1连轧机孔型设计1.1连续轧制的基本概念一根轧件同时在两个或两个以上的机架中轧制并且各架秒流量相等，这样的轧制称为连续轧制，亦简称连轧（图4-77)。为了避免轧件在机架之间产生较大的拉力或推力，连轧机孔型设计时，应基本遵守连轧各道金属秒流量相同的原则。即：VF=V,F==VF式中V、V,、.V一第1、2、、n道轧件出口速度。F、F、F一第1、2、、n道轧件轧后的断面面积。VV2N4FFi图4-77连轧过程示意图将各机架轧辊工作直径D，轧辊转数n和轧件的前滑代入上式，则有：
1 连轧机孔型设计 1.1 连续轧制的基本概念 一根轧件同时在两个或两个以上的机架中轧制并且各架秒流量相等，这样的 轧制称为连续轧制，亦简称连轧(图 4-77)。为了避免轧件在机架之间产生较大的 拉力或推力，连轧机孔型设计时，应基本遵守连轧各道金属秒流量相同的原则。 即： 1 1 2 2 F F F = = = n n 式中 1 2 、 、 n—第 1、2、.、n 道轧件出口速度。 F F F 1 2 、 、 n—第 1、2、.、n 道轧件轧后的断面面积。 将各机架轧辊工作直径 Dk ，轧辊转数 n 和轧件的前滑代入上式，则有：
F"Da(1+S)=F,"De"(+S,).=F,"De"(+S,)606060或F元Dkn(1+S)=Fz元Dk2n(1+S2)=...=F,元Dn,(1+S,)S,一一各道前滑值。由上式可知，影响连轧机秒流量值变化的有F、D、n、S现分述如下1各道轧件轧后的断面积轧制时轧件轧后断面积计算的准确性直接影响秒流量计算的准确性，进而影响连轧状态的稳定性。故断面面积的计算方法至关重要。后面将时断面面积的计算作专题介绍。在轧制过程中各道轧件轧后的断面面积不可能是固定不变的，其原因是：由于调整或轧件温度变化引起辊缝值的变化；由于轧件温度变化引起宽展量的变化孔型的磨损等。所以在轧制过程中各道轧件的实际断面面积不可能恰好等于孔型设计的各道轧件的断面面积。2轧辊工作直径的影响轧辊工作直径即为轧制时轧件出口断面平均轧制速度所对应的轧辊直径可用下式计算：D= D+S-h,式中D一轧辊工作直径，mm；D。一轧辊辊环直径，mm；S一辊缝，mm;h，一轧件出口断面平均高度，h，=F/b。，mmF。一轧件出口断面面积，mm2；b。一轧件出口宽度，mm。各机架轧辊的工作直径应严格按式4-107计算。由于工作直径计算不当。或由于立孔型的磨损，都会影响各架秒流量的变化，这对集体传动的连轧机尤其重要。因为这种连轧机不能通过调速来调节秒流量。3转速的影响对直流电机单独传动的连轧机，调节各机架秒流量的最有效方法是改变轧
1 1 2 2 1 1 2 2 (1 ) (1 ) (1 ) 60 60 60 k k kn n n n D n D n D n F S F S F S + = + = = + 或 1 1 1 1 2 2 2 2 (1 ) (1 ) (1 ) F D n S F D n S F D n S k k n kn n n + = + = = + n S ——各道前滑值。 由上式可知，影响连轧机秒流量值变化的有 F D n S 、 k、 、 现分述如下: 1 各道轧件轧后的断面积 轧制时轧件轧后断面积计算的准确性直接影响秒流量计算的准确性，进而影 响连轧状态的稳定性。故断面面积的计算方法至关重要。后面将时断面面积的计 算作专题介绍。 在轧制过程中各道轧件轧后的断面面积不可能是固定不变的，其原因是:由 于调整或轧件温度变化引起辊缝值的变化；由于轧件温度变化引起宽展量的变化; 孔型的磨损等。所以在轧制过程中各道轧件的实际断面面积不可能恰好等于孔型 设计的各道轧件的断面面积。 2 轧辊工作直径的影响 轧辊工作直径即为轧制时轧件出口断面平均轧制速度所对应的轧辊直径可 用下式计算: D D S h k p = + − 0 式中 Dk —轧辊工作直径，mm； D0 —轧辊辊环直径，mm； S —辊缝，mm； p h —轧件出口断面平均高度， p c c h F b = ，mm； F c—轧件出口断面面积，mm2； c b —轧件出口宽度，mm。 各机架轧辊的工作直径应严格按式 4-107 计算。由于工作直径计算不当。或 由于立孔型的磨损，都会影响各架秒流量的变化，这对集体传动的连轧机尤其重 要。因为这种连轧机不能通过调速来调节秒流量。 3 转速的影响 对直流电机单独传动的连轧机，调节各机架秒流量的最有效方法是改变轧
