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轧钢分公司轧钢分公司轧钢分公司轧钢分公司 二二二二一六年十二月一六年十二月一六年十二月一六年十二月Page 21 14 42 23 3目录目录孔型与导卫孔型与导卫轧制缺陷和调整轧制缺陷和调整轧钢轧钢 设备设备金属压力加工金属压力加工轧制轧制Page 3第一章金属压力加工1、金属压力加工的概念 利用金属材料在外力作用下产生的塑利用金属材料在外力作用下产生的塑性变形，获得具有一定形状、尺寸和力学性变形，获得具有一定形状、尺寸和力学性能的原材料，毛坯或零件的生产方法。性能的原材料，毛坯或零件的生产方法。（金属塑性加工）（金属塑性加工）固体具有基本形状，欲将其改变，一是固体本身应具有塑性，二是需要借助外力。Page 42、金属压力加工的种类金属压力加工的分类：靠压力作用使金属产生塑性变形：锻造、轧制、挤压；靠拉力作用使金属产生塑性变型：拉拔、冲压等。自由锻自由锻模锻模锻板板料料冲冲压压挤压挤压拉拔拉拔轧制轧制Page 6 轧制的定义：金属在两个旋转的轧辊之间受到压缩而进行塑性变形的过程。金属可通过轧制获得一定形状、尺寸和性能。轧制的方式：a.纵轧 b.斜轧 c.横轧 Page 7a.纵轧：轧件纵轴线与轧辊轴线垂直，两个工作轧辊的纵轧：轧件纵轴线与轧辊轴线垂直，两个工作轧辊的 旋旋 转方向相反（型线材、板带材等）；转方向相反（型线材、板带材等）；Page 8b.斜轧：轧件的纵轴线与轧辊轴线成一定的倾斜角，两个 轧辊的旋转方向相同（无缝管生产）；Page 9c.横轧：轧件纵轴线与轧辊轴线平行，两个工作轧辊的旋横轧：轧件纵轴线与轧辊轴线平行，两个工作轧辊的旋 转方向相同（圆形断面的各种轴类等回转体）。转方向相同（圆形断面的各种轴类等回转体）。Page 103、塑性的概念u定义：u 所谓塑性，是指固体金属在外力作用下能稳定地产生永久变形而不破坏其完整性的能力。u 塑性成形：金属在外力作用下，利用其塑性而使其成型并获得一定力学性能的加工方法u Page 114、塑性的指标p塑性的大小可以由金属在不同变形条件下允许的极限变形量来表示。此极限变形量称为塑性指标。p由于影响因素复杂，很难找出一种通用的指标来描述塑性。目前只能采用力学及工艺性能的方法来确定各种具体条件下的塑性指标。常用的塑性指标有：延伸率延伸率 断面收缩率断面收缩率 扭转数或扭转角扭转数或扭转角 极限压缩率极限压缩率 冲击韧性冲击韧性Page 12延伸率式中式中LL试样上原始计算长度；试样上原始计算长度；LL断断裂裂前前后后计计算算长长度度的的绝绝对对伸伸长长量量，即即变变形形后后计计算算长长度度与与变变形形前前计计算算长度之差。长度之差。延延伸伸率率包包括括了了试试样样的的均均匀匀变变形形和和集集中中的的局局部部变变形形两两部部分分的的变变形形总总和和。所所以以，延延伸伸率率的的大大小小与与试试样样的的原原始始计计算算长长度度有有关关，试试样样越越长长，集集中中变变形形数数值值的的比值越小，延伸率就越小。比值越小，延伸率就越小。对圆柱体试样，规定对圆柱体试样，规定L L10d 10d 或或 L L5d 5d Page 13断面收缩率式中式中F0F0试样的原始断面积；试样的原始断面积；F1 F1试样断口处的断面积。试样断口处的断面积。断断面面收收缩缩率率的的大大小小与与试试样样的的原原始始计计算算长长度度无无关关。因因此此，用用断断面面收收缩缩率率作作为为衡衡量量材材料料塑塑性性大大小小指指标标，得得出出的的数数值值比比较较稳稳定定，有其优越性。有其优越性。Page 14扭扭转转数数(n)，表表示示金金属属在在扭扭转转变变形形条条件件下下，破破坏坏前前的的最最大大扭扭转转数数。对对于于一一定定尺尺寸寸的的试试件件来来说说，扭扭转转数数(n)越越大大，其其塑塑性性越越好好。扭扭转转数数可可在在冷冷、热热扭扭转转实实验验机机上上测测定定、可可在在不不同同的的温温度度和和速速度度条条件件下下进进行实验。行实验。试试验验时时圆圆柱柱体体试试样样的的一一端端固固定定，另另一一端端扭扭转转。试试验验中中试试样样受受到到外外加加扭扭力力的的作作用用，随随着着试试样样扭扭转转数数的的不不断断增增加加，最最后后将将发发生生断断裂裂。材材料料的的塑塑性性指指标标用破断前的扭转数用破断前的扭转数(n)或扭转角来表示。或扭转角来表示。