落，这对改善轧件表面质量是有益的。 4.与相等断面面积的其他孔型相比．箱形孔型在轧辊上的切槽浅．轧辊强度较高，故允许采用较大的道次变形量。
5.轧件断面温度降较为均匀。 其缺点如下：
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第4章 孔型系统选择与设计 1.由于箱形孔型的结构特点，难以从箱形孔型轧出几何形状精确的轧件。 2.轧件在孔型中只能受两个方向的压缩，故轧件侧表面不易平直，甚至出现皱纹。
3.由箱形孔型系统的优缺点可知，采用箱形孔型轧制大型和中型断而时轧制稳定，轧制小型断面时稳定性较差。它适用于小型棒材粗轧机架。
4.2.2 椭圆－圆孔型系统
图4.2 椭圆-圆孔型系统
该孔型系统特点如下：
1、变形较为均匀。孔型形状能使轧件从一种断面平滑的转换成另一种断面，从而避免了金属由于剧烈的不均匀变形而产生的局部应力；
2、在此孔型中轧出的轧件没有尖锐的棱角，可以保证轧件断面各处冷却均匀，因此，轧制时不易形成皱纹；
3、孔型形状有利于去除轧件上的氧化铁皮，使轧件具有良好的表面； 4、在某些情况下，可以在椭圆－圆孔型系统中的圆孔型轧出成品圆钢，这样当改变品种规格时，可以只换孔不换辊，从而减少轧辊储量和换辊次数；
5、延伸系数小，因而增加了轧制道次，降低了产量，增加了轧辊与设备的消耗，提高了产品成本；
6、椭圆轧件在圆孔型中不易稳定，要求圆孔型入口夹板调整机准确； 7、在圆孔型中，对宽展敏感大，容易出耳子，因此调整严格[11]。 鉴于椭圆－圆孔型系统的上述特点，主要是由于延伸系数小，增加了轧制道次，使轧机工作效率低，产量降低和成本的提高，但是由于质量好，减少了精整工序和精整设备，并且减少了废品率和次品率，即可以完全补偿所增加的成本。
随着圆钢轧制技术的进步与线材连轧的发展，椭圆－圆孔型系统已逐渐被推广，应用于圆钢精轧孔型系统与线材的精轧机上。特别是轧制线材的45°无扭转精轧机组，也用它作为延伸孔型[12]。
综上所述，本设计的Φ24棒材的孔型系统为箱型孔与椭圆－圆孔型系统的组合。具体孔型系统为：
粗轧： 箱型－方箱－平椭圆—圆—椭圆－圆
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河北联合大学轻工学院 毕业设计说明书 中轧： 椭圆－圆－椭圆－圆－椭圆－圆 精轧： 椭圆－圆－椭圆－圆—椭圆—圆
4.3 典型产品Φ24圆钢的孔型设计
由前面设计可知，本车间的轧机共18架，轧制过程中用其中的18架，也就是说采用18个孔型系统进行轧制。
4.3.1 分配延伸系数
分配延伸系数的依据：
1.轧制开始时，轧件的温度较高，氧化铁皮多，摩擦系数小，咬入困难，此时延伸系数的分配主要考虑咬入条件的限制；
2.随着轧件氧化铁皮的脱落，咬入条件大为改善，此时充分利用轧件温度高，塑性好，变形抗力低的特点，给以大变形；
3.最后几道次为保证成品断面形状和尺寸的正确性，减少孔型磨损，提高轧辊使用寿命，以及降低能耗，应采用较小的延伸系数，此外，由于椭圆孔和圆形孔的不特点，椭圆孔的延伸系数比圆形孔的相对大些。
连铸坯断面积： F0=165×165=27225mm2 热膨胀系数
η=0.010～1.015，一般生产取η=1.012
Φ24圆钢横截面积：
Fn??4??d0?2?3.14??1.012?24?2?463.084
Φ24圆钢的总延伸系数为：
???式中：
μ∑——总延伸系数 F0——原料断面面积 Fn——成品断面面积
F0 (4.1) Fn???分配各道次延伸系数：μ
∑=
F027225??58.79 Fn463.08
μ1μ2μ3?μn=58.79
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第4章 孔型系统选择与设计 表4-1 孔型延伸系数
孔型系统 延伸系数
箱型 1.15～1.6
椭圆型 1.2～1.6
圆型 1.2～1.4
确定各道次延伸系数
表4-2 各机架延伸系数的分配
机架号 延伸系数μ 机架号 延伸系数μ
1 1.18 10 1.30
2 1.23 11 1.27
3 1.24 12 1.24
4 1.27 13 1.22
5 1.29 14 1.21
6 1.31 15 1.20
7 1.34 16 1.20
8 1.36 17 1.20
9 1.33 18 1.20
延伸系数分配的校核： μ
∑=
μ1μ2μ3?μn=1.36×1.37×1.35×?×1.14=58.68
∴分配初步合理。
4.3.2 轧制各道次面积的确定
由延伸系数与轧件断面面积关系，确定各道次轧件断面面积：单位（mm2）
表4-3 各道次轧件断面面积
道次 1 2 3 4 5 6 7 8 9
面积 23072.03 18757.75 15127.22 11911.2 9233.49 7048.46 5260.05 3867.68 2908.03
道次 10 11 12 13 14 15 16 17 18
面积 2236.95 1761.38 1420.46 1164.31 962.24 801.87 668.22 556.85 464.04
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