辊转速，而集体传动的连轧机则不能采用这种办法。采用调速方法调整本机架与后机架的连轧关系时，必须使本机架的轧辊转速与其前方各机架的转速按一定的比例关系进行增速或减速（通过电器实现）。才能使各机架之间保持正确的堆拉关系。在此情况下尚须注意直流电机在轧制负荷下的动态速降与静态速降的影响。4前滑的影响由前滑公式可知，前滑S是随轧件的厚度减小而增大，即S,<S,<.…<S,。到目前为止还没有精确计算孔型中前滑的公式。型钢轧制时，前滑S=0.5%~3%由以上四个影响因素可以看出，在实际生产中想保持各机架的秒流量绝对相等是不可能的。为了控制轧制过程的顺利进行和连轧机孔型设计方便，往往忽略前滑，将秒流量相等方程写成如下形式：FDkin=F,Dk2n=...=F,Dmnn=C式中C一连轧常数。此式在形式上是相等的，实际上是不等的。囚为忽略了前滑的影响，采用上式进行孔型设计势必造成轧制时轧件在各机架间有一定的张力，但张力不大，可满足实际轧制的要求。为了保证稳定轧制，根据连轧机的布置型式、各机架之间的距离及轧件断面的大小可采用拉钢或堆钢轧制。常用堆钢或拉钢率表示堆拉钢的程度。C,-Cl堆钢或拉钢率Φ=Ci-I上式若为正值称拉钢率，负值则为堆钢率。式中C、Ci-,顺轧制过程第i、i-1架的连轧常数。也可以用堆拉钢系数表示，写成：P, =C,/C,-1β,大于1为拉钢，小于1为堆钢。堆拉率与堆拉系数的关系为Φ, =β, -1在顺序式布置的连轧机间应保持拉钢轧制，在有活套形成器的机架间也可采用堆钢轧制。精轧孔型之间的拉钢率一般为0.5%~1.5%；中轧孔型之间的拉钢率
辊转速，而集体传动的连轧机则不能采用这种办法。采用调速方法调整本机架与 后机架的连轧关系时，必须使本机架的轧辊转速与其前方各机架的转速按一定的 比例关系进行增速或减速(通过电器实现)。才能使各机架之间保持正确的堆拉关 系。在此情况下尚须注意直流电机在轧制负荷下的动态速降与静态速降的影响。 4 前滑的影响 由前滑公式可知，前滑 S 是随轧件的厚度减小而增大，即 1 2 n S S S 。 到 目 前 为 止 还 没 有 精 确 计 算 孔 型 中 前 滑 的 公 式 。 型 钢 轧 制 时 ， 前 滑 S = 0.5% ~ 3% 由以上四个影响因素可以看出，在实际生产中想保持各机架的秒流量绝对相 等是不可能的。为了控制轧制过程的顺利进行和连轧机孔型设计方便，往往忽略 前滑，将秒流量相等方程写成如下形式： F D n F D n F D n C 1 1 1 2 2 2 k k n kn n = = = = 式中 C —连轧常数。 此式在形式上是相等的，实际上是不等的。囚为忽略了前滑的影响，采用上 式进行孔型设计势必造成轧制时轧件在各机架间有一定的张力，但张力不大，可 满足实际轧制的要求。 为了保证稳定轧制，根据连轧机的布置型式、各机架之间的距离及轧件断面 的大小可采用拉钢或堆钢轧制。常用堆钢或拉钢率表示堆拉钢的程度。 堆钢或拉钢率 1 1 i i i i C C C − − − = 上式若为正值称拉钢率，负值则为堆钢率。 式中 Ci 、Ci−1 顺轧制过程第 i 、i −1 架的连轧常数。 也可以用堆拉钢系数表示，写成： i i i = C C −1 i 大于 1 为拉钢，小于 1 为堆钢。 堆拉率与堆拉系数的关系为: 1 i i = − 在顺序式布置的连轧机间应保持拉钢轧制，在有活套形成器的机架间也可采 用堆钢轧制。精轧孔型之间的拉钢率一般为 0.5%~1.5%;中轧孔型之间的拉钢率
为1%~3%.粗轧孔型之间为1.5%~3.5%。多槽轧制时选上限，单槽或双槽轧制时选下限。在横列式轧机上采用活套轧制时，一般都采用堆钢轧制。为了减小活套过大的缺点，可采用按轧制顺序逐道增大辑径的方法，以减少活套的长度。在复二重式连轧机上，套轧部分孔型一般为方孔型进椭圆孔，它们之间可采用堆钢轧制或拉钢轧制。小断面（边长10mm以下）的坏料常采用堆钢轧制堆钢率为0.5%~1%。大于10mm的精轧孔及中轧孔多采用拉钢轧制，拉钢率为1%~2%。图4-78为半连续式轧机各机架之间堆拉钢率的选择范围。+1%~3.5%中轧机中中中中中牛+1%-~2%+1.5%-3.5%+1.5%~3.5%+1%~3%+1%~2%粗轧机-0.5%~1%-1%-2%中中+1%~1.5%+ 0.5%-1%-中中中电更-0.5%~1.5%-2%—5%精轧机图1-78复二重式线材轧机堆拉钢率的分配1.2连轧的三种轧制状态型钢连轧机，尤其是线材和棒材连轧机均存在三种连轧状态。1自由轧制状态各机架秒流量相等。Fy=FV2=FV3=...=FVnF=F-Fn-l =Vn由于山=山F"FVn-lFV.=Vn而=yi V2Vn-1Vi式中,=元n,Dm/60,y=元nDk/60代入上式则有：