扭扭转转数数(n)最最能能反反映映载载荷荷是是以以剪剪切切应应力力为为主主的的塑塑性性变形能力。变形能力。扭转数或扭转角扭转数或扭转角Page 155、影响塑性的因素及提高塑性的主要途径金属的化学成分及组织金属的化学成分及组织变形的温度变形的温度速度条件速度条件变形的力学条件变形的力学条件其它因素其它因素影响塑性的主要因素影响塑性的主要因素Page 16化学成分的影响化学成分的影响合金元素的影响合金元素的影响金属组织的影响金属组织的影响 金属的化学成分及组织金属的化学成分及组织Page 17一一般般认认为为，纯纯金金属属具具有有较较高高的的塑塑性性，当当加加入入其其它它合合金金元元素素后后成成单单相相固固溶溶体体时时也也有有较较好好的的塑塑性性;若若所所含的元素形成化合物时使塑性降低。含的元素形成化合物时使塑性降低。面面心心立立方方晶晶体体，如如AlAl，NiNi，PbPb，AuAu，AgAg等等具具有有较较高高的的塑塑性性。体体心心立立方方晶晶体体，如如FeFe，CrCr，W W，MoMo，P P黄黄铜铜等等的的塑塑性性居居次次。塑塑性性较较低低的的是是六六方方晶晶格格金金属，如属，如ZrZr，HfHf，TiTi等。等。化学成分的影响化学成分的影响Page 18在在合合金金成成分分中中不不溶溶于于固固溶溶体体或或部部分分溶溶于于固固溶溶体体中中元元素素将将形形成成某某种种成成分分的的过过剩剩相相存存在在于于晶晶内内或或晶晶界界。属属于于这这类类的的元元素素有有碳碳化化物物形形成成元元素素，形形成成金金属属间间化化合合物物元元素素，以以及及硫硫、铝铝、硅硅、铅铅、锡锡等等等等。在在固溶体中过剩相，对其塑性有非常大的影响。固溶体中过剩相，对其塑性有非常大的影响。磷磷冷脆性；冷脆性；硫硫热脆性；热脆性；碳、氮碳、氮时效脆性；时效脆性；氢氢氢脆现象，白点氢脆现象，白点Page 19铁铁化化学学纯纯铁铁具具有有非非常常大大的的塑塑性性，但但工工业业纯纯铁铁，例例如如阿阿姆姆克克铁铁，其其塑塑性性却却不完全如此。铸态的阿姆克铁在不完全如此。铸态的阿姆克铁在10001000左右，塑性急剧下降。左右，塑性急剧下降。合金元素的影响合金元素的影响碳碳在在碳碳钢钢中中碳碳的的含含量量越越高高，钢钢的的塑塑性性越越差差，热热加加工工温温度度范范围围越越窄窄。实实验验证证明明，含含碳碳量量小小于于1.41.4的的铸铸钢钢，可可以以很很好好地地经经受受锻锻造造和和轧轧制制。当当含含碳碳量量高高于于1.41.4时时，由由于于析析出出自自由由渗渗碳碳体体和和莱莱氏氏体体，使使塑塑性性下下降降。从从铁铁碳碳平平衡衡图图中中可可以以看看出出，具具有有1.41.71.41.7的的碳碳钢钢在在很很窄窄的的温温度度范范围围内内形形成成固固溶溶体体。而而当当含含碳碳量量高高于于1.71.7时时，其其塑塑性性将将由由钢钢中中的的渗渗碳碳体体和和莱莱氏氏体体的的影影响响程程度度而而定定。对对于于含含碳碳量量很很高高的的铸铸铁铁，只有在特殊条件下才能进行塑性加工。只有在特殊条件下才能进行塑性加工。Page 20锰锰奥奥氏氏体体锰锰钢钢，由由于于低低的的导导热热性性和和大大的的膨膨胀胀系系数数，使使之之具具有有高高的的加加热热速速度度敏敏感感性性。对对于于大大断断面面的的高高锰锰钢钢来来讲讲，若若加加热热速速度度过过快快，可可能能使使之之产产生生内内裂裂。锰锰钢钢的的过过热热敏敏感感性性强强，对对其加热制度应进行严格控制。其加热制度应进行严格控制。当当在在钢钢中中含含有有较较多多的的硫硫和和氧氧时时，锰锰还还会会起起到到消消除除或或减减轻轻硫硫和氧的有害作用，使钢的塑性提高。和氧的有害作用，使钢的塑性提高。Page 21硫硫硫硫在在固固溶溶体体内内的的溶溶解解度度甚甚微微。硫硫在在钢钢中中以以FeSFeS、MnSMnS等等硫硫化化物物夹夹杂杂的的形形式式存存在在。如如钢钢中中含含有有合合金金元元素素时时，还还会会形形成成镍镍、钼钼和其它合金元素的硫化物。和其它合金元素的硫化物。一一般般硫硫化化物物具具有有较较高高的的熔熔点点温温度度，但但某某些些硫硫化化物物的的共共晶晶体体和和化化合合物物的的熔熔点点温温度度较较低低。显显然然，如如果果在在钢钢中中的的含含硫硫量量越越多多，并并存存在在有有低低熔熔点点的的硫硫的的共共晶晶体体和和化化合合物物时时，则则钢钢的的塑塑性性将将与与变变形形温温度度有有关关。