1延伸孔型系统设计1.1延伸孔型系统及其特点为了获得某种型钢，通常在成品孔和预轧孔之前有一定数量的延伸孔型或开环孔，延伸孔型系统就是这些延伸孔型的组合。常见的延伸孔型系统有：箱形孔系统；菱一方孔型系统：菱一菱孔型系统；椭圆一方孔型系统；六角一方孔型系统；椭圆一圆孔型系统：椭圆一椭圆型系统等。孔型设计时究竞采用哪种孔型系统，这要根据具体的轧制条件（轧机形式、轧辊直径、轧制速度、电机能力、轧机前后的辅助设备、原料尺寸、钢种、生产技术水平及操作习惯）来确定。由于各种轧机的轧制条件不同，选用的孔型系统也不完全相同，也常采用几种延伸孔型系统组合的混合孔型系统，如在三辊开坏机上常采用箱形一菱一方孔型系统，在小型轧机上常采用箱形一六角方一一方孔型系统。下面分别介绍各种延伸孔型系统的优缺点。1.1.1箱型孔型系统图2-1箱形孔型系统一箱形孔型系统的特点1)用改变辊缝的方法可以轧制多种尺寸不同的轧件，其共用性好。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，这对于改善轧件表面质量是有益的。4)与相等断面面积的其它孔型相比，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
1 延伸孔型系统设计 1.1 延伸孔型系统及其特点 为了获得某种型钢，通常在成品孔和预轧孔之前有一定数量的延伸孔型或开 坯孔，延伸孔型系统就是这些延伸孔型的组合。常见的延伸孔型系统有：箱形孔 系统；菱—方孔型系统；菱—菱孔型系统；椭圆—方孔型系统；六角—方孔型系 统；椭圆—圆孔型系统；椭圆—椭圆型系统等。 孔型设计时究竟采用哪种孔型系统，这要根据具体的轧制条件〔轧机形式、 轧辊直径、轧制速度、电机能力、轧机前后的辅助设备、原料尺寸、钢种、生产 技术水平及操作习惯)来确定。由于各种轧机的轧制条件不同，选用的孔型系统 也不完全相同，也常采用几种延伸孔型系统组合的混合孔型系统，如在三辊开坯 机上常采用箱形—菱—方孔型系统，在小型轧机上常采用箱形—六角方—椭—方 孔型系统。下面分别介绍各种延伸孔型系统的优缺点。 1.1.1 箱型孔型系统 一 箱形孔型系统的特点 1)用改变辊缝的方法可以轧制多种尺寸不同的轧件，其共用性好。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，这对于改善轧件表面质量是有益的。 4)与相等断面面积的其它孔型相比，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
6)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。7)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。二 箱形孔型系统的使用范围由箱形孔型系统的特点可知，它适用于初轧机、大中型轧机的开坏机及小型或线材轧机的粗轧机架。采用箱形孔型轧制大型和中型断面时轧制稳定，轧制小型断面时稳定性较差。箱形孔型轧制断面的大小取决轧机的大小。轧辊直径愈小，所能轧的断面规格也愈小。例如，在850mm的轧辊上用箱形孔型轧制方断面的尺寸不应小于90mm，在辊径为650mm的轧辊上不应小于60mm，在辊径为400mm和300mm的轧辊上不应小于56mm和45mm。三轧件在箱形孔型系统中的变形系数1）延伸系数轧件在箱形孔型中的延伸系数一般采用1.15~1.4，平均延伸系数可取1.15~1.34。2）宽展系数轧件在箱形孔型中的宽展系数β=0～0.45。在不同情况下的β取值范围如表2-1所示。表2-1箱型孔型的宽展系数中、小型开坏机轧制钢锭或钢坏型钢轧机轧制钢坏轧制条件第1道~第4道扁箱型方箱型扁箱型方箱型轧锭孔型孔型孔型孔型宽展系数B=460~0.10.2~0.30.15~0.300.15~0.250.25~0.45h四箱型孔型构成