为 1%~3%;粗轧孔型之间为 1.5%~3.5%。多槽轧制时选上限，单槽或双槽轧制时 选下限。 在横列式轧机上采用活套轧制时，一般都采用堆钢轧制。为了减小活套过大 的缺点，可采用按轧制顺序逐道增大辊径的方法，以减少活套的长度。 在复二重式连轧机上，套轧部分孔型一般为方孔型进椭圆孔，它们之间可采 用堆钢轧制或拉钢轧制。小断面(边长 10mm 以下) 的坯料常采用堆钢轧制堆钢 率为 0.5%~1%。大于 10mm 的精轧孔及中轧孔多采用拉钢轧制，拉钢率为 1%~2%。图 4-78 为半连续式轧机各机架之间堆拉钢率的选择范围。 1.2 连轧的三种轧制状态 型钢连轧机，尤其是线材和棒材连轧机均存在三种连轧状态。 1 自由轧制状态 各机架秒流量相等。 Fv F v F v F v 1 1 2 2 3 3 = = = = n n 由于 0 1 2 1 1 2 1 2 1 1 , , , n n n n n F F v F v F F v F v − − = = = = = 而 2 3 1 2 3 1 1 1 2 1 1 n n n n v v v v v v v v − = = = 式中 1 1 1 / 60, / 60 n n kn k v n D v n D = = 代入上式 则有：
n,Dkn=n,DklDkot设则=n对于单独传动的连续式轧机。万能型钢连轧机均可按自由轧制状态。即各架秒流量相等的方法进行孔型设计。但是，在实际生产中保持秒流量恒等是不可能的。不过，由于各种因素造成的秒流量变化可以通过调整电机转速进行调节。2拉钢轧制顺轧制方向，每一道的秒流量都大于前一道的秒流量，即：Fy<FV2<Fv<...<Fyn设拉钢系数为β，则F2,0=F,nFya..nP2=FiyiFrIV'n-1F2V2β大于1为拉钢轧制，小于1为堆钢轧制。也可写成F---n,Dk2_ -_ i,Dk212FV2n,DkP2,Dkli,DoiDa...n:=p,Dk2,Dkr-1则总延伸系数可以写成ii..iDm=μPn Dk!P2 设计时可按上述关系分配各道延伸系数。3堆钢轧制顺轧制方向，每一道的秒流量都小于前一道的秒流量。即：Fy>F>F,>..>Fyn在机架之间形成活套，这种轧制状态只能产生在有活套形成条件的机架间。活套长度可用下式计算(图4-79)
1 1 1 n kn k n D n D = 设 1 n n n i n = 则 1 1 kn n k D i D = 对于单独传动的连续式轧机。万能型钢连轧机均可按自由轧制状态。即各架 秒流量相等的方法进行孔型设计。但是，在实际生产中保持秒流量恒等是不可能 的。不过，由于各种因素造成的秒流量变化可以通过调整电机转速进行调节。 2 拉钢轧制 顺轧制方向，每一道的秒流量都大于前一道的秒流量，即： Fv F v F v F v 1 1 2 2 3 3 n n 设拉钢系数为 ，则 2 2 3 3 2 3 1 1 2 2 1 1 , , , n n n n n F v F v F v Fv F v F v − − = = = 大 于 1 为 拉 钢 轧 制 ， 小 于 1 为 堆 钢 轧 制 。 也 可 写 成 1 2 2 2 2 2 2 2 1 2 1 1 2 2 1 k k k k F v n D i D F v n D D = = = = 3 3 3 3 2 k k i D D = . 1 n kn n n kn i D D − = 则总延伸系数可以写成 2 3 1 2 3 1 n kn n k i i i D D = 设计时可按上述关系分配各道延伸系数。 3 堆钢轧制 顺轧制方向，每一道的秒流量都小于前一道的秒流量。即： Fv F v F v F v 1 1 2 2 3 3 n n 在机架之间形成活套，这种轧制状态只能产生在有活套形成条件的机架间。 活套长度可用下式计算(图 4-79):