无孔型轧制孔型设计原则
棒材无孔型轧制技术

棒材无孔型轧制技术【摘要】本文结合多年的工作经验棒材无孔型轧制技术与降低生产成本相结合来进行了钢铁企业的成本控制规划,并从负公差轧制带肋钢筋时,从控制加热供热温度,优化成孔设计方面进行了简要介绍。
实现钢铁企业向着国际化低成本、高效益的方向发展。
【关键词】钢铁企业;棒材无孔型轧制技术;效益;成本控制;竞争目前,棒材无孔型轧制技术在国内为的钢铁企业普遍应用,并且取得了很大的发展与提高,并且成为钢铁企业优化棒线材生产的关键技术。
在调整轧件截面尺寸时,使用棒材无孔型轧制技术仅仅改变辊缝就可以了。
棒材无孔型轧制技术可以使轧材具有更好的表面质量并且可以使不同胚料和工艺的适应性更强。
由于这种优势就解决了棒材在生产过程中有多种规格,施工工艺复杂的问题,大大提高了钢材企业的经济效益,降低了生产成本。
企业的经济效益,钢铁企业在拓宽销售市场,增加经济收入的同时,应该注重对成本的控制,在同样的收入情况下,成本降低了,那么企业的效益也就随之提高了。
钢铁企业为了提高经济效益就必须从降低成本入手。
下面结合多年的工作经验对钢铁企业如何降低成本进行了战略性的分析。
1.棒材无孔型轧制技术上文提到棒材无孔型轧制技术能够降低生产成本,提高企业的经济效益,现将棒材无孔型轧制技术与孔型轧制技术进行对比,来说明棒材无孔型轧制技术能够降低生产成本的原因。
相对与孔型轧制技术,无孔型轧制具有轧件变形均匀、能耗低、轧槽及轧辊寿命高、轧辊车削简化、有利于成品质量等优点,是优化棒线材生产的轧制技术,目前国内一些棒材生产线已成功应用了此项技术。
通过上文对棒材无孔型轧制技术优势的介绍,我们知道此项技术是符合现代对节能的要求,是一种节能低耗的轧制技术。
运用棒材无孔型轧制技术可以将轧槽的使用寿命延长百分之四十,在很大程度上实现了对节能的要求。
为了从最大程度上提高钢铁企业的经济效益,我们可以利用同一机组多架轧机的特点,可将后面架次报废轧辊返修为平辊,用于前面架次轧机。
51钢铁PPT-型钢孔型设计基本知识

b. 提高孔型共用性
c. 减少轧槽的刻入深度,提高轧辊强度
a. 切槽浅
d. 简化轧机调整 e. 使辊环或者上下辊之间不摩擦
好处
b. 重车次数多 c. 调整量大
辊缝的确定
大辊缝
辊缝S≥弹跳值+调整值+磨损量
辊缝与轧辊直径D有这密切的关系
不利
a. 轧制不稳地
b. 影响轧件尺 寸和形状
大中型轧机
辊缝尺寸(㎜)
➢断面孔型设计程序及基本原则
将选择孔型系统、分配道次延伸率、确定轧制道 次、计算孔型尺寸、验算、画孔型图等一系列工作称 为断面孔型设计
孔型设计基本原则
•选择合理的孔型系统 •利用钢的高温塑性,把变形量和不均匀变形集中在前 几道,顺轧制道次减少变形量 •轧件在孔型中的状态要稳定 •生产多品种时要尽量考虑孔型的共用性
务
轧辊辅件设计 导卫及诱导装置的设计
孔 型
低
便 于
便 于
注:孔型设计时,必须考虑各轧
设 计 的
优高 成
操
调 钢车间设备的性能及其布置。机械
质产 本
作
整 地将与轧钢车间的孔型设计搬到另
要
一车间往往时要失败的,另外,由
求
于机型设计目前正处于经验设计阶
段,孔型设计的合理与否取决于型
钢设计工作者的经验水平。
➢2. 孔型设计程序及基本原则
孔型设计基本条件储备 选择合理的孔型系统 总轧制道次数的确定 各道次变形量的分配
确定轧件的断面形状和尺寸
轧辊附件设计 进行校核 绘制配辊图
确定孔型的形状和尺寸
1.
