1孔型设计理论基础1.1孔型设计的内容与要求1.1.1孔型设计的内容：1断面孔型设汁：根据原料和成品的断面形状和尺寸及对产品性能的要求，确定孔型系统、轧制道次和各道次的变形量。以及各道次的孔型形状和尺寸。2配辊：确定孔型在各机架上的分配及其在轧辊上的配置方式，以保证轧件能正常轧制、操作方便、成品质量好和轧机产量高。3轧辊辅件设计（导卫或诱导装置的设计）：诱导装置应保证轧件能按照所要求的状态进、出孔型。或者使轧件在孔型以外发生一定的变形，或者对轧件起矫正或翻转作用等。导卫装置包括：横梁、导板、卫板、夹板、导板箱、托板、扭转导板、扭转辊、围盘、导管等。1.1.2孔型设计的要求：1保证获得优质产品所轧产品除断面形状正确和断面尺寸在充许偏差范围之内外。应使表面光洁。金属内部的残余应力小，金相组织和力学性能良好。2保证轧机生产率高轧机的生产率决定于轧机的小时产量和作业率。影响轧机小时产量的主要因素是轧制道次数及其在各机架上的分配。在一般情况下，轧制道次数愈少愈好。在电机和设备允许条件下，尽可能实现交叉轧制，以达到加快轧制节奏，提高小时产量的目的。影响轧机作业率的主要因素是孔型系统、孔型和轧辊辅件的共用性。注：交叉轧制：两根钢同时轧制的时间（横列式轧机）。轧制节奏（T）：是指机组每轧一根钢所需要的时间（即轧制第一根钢与第二根钢之间的时间间隔），它是决定轧机产量的主要因素
1 孔型设计理论基础 1.1 孔型设计的内容与要求 1.1.1 孔型设计的内容： 1 断面孔型设汁：根据原料和成品的断面形状和尺寸及对产品性能的要求， 确定孔型系统、轧制道次和各道次的变形量。以及各道次的孔型形状和尺寸。 2 配辊：确定孔型在各机架上的分配及其在轧辊上的配置方式，以保证轧件 能正常轧制、操作方便、成品质量好和轧机产量高。 3 轧辊辅件设计（导卫或诱导装置的设计）：诱导装置应保证轧件能按照所 要求的状态进、出孔型。或者使轧件在孔型以外发生一定的变形，或者对轧件起 矫正或翻转作用等。 导卫装置包括：横梁、导板、卫板、夹板、导板箱、托板、扭转导板、扭转 辊、围盘、导管等。 1.1.2 孔型设计的要求： 1 保证获得优质产品 所轧产品除断面形状正确和断面尺寸在允许偏差范围之内外。应使表面光 洁。金属内部的残余应力小，金相组织和力学性能良好。 2 保证轧机生产率高 轧机的生产率决定于轧机的小时产量和作业率。影响轧机小时产量的主要因 素是轧制道次数及其在各机架上的分配。在一般情况下，轧制道次数愈少愈好。 在电机和设备允许条件下，尽可能实现交叉轧制，以达到加快轧制节奏，提高小 时产量的目的。影响轧机作业率的主要因素是孔型系统、孔型和轧辊辅件的共用 性。 注： 交叉轧制：两根钢同时轧制的时间（横列式轧机）。 轧制节奏（ T ）：是指机组每轧一根钢所需要的时间(即轧制第一根钢与第二 根钢之间的时间间隔)，它是决定轧机产量的主要因素
中1中2间1中3中4间2Ta3]中5间4T总时间/S连续式轧机工作图表轧制时间（T）：即钢的纯轧时间。间隙时间（T简）：是指相邻道次间的时间间隔，它随轧制的具体情况而变化。轧制周期（T）：是指轧制一根钢所用的总时间（包括各道次轧制时间和间隙时间)和相邻两根钢之间的空隙时间。3保证产品成本最低为了降低生产成本，必须降低各种消耗。由于金属消耗在成本中起主要作用，故提高成材率是降低成本的关键。因此，孔型设计应保证轧制过程进行顺利，便于调整减少切损和降低废品率；在用户无特殊要求的情况下，尽可能按负偏差进行轧制。同时，合理的孔型设计也应保证减少轧和电能的消耗。4保证劳动条件好孔型设计时除考虑安全生产外，还应考虑轧制过程易于实现机械化和自动化，轧制稳定，便于调整：轧辊辅件坚固耐用，装卸容易。1.2孔型设计的基本原则与设计程序1.2.1设计遵循的原则：是否有良好的技术经济指标和显著的经济效益，是评价和衡量孔型设计质量优劣的重要标准，也是检验设计思想是否正确、设计任务是否很好完成的主要标志。为此要求设计者注意遵循下述基本原则：