若若加加热热温温度度高高于于硫硫的的共共晶晶体体和和化化合合物物的的熔熔点点时，则这种钢在变形时会发生断裂，即产生红脆现象。时，则这种钢在变形时会发生断裂，即产生红脆现象。Page 22镍镍纯纯镍镍具具有有高高塑塑性性，镍镍可可提提高高纯纯铁铁体体的的强强度度和和塑塑性性，能能减减缓缓钢钢在在加加热热时时晶晶粒粒的的长长大大。当当在在碳碳钢钢和和低低合合金金钢钢中中，含含镍镍量量在在5%5%以以下下时时，可可改改善善钢钢在在热热变变形形时时的的塑塑性性。镍镍可可与与硫硫形形成成硫硫化化物物以以薄薄膜膜形形式式存存在在于于晶晶粒粒的的边边界界上上。因因此此在在含含镍镍的的钢钢中中提提高高硫硫的的含含量会引起钢的红脆现象。量会引起钢的红脆现象。Page 23铬铬工工业业用用纯纯铬铬为为脆脆性性材材料料，在在铬铬中中含含有有氧氧化化物物和和氮氮化化物物的的有有害夹杂，这些夹杂分布在晶界上降低晶粒间的结合强度。害夹杂，这些夹杂分布在晶界上降低晶粒间的结合强度。铬铬为为铁铁素素体体形形成成元元素素，在在一一系系列列的的奥奥氏氏体体合合金金中中，含含有有一一定定量量的的铬铬时时会会产产生生铁铁素素体体的的过过剩剩相相使使钢钢的的塑塑性性下下降降。铁铁素素体体的的高高铬铬合合金金于于再再结结晶晶时时具具有有很很大大的的晶晶粒粒长长大大倾倾向向性性。因因此此，为为得得到到所所需需的的组组织织必必须须严严格格控控制制加加工工温温度度范范围围。在在钢钢中中加加入入铬铬时时可可使使其其导导热热性性下下降降，因因此此为为避避免免在在加加热热时时出出现现裂裂纹纹应应在在较较低低的的温温度度下下进进行行缓缓慢慢而而均均匀匀的的加加热热。特特别别对对导导热热能能力力低低、膨膨胀胀系系数数大大的的高高铬铬钢钢(如如Cr25Cr25、Cr28)Cr28)加加热热时时更更应注意。应注意。Page 24钨、钼、钒钨、钼、钒这这些些元元素素都都是是碳碳化化物物形形成成元元素素，它它们们所所形形成成的的碳碳化化物物极极为为稳稳定定，为为使使其其溶溶于于基基体体中中需需要要更更高高的的加加热热温温度度和和足足够够的的加加热热时时间间，这这些些碳碳化化物物能能阻阻止止奥奥氏氏体体在在加加热热时时的的晶晶粒粒长长大大，减小钢的过热敏感性。减小钢的过热敏感性。使钢的强度升高，但塑性下降。使钢的强度升高，但塑性下降。Page 25金属宏观组织的影响金属宏观组织的影响 关关于于宏宏观观组组织织对对金金属属塑塑性性的的影影响响，对对铸铸态态组组织织来来讲讲由由于于含含有有粗粗大大结结晶晶组组织织和和组组织织排排列列的的不不均均，通通常常具具有有比比变变形形组组织织更更低低的的塑塑性性。对对经经变变形形后后的的金金属属来来讲讲，通通常常细细晶晶组组织织具具有有更高的塑性。更高的塑性。Page 26金属微观组织的影响金属微观组织的影响 若若钢钢与与合合金金在在热热加加工工条条件件下下具具有有单单一一的的奥奥氏氏体体(对对铁铁素素体体钢钢为为单单一一的的铁铁素素体体)组组织织，而而不不存存在在其其它它过过剩剩相相时时，则则具具有有较较高高的的塑塑性性，如如有有过过剩剩相相存存在在，或或多多或或少少地地会会使使钢钢与与合合金金的的塑塑性性下下降降。这这种种过过剩剩相相在在轧轧前前的的加加热热过过程程中中将将会会发发生生变变化化，有有些些过过剩剩相相在在加加热热时时溶溶解解于于固固溶溶体体中中，对对塑塑性性不不产产生生影影响响，而而有有些些过过剩剩相相在在加加热热过过程程中中仍仍然然保保存存下下来来，影影响响金金属属的的塑塑性。性。Page 276、塑性变形的基本定律1.体积不变定律 Volume Constance2.金属塑性变形前后的体积相等，即体积为常数，也称为3.不可压缩定律。4.V0=Vn=常数 5.HB L=h b l6.例题：Page 282.最小阻力定律 Least Resistance 在变形过程中，如果金属质点有可能向各个不同方向移动，在变形过程中，如果金属质点有可能向各个不同方向移动，则每一质点将沿着阻力最小方向移动则每一质点将沿着阻力最小方向移动 。质点流动阻力最小方向是通过该质点指向金属变形部分周边质点流动阻力最小方向是通过该质点指向金属变形部分周边的法线方向。的法线方向。Page 29物体内性质均匀，工具与金属摩擦系数一致，质点移动时克物体内性质均匀，工具与金属摩擦系数一致，质点移动时克服摩擦力所作的功和质点离自由表面距离成正比。