孔
1. 产品的技术条件
型
设
计
基 本
孔型设计

孔型设计:将钢锭或钢坯在连续变化的轧辊孔型中进行轧制,已获得所需的断面形状、尺寸和性能的产品,为此而进行的设计和计算工作孔型设计。
孔型设计的内容:a断面孔型设计。
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b轧辊孔型设计也称配辊。
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c轧辊辅件设计。
即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。
孔型设计的要求:a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,表面应光洁,金属内部的残余应力小,金相组织和力学性能良好。
b保证轧机生产率高。
轧机的生产率决定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,对橫列式轧机来说,在一般情况下,轧制道次数愈少愈好。
对连轧机来说,则应加大坯重,提高轧速,缩短轧制节奏时间,提高小时产量。
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。
c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占主要部分,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;在无特殊要求情况下,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d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。
各道次变形量的分配:a金属的塑性。
大量研究表明,金属的塑性一般/成为限制变形的因素。
对于某些合金钢锭,在未被加工前,其塑性较差,因此要求前几次的变形量要小些。
b咬入条件。
在许多情况下咬人条件是限制道次变形量的主要因素,例如在初轧机、钢坯轧机和型钢轧机的开坯道次,此时轧件温度高,轧件表面常附着氧化铁皮,故摩擦系数较低,所以选择这些道次的变形量时要进行咬人验算。
第二章 孔型设计基本知识

新产品
设 品计 孔孔 型型设之计前的应依该据户要了制加解类使求速热似产用度炉品的情轧、、制况情电移况及及机钢其存其能和在问特题力翻,殊作、钢为新产
理 应了解在其他轧机上轧制该产品情况及存在问题 的 旧产品 设备、工作辊道和延 产量要求不高的轧机上应采用共用性大的孔型系统,这样可以 孔 多种产品 伸辊道、延伸台、剪 减少换辊次数及轧辊的储备量
➢2 断面孔型设计程序及基本原则
将选择孔型系统、分配道次延伸率、确定轧制道次、计算 孔型尺寸、验算、画孔型图等一系列工作称为断面孔型设计
2.1 断面孔型设计基本原则
选择合理的孔型系统 利用钢的高温塑性,把变形量和不均匀变形集中在前几道,然
后按照轧制程序逐道次减小变形量。 尽可能采用形状简单的孔型,专用孔型的数量要适当。 轧制道次数、各机架间的道次分配以及翻钢和移钢程序要合理,
➢1 孔型及孔型设计基本概念
1.1 孔型的定义
两个或两个以上轧辊的轧槽在轧制面上所组成的几何 图形称为孔型。
【说明 】 轧制面:通过两个或两个以上轧辊轴线的垂直平面, 即轧件从轧辊轧出处的垂直平面。 轧槽:刻在一个轧辊上的槽子,轧制时轧辊与轧件接 触部分的轧辊辊面。 辊环:沿轧辊轴线方向用来把轧槽与轧槽分开的轧辊 辊身部分。
确定轧件的断面形状和尺寸 确定孔型的形状和尺寸
型
设计产品的技术条件 基
产品断面形状、尺寸 及其允许偏差,对产
本 原料条件 品钢表锭面或质钢量坯、形金状相和组尺寸,