轧制时间（ T轧 ）：即钢的纯轧时间。 间隙时间（ T间 ）：是指相邻道次间的时间间隔，它随轧制的具体情况而变 化。 轧制周期（ T总 ）：是指轧制一根钢所用的总时间(包括各道次轧制时间和间 隙时间)和相邻两根钢之间的空隙时间。 3 保证产品成本最低 为了降低生产成本，必须降低各种消耗。由于金属消耗在成本中起主要作用， 故提高成材率是降低成本的关键。因此，孔型设计应保证轧制过程进行顺利，便 于调整减少切损和降低废品率；在用户无特殊要求的情况下，尽可能按负偏差进 行轧制。同时，合理的孔型设计也应保证减少轧辊和电能的消耗。 4 保证劳动条件好 孔型设计时除考虑安全生产外，还应考虑轧制过程易于实现机械化和自动 化，轧制稳定，便于调整；轧辊辅件坚固耐用，装卸容易。 1.2 孔型设计的基本原则与设计程序 1.2.1 设计遵循的原则： 是否有良好的技术经济指标和显著的经济效益，是评价和衡量孔型设计质量 优劣的重要标准，也是检验设计思想是否正确、设计任务是否很好完成的主要标 志。为此要求设计者注意遵循下述基本原则：
1选择合理的孔型系统，因为孔型系统是轧件形状变化的体现，是型材生产中能否顺利轧制、能否获得合格产品的关键。2充分利用钢在高温阶段塑性好、变形抗力小的特点，把变形量和不均匀变形尽量放在前面道次，以降低能耗和轧辊磨损。3各机架间的道次分配和翻钢、移钢程序要合理，以便缩短轧制节奏，提高轧机产量，并有利于操作。4当生产型钢品种规格较多时，要考虑相邻规格孔型的共用性，以减少轧辊储备和相应的更换轧辊的工作时间。5力求轧件在孔型中具有良好的稳定性。以利于轧件在孔型中的变形，防止弯扭，并简化轧机的操作和调整。6确保设备安全，注意改善工人的劳动条件。做到调整容易，操作简便，工作安全。1.2.2孔型设计的程序：1了解产品的技术条件产品的技术条件包括产品的断面形状、尺寸及其充许偏差，也包括对产品表面质量、金相组织和性能的要求：对某些产品还应了解用户的使用情况及其特殊要求。2了解原料条件原料条件包括已有的钢锭或钢坏的形状和尺寸或者是按孔型设计要求重新选定原料的规格。3了解轧机的性能及其他设备条件包括辑机的布置、机架数、辑径、辑身长度、轨制速度电机能力、加热炉移钢和翻钢设备、工作辊道和延伸辊道、延伸台、剪机或锯机的性能以及车间平面布置情况等。4选择合理的孔型系统选择孔型系统是孔型设计的关键步骤之一。对于新产品，设计孔型之前应该了解类似产品的轧制情况及其存在的问题，作为考虑新产品型设计的依据之一。对于老产品，应了解在其他轧机上轧制该产品的情况及其存在的问题。在品种多，但产量要求不高的轧机上，应该采用共用性大的孔型系统，这样可以减少换辊次数及轧辊的储备量。但在品种比较单一，即专业化较高的轧机上，应该尽量采用专用的孔型系统，这样可以排除其他产品的干扰，使产量提高