离自由边服摩擦力所作的功和质点离自由表面距离成正比。离自由边界越近，阻力小，必然沿最短法线运动界越近，阻力小，必然沿最短法线运动 Page 307、轧制变形量的表示方法绝对变形量是指变形的绝对值。一般指压下量、宽展量、延伸量。例如有一矩形钢坯，轧前的长、宽、高分别为L、B、H，轧后的长、宽、高分别为l、b、h。压下量即为轧前高度与轧后高度之差；即压下量h=H-h 宽展即为轧后宽度与轧前宽度之差；宽展b=b-B 延伸即为轧后长度与轧前长度之差。延伸=l-L。相对变形量是指变形的相对值。一般指压下率、宽展率、延伸率 例如，有一矩形钢坯，轧前的长、宽、高分别为L、B、H，轧后的长、宽、高分别为l、b、h。压下率即为压下量除以轧前高度的百分数；宽展率即为宽展量除以轧前宽度的百分数；延伸率即为延伸量除以轧前长度的百分数。压下率宽展率延伸率宽展轧制时轧件的高度减小，被压下的金属除在长度方向上延伸外，还有一部分金属沿横向流动，使轧件的宽度发生变化，这种横向变形称为宽展。轧件在轧制前后的宽度差叫宽展量，可用下式表示：式中：b-轧后的轧件宽度，（毫米）；B-轧前的轧件宽度，（毫米）。当轧件和轧辊的形状不同时，轧钢过程中的宽展有显著差异。宽展的分类根据轧制变形的条件，宽展可分为：1）自由宽展：轧件在轧制时，向横向移动的金属除受轧辊摩擦阻力之外，不受任何其他阻碍和限制。轧件在平辊上轧制或在宽度上有较大余量的扁箱孔中轧制时，就属于自由宽展。2）限制宽展：轧制时，金属朝横向流动时，除来自轧辊的摩擦阻力外，还受孔型侧壁的阻碍和限制而展宽的量。采用限制宽展进行轧制，可以使轧件侧边受到一定程度的加工。因此，限制宽展除了能提高轧件的侧边质量外，并可保证轧件的断面尺寸精确，外形规整。但是限制宽展量太大时，容易使金属充入辊缝或锁口，产生耳子或飞边。3）强迫宽展：轧制时，金属朝横向流动时，除来自轧辊的摩擦阻力外，还受轧辊凸峰的切展而强迫金属沿横向流动而展宽的量。(切分轧制、双槽扁钢轧制)影响宽展的因素 A A、压下量的影响、压下量的影响压下量是影响宽展的主要因素之一，没有压下量就无从谈及宽展。压下量是影响宽展的主要因素之一，没有压下量就无从谈及宽展。实验表明，随着压下量的增加，宽展也增加。这是因为一方面随实验表明，随着压下量的增加，宽展也增加。这是因为一方面随高向移位体积加大，宽度方向和纵向移位体积都相应增大，宽展高向移位体积加大，宽度方向和纵向移位体积都相应增大，宽展也自然加大。另一方面，当压下量增大时，变形区长度增加，变也自然加大。另一方面，当压下量增大时，变形区长度增加，变形区形状参数增大，使纵向金属流动阻力增加，根据最小阻力定形区形状参数增大，使纵向金属流动阻力增加，根据最小阻力定律，金属质点沿流动阻力较小的横向流动变得更加容易，因而宽律，金属质点沿流动阻力较小的横向流动变得更加容易，因而宽展也应加大。如图展也应加大。如图 所示所示B B、轧辊直径的影响、轧辊直径的影响实验曲线表明，随轧辊直径增大，宽展量增大。原因是随轧辊直实验曲线表明，随轧辊直径增大，宽展量增大。原因是随轧辊直径增大，变形区长度增大，由接触面摩擦力所引起的纵向流动阻径增大，变形区长度增大，由接触面摩擦力所引起的纵向流动阻力增大，根据最小阻力定律可知，金属在变形过程中，随着纵向力增大，根据最小阻力定律可知，金属在变形过程中，随着纵向流动阻力的增大迫使高向压下来的金属易于横向流动，从而使宽流动阻力的增大迫使高向压下来的金属易于横向流动，从而使宽展增大。展增大。C C、摩擦系数的影响、摩擦系数的影响摩擦系数和宽展成正比，这是因为摩擦系数增加时，摩擦系数和宽展成正比，这是因为摩擦系数增加时，金属纵向流动所受的阻力比横向流动所受到的阻力金属纵向流动所受的阻力比横向流动所受到的阻力增加得快，这就是说，凡是影响摩擦系数的因素对增加得快，这就是说，凡是影响摩擦系数的因素对宽展都有影响。生产过程中，钢种的更换对摩擦系宽展都有影响。生产过程中，钢种的更换对摩擦系数数 值影响很大。在编制作业计划时应尽量避免频繁值影响很大。在编制作业计划时应尽量避免频繁调换钢种。调换钢种。D D、轧制速度的影响、轧制速度的影响当轧制速度超过当轧制速度超过2-3m/s2-3m/s时，摩擦系数值随着速度增时，摩擦系数值随着速度增加而急剧下降，这就影响到宽展，因摩擦系数加而急剧下降，这就影响到宽展，因摩擦系数 减小，减小，宽展亦随之减小。