条 件 选储 择备 合
车间设备条件 织某或新轧辊和些者选机径性产按定布、能品孔原置辊的还型料、身要应设规机长求了计格架度,解要数、对用求、轧重
槽底凸 度的作
时给保咬翻证入 钢 轧条后件件的侧也孔面较型平好增直轧的;加不调另宽同整外展厚量可余度。提地时高,轧减
1孔型设计的基本知识汇总

1 孔型设计的基本知识1.1 孔型设计的内容与要求1.1.1 孔型设计的内容型钢品种规格达几千种,其中绝大部分都是用辊轧法生产的。
将钢锭或钢坯在带槽轧辊上经过若干道次变形,以获得所需要的断面形状、尺寸和性能的产品而为此所进行的设计计算工作称为孔型设计。
完整的孔型设计一般包括以下三个内容:1)断面孔型设计根据已定坯料和成品的断面形状、尺寸大小和性能要求,确定轧件连续的变形过程,所需道次和各道次变形量以及为完成此变形过程所采用的各道次的孔型形状和各部分尺寸。
2)轧辊孔型设计根据断面孔型设计的结果,确定孔型在每个机架上的配置方式、型在机架上的分布及其在轧辊上的位置和状态,以保证正常轧制,轧辊有较高的强度,使轧制节奏最短,从面获得较高的轧机产量和良好的成品质量。
3)轧辊导卫装置及辅助工具设计根据轧机特性和产品断面形状特点设计出相应的导卫装置。
导卫或诱导装置应保证轧件能按照要求进出孔型,或使轧件出槽后发生一定变形,或使轧件得以矫正或翻转一定角度等。
其它工具如检查样板等有时也由孔型设计者完成。
1.1.2 孔型设计的要求孔型设计合理与否将对轧钢生产带来重要影响,它直接影响到成品质量、轧机生产能力、产品成本和劳动条件等。
因此,一套完善、正确的孔型设计应该力争做到:1)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(如没有耳子、折迭、裂纹、麻点等)、机械性能良好等。
2)轧机产量高应使轧机具有最短的轧制节奏和较高的轧机作业率。
3)生产成本低应做到金属消耗、轧辊及工具消耗、轧制能耗最少,并使轧机其它各项技术经济指标有较高的水平。
4)轧机操作简便应考虑轧制过程易于实现机械化和自动化,使轧件在孔型中变形稳定,便于调整,改善劳动条件,减轻体力劳动等。
5)适合车间条件使设计出来的孔型符合该车间的工艺与设备条件,使孔型具有实际的可用性。
为要达到上述要求,孔型设计工作者除要很好池掌握金属在孔型内的变形规律外,还应深入生产实际,与工人结合,与实践结合,比较充分地了解和掌握车间的工艺和设备条件以及它们的特性,只有这样才能做出正确、合理和可行的孔型设计来。
孔型设计的基本知识

孔型设计的基本知识第一节孔型设计的内容与要求将钢锭或钢坯经过若干次的轧制变形,得到所需断面形状、尺寸和性能的产品,而进行的设计和计算工作称为孔型设计。
位于一个轧辊上的棱槽叫“轧槽”;由上下轧槽所组成的面积叫“孔型”。
一、孔型设计的内容(1)断面孔型设计。
(2)轧辊孔型设计。
(3)轧辊的辅件设计。
导为和诱导装置的设计。
二、孔型设计的要求(1)优质高产。
轧件尺寸形状符合技术要求,质量好、产量高。
(2)低消耗。
轧制功率、金属消耗、轧辊消耗、电能等消耗为最少。
(3)尽可能减少孔型各部分的不均匀变形,获得轧件具有最小内应力。
(4)使操作方便、安全、尽可能使轧制机械化、自动化或减轻工人体力。
(5)使换辊时间短,调整时间少,轧制过程稳定,作业率高。
第一节孔型的分类(A用途B形状C切槽方法)一、按孔型用途分类(1)延伸(开坯)孔型:减小轧件断面,形状与成品断面无关;(2)预轧(粗轧或毛轧)孔型:继续减小轧件断面,形状接近成品断面。
(3)精轧前(成品前)孔型:尺寸和形状更接近要求的成品断面。
(4)精轧(成品)孔型:轧制产品的最后一个孔型。
二、按孔型的形状分类(1)简单断面孔型:通常用于延伸孔型。
(2)复杂(异形)断面孔型;工字形、槽形、轨形。