6)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。 7)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。 二 箱形孔型系统的使用范围 由箱形孔型系统的特点可知，它适用于初轧机、大中型轧机的开坯机及小型 或线材轧机的粗轧机架。 采用箱形孔型轧制大型和中型断面时轧制稳定，轧制小型断面时稳定性较 差。箱形孔型轧制断面的大小取决轧机的大小。轧辊直径愈小，所能轧的断面规 格也愈小。例如，在 850mm 的轧辊上用箱形孔型轧制方断面的尺寸不应小于 90mm，在辊径为 650mm 的轧辊上不应小于 60mm，在辊径为 400mm 和 300mm 的轧辊上不应小于 56mm 和 45mm。 三 轧件在箱形孔型系统中的变形系数 1）延伸系数 轧件在箱形孔型中的延伸系数一般采用 1.15~1.4，平均延伸系数可取 1.15~1.34。 2）宽展系数 轧件在箱形孔型中的宽展系数 = 0 0.45 。在不同情况下的 取值范围如 表 2-1 所示。 表 2-1 箱型孔型的宽展系数 轧制条件 中、小型开坯机轧制钢锭或钢坯 型钢轧机轧制钢坯 第 1 道~第4 道 轧锭 扁箱型 孔型 方箱型 孔型 扁箱型 孔型 方箱型 孔型 宽展系数 b h = 0~0.1 0.15~0.30 0.15~0.25 0.25~0.45 0.2~0.3 四 箱型孔型构成
bkBy--Bk图2-3箱形孔型的构成孔型高度h，它等于轧后轧件的高度。凸度f：采用凸度的目的是为了使轧件在辊道上行进时稳定；也是为了使轧件进入下一个孔型时状态稳定，避免轧件左右倾倒，同时也给轧件翻钢后在下一个孔型中轧制时多留一些展宽的余量，以防止轧件出“耳子”。凸度的大小应视轧机及其轧制条件而定，如在初轧机上值可取5-10mm；在三辊开坏机上值可用2-6mm；一般按轧制顺序前面孔型中的f值取大些。后面孔型中f=0，这是为了避免因在轧件表面上出现皱纹而引起的成品表面质量不合格。凸度的构成有三种形式，即折线形、弧线形和直线形，后者的平直段b，根据孔型宽度B，的大小，可取30~80mm，在开坏机上的前几个孔型中可用有平直段的凸度，它对于防止产生“耳子”比弧线形为好。在后几个孔型中可采用弧线形或折线形的凸度，或从前到后都用后两者。孔型槽底宽度bk，bk=B-(0~6)mm式中的B为来料的宽度。有的厂采用bk=(1.01~1.06)B,即来料宽度小于槽底宽。轧件在这种孔型中容易产生倾斜和扭转；但当轧件断面较大，并为减少孔型的磨损时亦可采用之。在确定b，值时.最好使来料恰好与孔型槽底和两侧壁同时接触，或与接近孔型槽底的两侧壁先接触，以保证轧件在孔型中轧制稳定。孔型槽口宽度Bk,Bk=b+△，mm式中的b为出孔型的轧件宽度；△为展宽余量，随轧件尺寸的大小可取5~12mm或更大些
孔型高度 h ，它等于轧后轧件的高度。 凸度 f ：采用凸度的目的是为了使轧件在辊道上行进时稳定；也是为了使轧 件进入下一个孔型时状态稳定，避免轧件左右倾倒，同时也给轧件翻钢后在下一 个孔型中轧制时多留一些展宽的余量，以防止轧件出“耳子”。 凸度的大小应视轧机及其轧制条件而定，如在初轧机上 f 值可取 5-10mm； 在三辊开坯机上 f 值可用 2-6mm；一般按轧制顺序前面孔型中的 f 值取大些。 后面孔型中 f = 0 ，这是为了避免因在轧件表面上出现皱纹而引起的成品表面质 量不合格。 凸度的构成有三种形式，即折线形、弧线形和直线形，后者的平直段 t b ，根 据孔型宽度 Bk 的大小，可取 30~80mm，在开坯机上的前几个孔型中可用有平直 段的凸度，它对于防止产生“耳子”比弧线形为好。在后几个孔型中可采用弧线 形或折线形的凸度，或从前到后都用后两者。 孔型槽底宽度 k b ， (0 6) k b B mm = − 式中的 B 为来料的宽度。有的厂采用 (1.01~ 1.06) k b B = ,即来料宽度小于 槽底宽。轧件在这种孔型中容易产生倾斜和扭转；但当轧件断面较大，并为减少 孔型的磨损时亦可采用之。在确定 k b 值时.最好使来料恰好与孔型槽底和两侧壁 同时接触，或与接近孔型槽底的两侧壁先接触，以保证轧件在孔型中轧制稳定。 孔型槽口宽度 Bk , B b k = + ，mm 式中的 b 为出孔型的轧件宽度；△为展宽余量，随轧件尺寸的大小可取 5~12mm 或更大些