宽展亦随之减小。影响宽展的因素 E E、轧制道次的影响、轧制道次的影响实验证明，在总压下量相同的条件下，轧制道次越实验证明，在总压下量相同的条件下，轧制道次越多，总的宽展量越小。多，总的宽展量越小。F F、张力对宽展的影响、张力对宽展的影响实验证明，后张力对宽展有很大影响，而前张力对实验证明，后张力对宽展有很大影响，而前张力对宽展影响很小。原因是轧件变形主要产生在后滑区。宽展影响很小。原因是轧件变形主要产生在后滑区。在后滑区内随着后张力的增大，宽展减小，这是因在后滑区内随着后张力的增大，宽展减小，这是因为在后张力作用下使金属质点纵向流动阻力减小，为在后张力作用下使金属质点纵向流动阻力减小，必然使延伸加大、宽展减小。必然使延伸加大、宽展减小。G G、孔型形状对宽展的影响、孔型形状对宽展的影响孔型形状对宽展量孔型形状对宽展量 影响也是很大的。型钢轧制时，影响也是很大的。型钢轧制时，经常利用孔型形状达到强迫经常利用孔型形状达到强迫宽展和限制宽展的目的。宽展和限制宽展的目的。影响宽展的因素 总延伸系数若坯料的断面面积为F0，成品断面面积为Fn，则总延伸系数为 若F1，F2，F3、Fn为第一、二、三、n道次的轧件轧后面面积。若 为第一、二、三n道次的延伸系数。则 上式说明总延伸系数等于各道次延伸系数的相乘积。题一：已知成品横断面积为500mm 2，总延伸系数为28.8，求所用的原料方坯边长为多少？题二：用12012012000mm的坯料轧制6.5mm线材，平均延伸系数为1.28，求总延伸系数是多少？共轧制多少道次？题三：轧前坯料尺寸为90mm90mm150mm，轧后横断面尺寸为70mm97mm，计算该道次的绝对压下量、相对压下量、绝对宽展量和延伸系数各是多少？8、轧制速度的计算轧制速度就是与金属接触处的轧辊圆周速度，其计算公式为 =Dn/60式中轧制速度，m/s；D轧辊工作直径，；n轧辊转速，r/min。因为轧制速度越高，轧机产量就越高，所以提高轧制速度是现代轧机提高生产率的主要途径之一。但是轧制速度的提高，受到轧机结构和强度、电机能力、机械化与自动化水平、咬入条件、坯料状态以及批量大小等一系列因素的限制。Page 439、轧件咬入的条件咬入在生产中可以发现，有时压下量大了轧件不能轧进去，轧件轧不进去叫不能咬入。如果轧件能轧进去，就称为能咬入。咬入条件：摩擦系数越大，越利于咬入。稳定轧制时的咬入角可比咬入时的咬入角大（最大时可达2倍）。咬入角及摩擦系数是影响轧辊咬入轧件的两个因素。Page 4410、影响咬入的因素及改善咬入的措施咬入角及摩擦系数是影响轧辊咬入轧件的两个因素。在摩擦系数一定时，为了使轧件易于咬入，必须减小咬入角。减小咬入角的方法有以下两种：1.当压下量一定时，增加轧辊的直径；2.当轧辊直径一定时，减小压下量。常采用以下几种措施帮助咬入：当压下量超过允许数值时，把轧件端部加工成截锥形，以减小咬入角。初轧机轧制钢锭时采用小头进钢即是一例。降低咬入时的轧制速度，增加摩擦系数。改变轧制速度，在直流电机驱动的轧机上是最容易做到的，而对大多数不可调速的轧机来说，几乎是不可能的。应用刻痕和堆焊的轧辊，增加轧辊的摩擦系数。但刻痕对轧件表面质量产生有害影响，所以此法通常仅在粗轧前几道次使用。利用冲击力改善咬入条件，即通常所说的强迫喂钢，实际上是在冲击力作用下使轧件前端撞成锥形，从而减小了咬入角的结果。第二章孔型与导卫1、孔型设计基本知识定义：两个或两个以上带槽轧辊在轴面上形成的孔。开口孔，辊缝在孔型周边上闭口孔，辊缝在周边外半闭口孔，控制孔用，辊缝靠近底部或顶部开坯孔型，（延伸，粗轧，压缩）高温大压下，缩小断面，形状变化不大毛轧孔，（荒轧，造型，成型）断面雏形，不均匀变形大精轧孔，（预轧，成前）35个孔，调整尺寸成品孔，最后轧出，获得技术要求的热尺寸孔型分类按用途按配置孔型构成及各部分的作用孔型的组成要素辊缝s:实际轧钢时两辊环间的间距,包括预设定和弹跳值作用:调整s可轧不同产品.实用性高；提高辊强，s,切槽 提高轧辊寿命 摩损后,可调 弥补设计缺陷,温度变化设计原则:综合考虑弹跳,摩损,调整量,辊强和产品尺寸精度.Smin大于弹跳值,避免两辊贴面S小于最小可轧厚度.（异型断面）,辊环接触,辊面不接触参考数据:开坯s=0.03D,毛轧s=0.02D,精轧s=0.01D0.05D侧壁斜度y:垂直的侧壁是没有的.用侧壁和轧辊轴线的垂直夹角正切值表示 作用：形成喇叭口引导轧件进入孔型，出轧槽不易缠辊，利于脱槽。