三、按孔型在轧槽的切槽方法分类(1)开口孔型:轧辊的辊缝S在孔型周边上的称为开口孔型。
(2)闭口孔型:轧辊的辊缝S在孔型周边之外的称为闭口孔型。
(3)半开(闭)口孔型:亦称控制孔型。
第三节孔型各部分的名称与功用一、孔型各部分名称(以方形孔型为例)b、B——孔型切槽最小与最大宽度;H——孔型切槽深度;h——孔型轮廓线的高度;tg——侧壁斜度;S——辊缝;r1和r2孔型的内外圆角二、孔型各部分功用(1)辊缝:两轧辊辊环之间的缝隙称为辊缝。
(2)孔型侧壁斜度:孔型侧边与轴向垂直面间所夹角度的正切。
是轧件正确进入孔型;减少缠棍;减少出耳子;减少轧辊重车量,降低轧辊消耗(3)孔型圆角:孔型的过度部分用圆弧连接,这个圆弧就叫圆角。
棒线材实现无孔型轧制的研究_晁月林
第34卷第1期武汉科技大学学报Vol.34,No.12011年2月Journal of Wuhan University of Science and Technology Feb.2011收稿日期:2010-09-06作者简介:晁月林(1984-),男,北京科技大学硕士生.E -mail:chaogai813@ 通讯作者:余万华(1966-),男,北京科技大学教授.E -mail:ustbyw h@棒线材实现无孔型轧制的研究晁月林,余万华(北京科技大学材料科学与工程学院,北京,100083)摘要:利用修正后的Z Wusat ow ski 宽展模型对棒线材实现无孔型轧制进行研究,并对其轧制稳定性条件和轧制力能参数进行了分析和计算。
结果表明,在最大倾歪角和导卫间隙系数范围内,棒线材是可以实现无孔型轧制的。
关键词:无孔型轧制;断面设计;轧制稳定性中图分类号:T G 302 文献标志码:A 文章编号:1674-3644(2011)01-0009-04与目前常规的孔型轧制相比,无孔型轧制具有高生产率、高产品质量、节省轧辊和减少轧制能量消耗等一系列优点,在轧制棒线材产品中占有重要的地位。
因此,国内外相继对无孔型轧制技术进行了大量的试验研究。
1967年瑞典进行了用125kg 的铜坯轧制1/4吋(6.35m m)线材的试验[1];1981年美国M or gan 研制出用于高线生产的粗轧4机架紧凑式平辊轧机[2];1981年日本川崎水岛制铁所在钢坯轧机上进行了前几道次的无槽轧制试验[3];1990年原苏联在<300m m 棋盘式小型轧机粗轧机组上进行了工业性无孔型轧制试验[4];1983年首都钢铁公司在小型连轧厂为扩大钢坯断面进行了断面粗轧2机架的无槽轧制试验[5]。
20世纪90年代后期东北大学在实验室用<300mm 二辊不可逆轧机进行了无槽轧制试验[6]。
本世纪以来,国内钢铁企业先后实现了粗轧机1H ~4V 机架无孔型连续轧制、<32m m 规格无孔型全连轧工艺以及1~17道次轧机的无孔型连续轧制工艺[6]。
《热轧L型钢的孔型设计及模拟研究》范文
《热轧L型钢的孔型设计及模拟研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展,L型钢作为一种重要的建筑材料,在建筑、桥梁、机械制造等领域得到了广泛应用。
热轧L型钢的生产过程中,孔型设计是关键环节之一,它直接影响到产品的性能和质量。
因此,对热轧L型钢的孔型设计及模拟研究具有重要的理论和实践意义。
本文将重点探讨热轧L型钢的孔型设计及其模拟方法,以期为实际生产提供理论支持和技术指导。
二、孔型设计理论基础1. 孔型设计的基本原则孔型设计的基本原则包括:满足使用要求、保证产品质量、提高生产效率、降低成本等。
在热轧L型钢的孔型设计中,需考虑钢材的力学性能、截面形状、尺寸精度、表面质量等因素。
2. 孔型设计的关键因素孔型设计的关键因素包括:孔型类型、孔径大小、孔间距、孔的位置等。
其中,孔型类型应根据使用要求进行选择,孔径大小和孔间距需根据钢材的力学性能和截面形状进行确定,而孔的位置则需考虑钢材的加工工艺和装配要求。