1 选择合理的孔型系统，因为孔型系统是轧件形状变化的体现，是型材生产 中能否顺利轧制、能否获得合格产品的关键。 2 充分利用钢在高温阶段塑性好、变形抗力小的特点，把变形量和不均匀变 形尽量放在前面道次，以降低能耗和轧辊磨损。 3 各机架间的道次分配和翻钢、移钢程序要合理，以便缩短轧制节奏，提高 轧机产量，并有利于操作。 4 当生产型钢品种规格较多时，要考虑相邻规格孔型的共用性，以减少轧辊 储备和相应的更换轧辊的工作时间。 5 力求轧件在孔型中具有良好的稳定性。以利于轧件在孔型中的变形，防止 弯扭，并简化轧机的操作和调整。 6 确保设备安全，注意改善工人的劳动条件。做到调整容易，操作简便，工 作安全。 1.2.2 孔型设计的程序： 1 了解产品的技术条件 产品的技术条件包括产品的断面形状、尺寸及其允许偏差，也包括对产品表 面质量、金相组织和性能的要求：对某些产品还应了解用户的使用情况及其特殊 要求。 2 了解原料条件 原料条件包括已有的钢锭或钢坯的形状和尺寸或者是按孔型设计要求重新 选定原料的规格。 3 了解轧机的性能及其他设备条件 包括轧机的布置、机架数、辊径、辊身长度、轧制速度电机能力、加热炉、 移钢和翻钢设备、工作辊道和延伸辊道、延伸台、剪机或锯机的性能以及车间平 面布置情况等。 4 选择合理的孔型系统 选择孔型系统是孔型设计的关键步骤之一。对于新产品，设计孔型之前应该 了解类似产品的轧制情况及其存在的问题，作为考虑新产品孔型设计的依据之 一。对于老产品，应了解在其他轧机上轧制该产品的情况及其存在的问题。在品 种多，但产量要求不高的轧机上，应该采用共用性大的孔型系统，这样可以减少 换辊次数及轧辊的储备量。但在品种比较单一，即专业化较高的轧机上，应该尽 量采用专用的孔型系统，这样可以排除其他产品的干扰，使产量提高
5总轧制道次数的确定孔型系统选择之后，必须首先确定轧制该产品时所采用的总轧制道次数及按道次分配变形量。在一定的工艺与设备条件下，确定坏料的断面尺寸和轧制道次其实质就是正确地决定总变形量。三者之间的关系如下式所示：M=AA"一总延伸系数A一原料断面积A一成品断面积总延伸系数又等于各道次延伸系数的乘积，即有如下关系：-A.A.A...A-l=μ"AAAA=H=平均延伸系数一般是根据经验数据选取的。但是在既定条件下，平均延伸系数的大小既反映了轧制进程的快慢，也反映了件在孔型内变形的剧烈程度。因此，平均延伸系数要根据所轧钢种、孔型系统、轧机布置等具体生产条件选定。按总延伸系数平均延伸系数即可确定轧制道次。轧制道次应取整数In μ - In A, - In Ann:InpInAp6分配各道次延伸系数延伸系数分配的根据是：轧制开始时，轧件温度较高，表面氧化铁皮较多，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；随着轧件表面氧化铁皮的脱落，咬入条件大为改善，此时应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：最后几道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延伸系数。各道次延伸系数确定之后要进行校核，看其乘积是否等于总延伸系数，如若不等则须进行调整，使之相等。在实际生产过程中，为了合理地分配变形系数，必须对具体的生产条件做具
5 总轧制道次数的确定 孔型系统选择之后，必须首先确定轧制该产品时所采用的总轧制道次数及按 道次分配变形量。在一定的工艺与设备条件下，确定坯料的断面尺寸和轧制道次 其实质就是正确地决定总变形量。三者之间的关系如下式所示： 0 z n A A = z —总延伸系数 A0 —原料断面积 A n —成品断面积 总延伸系数又等于各道次延伸系数的乘积，即有如下关系： 0 1 1 2 1 2 3 1 2 3 n z n n A A A A A A A A − = = 1 2 3 n z n p = = 平均延伸系数一般是根据经验数据选取的。