有宽展余地，防止耳子，共用性好。增加轧辊寿命，重车量与斜度的关系：D=2a/sin。异形孔中可以增大侧压量 hc=hz sin 设计原则：综合考虑出孔型轧件的形状和轧件在孔型中的稳定性参考数据:初轧30%-50%精轧510%，延伸箱孔:1020%槽口槽底a.由于轧机的弹跳，辊缝的存在是不可避免的。由于轧机的弹跳，辊缝的存在是不可避免的。b.辊辊缝缝的的存存在在有有利利于于调调整整。轧轧制制过过程程中中孔孔型型的的磨磨损损使使孔孔型型高高度度增增大大，调调整整辊辊缝缝可可使使孔孔型型高高度度维维持持固固定定值值，保保证证轧轧件件的的几几何何尺尺寸寸；由由于于轧轧制制过过程程中中条条件件变变化化或或孔孔型型设设计计不不当当，调整辊缝可使轧制过程顺利进行。调整辊缝可使轧制过程顺利进行。c.调调整整辊辊缝缝，可可在在同同一一孔孔型型中中轧轧出出几几种种不不同同尺尺寸寸的的轧轧件件。在在初初轧轧机机上上，不不同同规规格格，不不同同尺尺寸寸的的轧轧件件的的生生产产完完全全靠靠在在相同轧槽中调整辊缝的方法达到的。相同轧槽中调整辊缝的方法达到的。小结：辊缝的作用孔型的组成要素圆角:孔型角部的圆弧,分内（槽底）、外圆角（槽口）作用:减少角部温降，引起的磨损和角部开裂内 减少角部应力集中，提高轧辊强度 调整孔型实际面积和尺寸，改变宽展量和充满度 防止耳子出现尖锐折线，形成折迭外 防止咬入不正时辊环切割轧件，出现表面缺陷 异型孔中减少应力集中，提高辊环强度设计原则:成品孔：R以标准定，r可取小或0从前到后：R、r逐渐减小 初设计时，R取大，r取小值，以便于调整不同外圆角对轧件尺寸的影响孔型构成及各部分的作用孔型的组成要素锁口 t:闭口孔中用来隔开孔型与辊缝的两轧辊间的缝隙作用:控制轧件断面形状，便于闭口孔型调整 设计原则：相邻孔型锁口要上、下交替，防止飞翅；锁口要大于孔型轧不同厚度时的调整量。参考数据：m=r1+28mm 调整量槽底凸度f：箱形孔型将槽底作成梯形或弧形凸起 作用：轧件在辊道上运行平稳；提高轧槽寿命；翻钢后轧制，抵消单鼓变形，侧面平直，防止出耳子。设计原则：单鼓变形严重，f要大些；成品孔不用，翻钢后如果是高轧件则要少用或不用参考数据：f=06mm,以24为多孔型构成及各部分的作用孔型布置 孔型在轧机上的布置 横向布置纵向布置对称还是非对称？多少个比较合适？怎么顺序？横向主要考虑如何有效利用辊身长度 顺轧制顺序排列，以便于操作正确的备用孔数：切分孔，成品孔多正确的辊环宽度：考虑辊环强度和导卫板的安装 钢辊：bz0.5hk 铁辊：bzhk 侧壁斜度大的孔bz可小些，但以能安装导卫板为限 初轧机 50100、轨梁大型100150、三辊开坯60150，中小型：50100纵向主要解决非对称布置出现的问题 孔型在水平方向（轧辊轴线）的配置原则 1）辊环的强度条件；2）导卫的安装调整比较方便。孔型在垂直方向（轧制面）的配置 1）轧机尺寸与轧辊直径 名义直径：传动轧辊的齿轮中心距或其节圆直径，用D0。最大直径：指新轧辊的直径，用Dmax表示。最小直径：指轧辊报废前的直径，用Dmin表示。原始直径：D=Dmax+s 辊环直径：指辊身直径，用Dh表示。轧辊工作直径：也称轧制直径，用Dg表示。孔型布置 2 2）配辊压力）配辊压力 轧制压力：上下工作辊径不同的轧制称为轧制压力：上下工作辊径不同的轧制称为“压力压力”轧制，轧制，将上下工作辊径的差称为将上下工作辊径的差称为“压力压力”。3 3）轧辊中线、轧制线及孔型中性线）轧辊中线、轧制线及孔型中性线 轧辊中线：上下两个轧辊水平轴线间距的等分线，亦称轧辊中线：上下两个轧辊水平轴线间距的等分线，亦称轧辊平均线。轧辊平均线。轧制线：在轧制面的垂直方向配置孔型的基准线。若轧制线：在轧制面的垂直方向配置孔型的基准线。若不采用压力轧制，轧制线就和轧辊中线重合，采用压力轧不采用压力轧制，轧制线就和轧辊中线重合，采用压力轧制，轧制线就位于轧辊中线的上方或下方。制，轧制线就位于轧辊中线的上方或下方。孔型中性线：上下两个轧辊作用于轧件的力对于轧制面上孔型中性线：上下两个轧辊作用于轧件的力对于轧制面上某一水平直线的力矩相等，这一水平直线称为孔型的中性某一水平直线的力矩相等，这一水平直线称为孔型的中性线线 4 4）已知）已知“压力压力”值值DgDg确定轧制线的位置。确定轧制线的位置。