孔型的侧壁斜度tanp，一般采用10%~25%，在个别情况中可取30%或更大些。内外圆角半径R和r，通常取R=(0.12~0.20)B，r=(0.12~0.20)B辊缝S=5~20mm在初轧机和开坏轧机上有时采用双斜度箱形孔型。此孔型槽底处的侧壁斜度小于槽口处。这种孔型的优点是改善咬入条件，使轧件进入孔型时稳定，并且给轧件的宽展留有较大的余地。最后应指出，当用箱形孔型轧成品坏或成品方钢时，最后一个箱形孔型应无凸度：作为开坏孔型的最后一个箱形孔型槽底也应无凸度。1.1.2菱一方孔型系统图2-4菱-方孔型系统一菱一方孔型系统特点：1）能轧出几何形状正确的方形断面轧件。2）由于有中间方孔型，所以能从一套孔型中轧出不同规格的方形断面轧件。3）用调整辊缝的方法，可以从同一个孔型中轧出几种相邻尺寸的方形断面轧件。4）孔型形状使轧件各面都受到良好的加工，变形基本均匀。5）轧件在孔型中轧制稳定，所以对导板要求不严，有时可以完全不用导板。6）与同等断面尺寸的箱形孔型相比，轧槽切入轧辊较深，影响轧辊强度。7)在轧制过程中，角部金属冷却快，因此在轧制某些合金钢时易在轧件角部出现裂纹。8)由于轧件的侧而紧贴在孔型侧壁上，所以当轧件表面有氧化铁皮时，将被轧入轧件表面，影响轧件表面质量9)同一轧槽内的辊径差大，附加摩擦大，轧槽磨损不均匀
孔型的侧壁斜度 tan ，一般采用 10%~25%，在个别情况中可取 30%或更 大些。 内外圆角半径 R 和 r，通常取 R B = (0.12 ~ 0.20) ，r B = (0.12 ~ 0.20) 辊缝 S mm = 5 20 在初轧机和开坯轧机上有时采用双斜度箱形孔型。此孔型槽底处的侧壁斜度 小于槽口处。这种孔型的优点是改善咬入条件，使轧件进入孔型时稳定，并且给 轧件的宽展留有较大的余地。 最后应指出，当用箱形孔型轧成品坯或成品方钢时，最后一个箱形孔型应无 凸度；作为开坯孔型的最后一个箱形孔型槽底也应无凸度。 1.1.2 菱—方孔型系统 一 菱—方孔型系统特点： 1）能轧出几何形状正确的方形断面轧件。 2）由于有中间方孔型，所以能从一套孔型中轧出不同规格的方形断面轧件。 3）用调整辊缝的方法，可以从同一个孔型中轧出几种相邻尺寸的方形断面 轧件。 4）孔型形状使轧件各面都受到良好的加工，变形基本均匀。 5）轧件在孔型中轧制稳定，所以对导板要求不严，有时可以完全不用导板。 6）与同等断面尺寸的箱形孔型相比，轧槽切入轧辊较深，影响轧辊强度。 7)在轧制过程中，角部金属冷却快，因此在轧制某些合金钢时易在轧件角部 出现裂纹。 8)由于轧件的侧而紧贴在孔型侧壁上，所以当轧件表面有氧化铁皮时，将被 轧入轧件表面，影响轧件表面质量 9)同一轧槽内的辊径差大，附加摩擦大，轧槽磨损不均匀
二菱方孔型系统的使用范围根据菱一方孔型系统的特点，它可以做为延伸孔型，也可以用来轧制60×60～80×80mm以下的方坏和方钢，当作延伸孔型使用时，最好接在箱形孔型之后。菱方孔型系统被广泛应用于钢坏连轧机、三辊开坏机、型钢轧机的粗轧和精轧道次。三轧件在菱一方孔型系统中的变形系数1）延伸系数菱形孔的延伸系数为1.15~1.45，方孔中的延伸系数为1.16~1.37，平均延伸系数为1.2~1.42）宽展系数方断面轧件在菱形孔型中的宽展系数：0.3~0.5。菱形断面轧件在方孔型中的宽展系数：0.2~0.4。注：菱形孔的钝顶角的取值范围98°～120°，太大轧件稳定性差，太小延伸系数太小。四 孔型的构成1）菱形孔型的构成菱形孔型的主要构成尺寸h和b确定之后，其他尺寸按下式汁算：SBk= b(1 -h(h)? -1]hk=h-2R[/1+(hR =(0.1~ 0.2)hr=(0.1~0.35)hs~0.1h2）方形孔型的构成方轧件的边长a确定之后。其他尺寸按下式确定：
二 菱方孔型系统的使用范围 根据菱—方孔型系统的特点，它可以做为延伸孔型，也可以用来轧制 60 60 80 80 mm 以下的方坯和方钢，当作延伸孔型使用时，最好接在箱形 孔型之后。菱方孔型系统被广泛应用于钢坯连轧机、三辊开坯机、型钢轧机的粗 轧和精轧道次。 三 轧件在菱—方孔型系统中的变形系数 1）延伸系数 菱形孔的延伸系数为 1.15~1.45，方孔中的延伸系数为 1.16~1.37，平均延伸 系数为 1.2~1.4 2）宽展系数 方断面轧件在菱形孔型中的宽展系数：0.3~0.5。 菱形断面轧件在方孔型中的宽展系数：0.2~0.4。 注：菱形孔的钝顶角的取值范围 98 ~120 ，太大轧件稳定性差，太小延伸 系数太小。 四 孔型的构成 1）菱形孔型的构成 菱形孔型的主要构成尺寸 h 和 b 确定之后，其他尺寸按下式汁算： 2 (1 ) 2 [ 1 ( ) 1] (0.1~ 0.2) (0.1~ 0.35) 0.1 k k s B b h h h h R b R h r h s h = − = − + − = = 2）方形孔型的构成 方轧件的边长 a 确定之后。其他尺寸按下式确定：