但是在既定条件下，平均延伸系 数的大小既反映了轧制进程的快慢，也反映了轧件在孔型内变形的剧烈程度。因 此，平均延伸系数要根据所轧钢种、孔型系统、轧机布置等具体生产条件选定。 按总延伸系数平均延伸系数即可确定轧制道次。轧制道次应取整数 0 ln ln ln ln ln z n p p A A n − = = 6 分配各道次延伸系数 延伸系数分配的根据是： 轧制开始时，轧件温度较高，表面氧化铁皮较多，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； 随着轧件表面氧化铁皮的脱落，咬入条件大为改善，此时应充分利用轧件温 度高、塑性好、变形抗力低的特点给以大变形； 最后几道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延伸系数。 各道次延伸系数确定之后要进行校核，看其乘积是否等于总延伸系数，如若 不等则须进行调整，使之相等。 在实际生产过程中，为了合理地分配变形系数，必须对具体的生产条件做具
体地分析。如在连轧机上轧制时，由于轧制速度高，轧件温度变化小，所以各道的延伸系统可以取成相等或近似相等，如下图所示。茶2345轧制道次轧制道次连轧机上延伸系数按道次分配的曲线变形系数按道次分配的典型曲线7确定轧件的断面形状和尺寸根据各道次的延伸系数确定各道次轧件的横断面面积，然后按照轧件的断面面积及其变形关系确定轧件的断面形状和尺寸。8确定孔型的形状和尺寸根据轧件的断面形状和尺寸确定孔型的形状和尺寸，并构成孔型。应指出，有时孔型设计是根据经验数据直接确定孔型尺寸及其构成，这时可不事先确定轧件尺寸。在进行孔型设计计算时，通常是逆轧制顺序进行的。但有时（如初轧机孔型设计、开坏机孔型设计）也顺轧制顺序或从中间开始设计。9绘制配辊图把设计出的孔型按一定规则配置在轧辊上，并绘制配辊图。10进行必要的校核对咬入条件和电机负荷进行校核，在必要时。也要对轧辊强度进行校核。11轧辊辅件设计根据孔型图和配辊图设计导卫、围盘、检测样板等辅件并构图。1.3孔型及其分类轧槽与孔型的概念轧槽：型材是在带有所谓轧槽的环形凹槽或凸缘的轧辊上轧制出来的。在一个轧辊上用来轧制轧件的工作部分，也就是轧辊与轧件相接触的部分称为轧槽。孔型的形状不同，构成孔型的轧槽型式也不相同
体地分析。如在连轧机上轧制时，由于轧制速度高，轧件温度变化小，所以各道 的延伸系统可以取成相等或近似相等，如下图所示。 7 确定轧件的断面形状和尺寸 根据各道次的延伸系数确定各道次轧件的横断面面积，然后按照轧件的断面 面积及其变形关系确定轧件的断面形状和尺寸。 8 确定孔型的形状和尺寸 根据轧件的断面形状和尺寸确定孔型的形状和尺寸，并构成孔型。应指出， 有时孔型设计是根据经验数据直接确定孔型尺寸及其构成，这时可不事先确定轧 件尺寸。 在进行孔型设计计算时，通常是逆轧制顺序进行的。但有时(如初轧机孔型 设计、开坯机孔型设计)也顺轧制顺序或从中间开始设计。 9 绘制配辊图 把设计出的孔型按一定规则配置在轧辊上，并绘制配辊图。 10 进行必要的校核 对咬入条件和电机负荷进行校核，在必要时。也要对轧辊强度进行校核。 11 轧辊辅件设计 根据孔型图和配辊图设计导卫、围盘、检测样板等辅件并构图。 1.3 孔型及其分类 轧槽与孔型的概念 轧槽：型材是在带有所谓轧槽的环形凹槽或凸缘的轧辊上轧制出来的。在一 个轧辊上用来轧制轧件的工作部分，也就是轧辊与轧件相接触的部分称为轧槽。 孔型的形状不同，构成孔型的轧槽型式也不相同