孔型在垂直方向的配置 孔型在垂直方向的配置 图1-5 轧机尺寸与轧辊直径 图采用上压力的配辊情况图采用上压力的配辊情况 孔型在垂直方向的配置 2、各道次延伸系数的分配原则分配延伸系数 轧件面积计算 孔型尺寸 孔型设计的基本步骤原则:考虑塑性,咬入,辊强,电机,孔型磨损,成型等因素开始道次 f ,塑性,咬入为主；无铁皮后,辊径大，延伸为主；高温大压下，温度下降后，以精确尺寸为主，校核 :总=123n F1=由铁型孔型，确定圆角,斜度,高度,宽度 孔型在轧辊上配置 辊环宽度,绘图标尺寸 检验校核咬入辊强,电机负荷,充满度,稳定性轧辊辅件设计 检查样板,导卫装置的设计 孔型设计基本步骤孔型设计基本步骤孔型设计的基本步骤了解产品的技术条件 选择合理的孔型系统 计算道次并合理分配在各架轧机上 钢种特性，变形抗力，摩擦，膨胀产品标准：断面形状、尺寸、公差、压差、性能现厂情况：原料，轧机，平面布置等每种孔型系统各有优缺点，影响到产量，质量，方案对比举例：轧制16m圆钢的成品孔：方-椭-圆 0.9 万能孔型 0.26；椭圆-椭-圆 0.07 n=三辊开坯机 k=0.30.5大型轧机 k=0.250.48中型轧机 k=0.150.27线型轧机 k=0.170.2小型轧机 k=0.1 0.3平 由经验定：630，5002，4002 方 =1.211.23 5804 圆 =1.21.264 4302,3005 圆 =1.121.26n取整数：奇列奇道,偶列偶道 负荷均匀;轧机节奏（第一根咬入到第二根钢咬入）相似第一道和最后一道走下轧制线成品道次和成品前分配在不同的机架上各架道次分配原则3、箱形孔型系统的优缺点延伸孔型设计主要作用：压缩轧件断面，影响产量和质量，对成品形状、尺寸影响不大常用孔型：箱形、菱形、椭、园、方、六角孔等。常用系统：箱形孔型系统，菱方，椭方，六角方，椭园，椭方，椭椭，菱菱，混合形。特 点：各有优缺点，间隔出方（或对称轴断面）为主，灵活性大 箱形孔型系统箱形（箱方）孔型系统 1共用性好，改S、换产品尺寸。减少孔型和换棍次数。2切槽浅、辊强大、（与等面积孔比）、h大。3变形均匀、磨损小、操作方便、表面质量好。4温降均匀 5侧面氧化铁皮易脱落、表面质量好。6有园角和y、形状不准确。7两向压缩、侧面不易平直。特点 组成 应用 平立平立，平平立立 初轧机、大、中型开坯机、线材粗轧机。85090、65060、40056、30045。则方孔的个数为n/2 Aabh中间件的外轮廓尺寸 箱方 0.20.45 0.250.35菱方 0.250.4 0.150.3椭方 0.61.6 0.450.55 有强迫宽展椭园 0.350.55 0.250.35椭立椭 0.50.6 0.30.44、椭圆圆孔型系统的优缺点轧件变形均匀；易于去除轧件表面氧化铁皮，成品表面质量好；椭圆件在立椭圆孔型中能自动找正，轧制稳定。延伸系数较小；由于轧件产生反复应力，容易出现中心部分疏松，甚至当钢质不良时会出现轴心裂纹。一般用于轧制塑性较低的合金钢或小型和线材连轧机上。导卫在棒线材生产中的作用（1）正确的将轧件导入轧辊孔型；（2）保证轧件在孔型中稳定的变形，并得到所要求的几何形状和尺寸；（3）顺利地将轧件由孔型中导出，防止缠辊。（4）控制或强制轧件扭转或弯曲变形，按一定的方向运动。（5）轧制任何断面形状的型钢，几乎在所有轧辊的进口和出口都要使用导卫装置。其作用是使轧件能按照所需的状态进出孔型，保证轧件按即定的变形条件进行轧制。尽管孔型设计合理，如果导卫装置的设计或使用不当，也不能轧出合格的产品，并可能造成刮切轧件、挤钢、缠辊，甚至造成断辊或严重的设备事故和人身事故。5、导卫装置的作用与种类导卫就是指在型钢轧制过程中，安装在轧辊孔型前后帮助轧件按既定的方向和状态准确地、稳定地进入和导出轧辊孔型的装置。Page 66导卫的种类：一般地说，导卫分滚动导卫和滑动导卫，滚动导卫更加稳定，并且可以很方便的调整导辊间的距离，但造价较高，而滑动导卫造价较低，但稳定性没有滚动导卫好，且不易调整。滚动导卫 滚动导卫的基本结构小型钢轧机的滚动导卫形式是多种多样的，根据所过渡的轧件断面可分为：粗轧机组采用大型滚动导卫；中轧机组采用中型滚动导卫；精轧机组采用小型滚动导卫。滚动导卫的主要部件如下A 导卫盒：用于组装导卫零部件。B 导卫副：作用是承受轧件头部撞击，保证轧件平缓地过渡到导辊弧形槽内。C 磨损件：磨损件由高合金钢精铸而成，比导卫副的耐磨性高，但耐冲击性较差，一般做成较小的部件镶在导卫副内组合使用，以提高导卫装置的使用寿命和经济效益。D 导辊支撑臂：它是用于支撑导辊的主要部件。导辊由辊轴支撑，然后紧固在导辊支撑臂上，在通过调节螺钉可分别进行水平和垂直的两个方向的调整。E 导辊：导辊是滚动导卫上的重要装置，其它部件都是为导辊服务的，导辊可分为平式导辊、菱形导辊、椭圆导辊、及箱形导辊。其工作特点如下平式导辊部分用于箱形（扁椭）轧件导入下一机架，部分用于出口扭转导卫上。菱形导辊的特点是扶持轧件稳定，共用性大。椭圆导辊的特点是导辊磨损均匀，轧件与导辊完全相吻合，轧制事故少，箱形导辊一般用于预切分前孔将箱形轧件正确导出，F 导卫尖：在小型滚动导卫上增装了导卫尖。它的作用是使轧件进一步准确、稳定地送入轧槽，提高产品质量，减少轧制故障。G 轴承：支撑导辊灵活转动的重要部件。导卫轴承工作条件恶劣，首先其提高转速，其次是耐高温。因此，导辊必须水冷，而轴承需采用油气润滑。切分导位因采用切分方法生产时，从切分孔型出来的轧件并不是完全分开的，必须借助于辅助设备才能将从切分孔型出来的轧件完全切开。这些辅助设备统称切分导位。它包括：切分轮、切分盒、切分刀、切分引导鸭嘴等切分导卫使用时的注意事项切分导位装置装配时，要检查引导鸭嘴和分料盒是否有异物或粘钢现象。如有要清理干净。切分轮装配时不能出现轴向窜动或切分轮的切分尖不在一条水平线的现象。在使用过程中切分轮、引导鸭嘴、切分刀、和孔型要保持在同一线上，并且要有良好的润滑和水冷。同时要加强检查，确保引导鸭嘴、分料盒里无粘钢。如有，应及时清理，否则引起堆钢。切分刀粘钢引起的原因A、切分孔型老化，切分孔出来的钢条在切分楔处较厚，增加了切分刀的切分负荷；B、切分刀和孔型不对中，使切分刀不能顺利切开料形，引起粘钢；C、切分处水冷效果不好，导致粘钢；D、料形控制不好，或有条头和开花头现象，使切分刀不能顺利切开料形。6、导卫装置的安装与使用导卫的布置棒材厂轧机中、精轧的轧辊孔型基本上采用椭圆圆孔型系统，从而使导卫在轧线上的布置有一定的规律，可以概括为：A 所有轧辊圆孔型入口导卫采用滚动导卫；B 水平布置的粗、中轧机轧辊椭圆孔的出口导卫采用扭转导卫。C 平立交替布置的粗、中轧轧机轧辊椭圆孔的出口导卫采用滑动导卫。D 采用切分轧制工艺中，半成品机架出口采用扭转导卫。E （预）切分机架进出口均采用滚动导卫（切分导卫）。E 其余均采用滑动导卫。导卫的安装 单体组装1.1 将各件清理干净，不得有油污，锈迹或其它脏物。1.2 认真按技术要求，加工图纸及导卫备件配置表检查各件尺寸精度和表面质量，确保使用合格。1.3 已使用的部件再次使用时仔细检查其磨损情况及尺寸，精度不合格的坚决剔出。1.4 油和水的通道要用压缩空气清吹。1.5 滚动导卫的组装顺序为调整轮、支撑架、导轴。1.6 滚动导卫的导辊要与轧制线对中。1.7 安装滚动导卫时导辊要与轧制线对中。安装导卫梁时，要保证梁面水平，高低适中，固定牢靠。1.8 扭转导卫孔中心线应与轧槽中心线对正，扭转角度要适中。1.9 在导卫组装时应根据其产品规格、架次选择好导辊插件和导卫体。1.10 导卫组装完毕必须全面进行检查，尤其是滚轮转动灵活性、对中性，并将导卫表面的油污清理干净。1.11生产过程中，要密切注意导辊、导板的磨损和变化情况，发现影响工艺稳定或成品质量时，及时更换。1.12 装配完毕，将导卫吊至指定位置，并做好标识。6、导卫装置的安装与使用导卫的安装 往机架安装2.1 按标识选取对应的导卫。2.2 清理干净导卫托架、横梁，调整好导卫托架高度及孔型对正度、。2.3 将导卫安在导卫托架上，对正轧槽并固定好。2.4 调整好进口导卫与轧辊间隙，粗轧不大于5，中轧不大于4，精轧不大于3。2.5 接好冷却水管、油管，并检查是否畅通。2.6 再次确认导卫安装是否正确。2.7 安装完毕后，将轧机吊至指定位置，做好标识，清理现场。导卫的相关要求3.1导板横梁应按所轧品种、规格及轧辊辊径设定，横梁安装必须水平，导板梁紧固斜铁应打紧。不应松动。3.2导卫装置按品种、规格配套使用，不应随便切割、焊接代用。3.3卫板的前圆弧与槽底圆弧，接触长为2535mm，前尖不得翘起，卫板上平面距槽底515mm。3.4卫板工作面及与横梁接触面必须平直光滑。安装要正确，固定要牢固。3.5圆钢成品孔入口滚动导板，安装前要严格检查，各另部件是否符合要求。滚轮，夹板要按轧制规格安装，滚轮运转要灵活，但晃量不易过大，两滚轮间隙比成品前轧件大12mm。