三、热轧L型钢的孔型设计1. 孔型类型选择根据使用要求,选择合适的孔型类型。
常见的孔型包括圆形、椭圆形、矩形等。
在选择孔型类型时,需考虑钢材的力学性能、截面形状、使用环境等因素。
2. 孔径大小和孔间距设计根据钢材的力学性能和截面形状,确定合适的孔径大小和孔间距。
孔径大小应满足使用要求,同时考虑钢材的强度和刚度;孔间距则需根据装配要求和加工工艺进行确定。
3. 孔的位置设计孔的位置设计需考虑钢材的加工工艺和装配要求。
一般情况下,孔的位置应位于L型钢的受力较小处,以减小对钢材性能的影响。
同时,还需考虑加工设备的精度和装配时的方便性。
四、模拟研究方法1. 有限元法有限元法是一种常用的数值模拟方法,可以通过建立热轧L 型钢的三维模型,对孔型设计进行模拟分析。
该方法可以考虑到材料的非线性、热力耦合等因素,从而得到较为准确的结果。
2. 实验验证法实验验证法是一种有效的研究方法,可以通过制作不同孔型设计的L型钢试样,进行实际生产过程中的热轧实验,对模拟结果进行验证。
万能轧机轧制50kgN钢轨孔型设计
谢艳峰摘自《㈣2005.(3}
万 方数据
万能轧机轧制50kgN钢轨孔型设计
作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 杜斌, 张金明, 孙德志, DU Bin, ZHANG Jin-ming, SUN De-zhi 鞍钢新轧钢股份有限公司大型厂,辽宁,鞍山,114021 轧钢 STEEL ROLLING 2005,22(6)
金属热膨胀系数,通常金属热膨胀系数取1.010 ~1.015。50kgN钢轨成品孔型见图2,万能轧 机操作侧立辊采用平辊,万能轧机水平辊的孔型 设计按以下原则进行: (1)考虑轧辊磨损,腹高按正偏差设计。
BID,孔型设计
BDl轧机孔型配置均为箱形孔,280ram× 380mm矩形坯经7道次轧制成220mm x 237mm 中间坯。
成。多喷嘴式烧嘴安装在炉子的顶部和可移动组件上,
术,只有配套使用时才能同时检测带材厚度和性能。新
技术的另一个显著特点是,它对测量区域内的除金属材 料以外的任何物质都不敏感,这种低频磁场特性使该测 量装置对带材上的油、乳化液、蒸汽、不同的空气温度 和粉尘等因素均不敏感。 于治民摘自{Metal Bulletin》2005。f7)
Key
wor出:rail;pass design;universal mill;try
prcxtuction
1前言
2002年鞍钢新轧钢股份有限公司大型厂万 能轧制生产线改造完成,结束了长期以来靠横列 式轧机孔型轧制法来生产钢轨的落后轧制工艺。 该万能轧机机组使用了液压AC,C系统与TCS张 力控制系统,提高了轧机的轧制精度。其生产钢 轨的工艺为:由炼钢厂生产的连铸坯,在850℃ 左右装入步进式加热炉,加热到1250"(2的钢坯 经高压水第1次除鳞后,南中1150nma轧机BDI、 中1lOOmm轧机B胁轧制,再经第2次除鳞后经 万能机组轧制成成品,lOOnl轧件经热锯锯切成 定尺或倍尺,通过热打印机在轧件上打印标识 后,上步进式冷床进行预弯、冷却。
第一章孔型设计的基本知识
第一章 孔型设计基本知识
§1.1 孔型设计的内容与要求
设计要求 获得优质产品 成品的断面几何形状正确;断面尺寸精确;轧件表面 光洁;残余应力小,金相组织和机械性能良好。 轧机产量高 一般情况是轧制道次数愈少愈好;选择合理的孔型系 统,使操作顺利,减少间隙时间,可提高轧机作业率; 孔型的负荷分配合理,减少各孔型磨损的不均匀性,以 使换辊的次数最少,也可保证轧机作业率高。
第一章孔型设计的基本知识
课程简介
课程性质:
本课程是材料成型与控制工程本科专业学生重要的专 业方向课之一,为轧制方向的学生所开设。 通过本课程的学习,使学生理解并掌握型钢孔型设计 的概念、原理和方法,能根据生产工艺要求选定孔型 系统、计算孔型并确定孔型参数。 要求学生学会型钢孔型设计方法并能借助计算机进行 有关方面的设计。
重轨:最好采用高而扁的钢坯,使轨底部分在各帽形孔内受到良好的加工, 工1这保角.6、样持钢~2槽 有 一:.2钢 利 定倍钢: 于 的,坯进 改 比以轮入 善 例保廓第 轨 。证尺一 底工寸个 的、应变 质槽能形 量钢将孔 ;腿角( 在部钢切 轧受断入 制到面孔 扁良包) 钢好容的 时的进钢,加去坯钢工。高坯和度的腿应边长等长;于与其成扁宽品钢度腿的应高宽等度于应成 品宽度减去各孔的宽展量,但各孔宽展不宜取得过大,以免将腿拉短。
第一章 孔型设计基本知识
§1.0 绪论
孔型设计方法 平均高度法,是根据轧前轧件断面面积和孔型面积除 以宽度,即将轧件或孔型简化为矩形,根据计算轧矩形 件展宽的方法确定宽展量,再乘以考虑坯料和孔型形状 影响的系数。 外接矩形法,是将非方或矩形轧件断面,在其上下画 出水平线,在其左右画垂直线,形成与轧件周边相切的 外接矩形,按轧矩形件计算宽展,再考虑坯料和孔型形 状的影响。
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1 无孔型轧制设计基础 无孔型轧制的设计要点主要是使轧件在两轧辊之间轧制稳定,轧件不发生翻倒或扭转,轧件的对角线差或轧件断面两侧边的倾斜不超过一定的限制值。为此要准确地确定轧件的断面尺寸和形状以及变形参数,同时也要确定轧辊入口方面导板间距与入口轧件宽度的差值。
(1)宽展特性 无孔型轧制虽然也是矩形轧件在水平辊间轧制,但与板轧制不同,主要表现为宽厚比(B0/H0)、径厚比(D/H0)都很小。一般B0/H0=1~2,因此宽展量大。设计压下规程时需精确计算宽展量。 轧后轧件的平均宽度b可按莜仓的宽展公式计算:
平均宽度系数:HhHBHlBbd228.01
最大宽度系数:HhHBHlBbd2295.01max 式中,H――轧前轧件的平均高度; h――轧后轧件的高度; b――轧后轧件的最大宽度; B――轧前轧件的高度; D――轧辊直径;
dl――变形区的平均宽度。
以上各式的结果是根据实验得出的,其实验条件为4.0~1.0/HhH,15~3/HD;5.2~1/BH。按上述关系设计压下规程并进行迭代计算得出的。
(2)自由面的变形特性 与板坯轧制不同,用无孔型轧制法轧制棒材时,轧件的各个面反复成为轧辊压 2
下面和自由宽展面。自由宽展面的形状对轧制的稳定性和产品质量都有重要影响。因此,必须掌握自由宽展面的变形特点,并反映到压下规程中。 自由宽展面的形状随轧制条件不同而变化,棒材轧制均属高件轧制,随压下量、宽厚比、径厚比不同,自由宽展面即轧件的侧面可能出现单鼓形或双鼓形。通常,压下率、宽厚比、径厚比越大越容易出现单鼓形。其临界压下率如下式所示:
5.122.0HDHBHhH
如果单鼓过于严重,则下一道次轧制不稳定,容易产生歪扭脱方;如果双鼓过于严重,则容易产生折叠等表面缺陷。为了使轧制顺利进行,应用控制临界压下率的方法控制鼓形的大小,使其在允许的范围内。
(3)轧件歪扭脱方现象 无孔型轧制由于轧件是在平辊间轧制,轧件两侧无孔型侧壁的夹持,稍有不当,易产生轧件的歪扭脱方。造成轧件脱方的因素很多,如单鼓、双鼓、宽高比、加热温度不均、轧辊调整不当、导卫安装不良和操作水平不高等均能引起轧制不稳定而造成脱方。
其中轧件宽高比HB/、单鼓率和双鼓率对歪扭脱方的影响均需在孔型设计时加以考虑。该道次轧前坯料的宽高比越大,单鼓率和双鼓率越小,脱方率就越小。 根据实践经验,如果将HB/控制在0.6~0.7以上,再加上合理的导卫装置,相对压下量控制在单鼓与双鼓的临界压下量附近,就可以保证很少出现歪扭脱方现象,可使轧制顺利进行。 设定如下参数:
0――轧件进入轧辊之间,在轧件全宽上开始压下时,轧件侧面与垂直线所成
的倾斜角; ――轧件进入轧辊前在导板间的倾斜角;)21(20aHB
0――轧前轧件侧面的倾斜角;00002000)(212WHBBHSSHStg
式中,0S――轧前轧件对角线之差,02010SSS 0S――轧前轧件对角线平均长度,22020102/)(BHSSS;
a――导板间隙系数;BBGa/)(;
G――导板间距。 3
为轧制时轧件在轧辊之间保持稳定,轧件不翻到和扭转,同时不使轧后轧件对角线之差12111SSS相差较大,以保证轧件的断面形状和尺寸精度,要求a值应满足:
cWBHKHBBHa2
cW――轧件失稳时的临界对角线差,060.0~055.0cW;
K――修正系数,取决于轧前轧件的宽高比BH/,当6.1/BH时,1K;当6.1/BH时,2]6.1/)/[(BHK。 轧后轧件的倾斜角为: })()(21])(1{[10220WHBBHHBaHBHBK
0W――轧前轧件相对对角线差,000/SSW 在无孔型轧制时,入口导卫对轧件进入轧辊和在轧辊间轧制的稳定性起着决定性的作用,因此a值是一个重要参数,在轧制时必需保证。
孔型设计的原则 无孔型轧制的道次数依轧机特点、产品规格、操作水平及导卫装置等情况而定。无孔型轧制压下规程的设计原则是: (1)按咬入条件、最大允许轧制压力、电机功率控制各道次压下量; (2)用宽展公式精确计算每道次宽展量,编制压下规程,计算每道轧件尺寸; (3)防止歪扭脱方。控制轧件入口断面宽高比,断面越小,轧件越容易脱方,为此HB/比值应较大;另外,设计宽度合适的导卫,用此控制歪扭脱方可起到很好效果。 (4)防止尖角。当反复多道次进行无孔型轧制时,轧件断面的四个顶角容易形成尖角,带有尖角的矩形或方形断面进入椭圆孔轧制时,容易形成折叠。为此应在适当的道次设计一个带有圆弧的轧制道次,并增加该道次的压下率,充分宽展以保证充满圆弧。 (5)无孔型轧制时,由于无孔型侧壁的夹持作用,轧件头部容易弯曲,轧件头部容易顶撞出口导卫的前端,为此尽量使用贯通导卫或近似贯通导卫。 4
在第一道次轧制时等效应力(第4步) 第二道次轧制过程中坯料的等效应力(第15步)
第三道次轧制时坯料的变形及等效应力分布(第39步) 1MNMXXYZ
LS-DYNA user input .347E+07.120E+08.205E+08.290E+08.375E+08.459E+08.544E+08.629E+08.714E+08.799E+08
AUG 8 200316:57:38
NODAL SOLUTION
STEP=1SUB =15TIME=32.198SEQV (AVG)DMX =2133SMN =.347E+07SMX =.799E+08
1MXLS-DYNA user input .523E+07.135E+08.219E+08.302E+08.385E+08.468E+08.551E+08.634E+08.718E+08.801E+08
AUG 8 200316:45:11
NODAL SOLUTION
STEP=1SUB =72TIME=163.3SEQV (AVG)DMX =15468SMN =.523E+07SMX =.801E+08
1MNMX
LS-DYNA user input .470E+07.131E+08.215E+08.298E+08.382E+08.466E+08.550E+08.634E+08.717E+08.801E+08
AUG 8 200316:59:38
NODAL SOLUTION
STEP=1SUB =39TIME=87.4SEQV (AVG)DMX =9892SMN =.470E+07SMX =.801E+08 5
第五道次轧制的变形过程(第72步) 六道次轧制后坯料的断面形状 4.1.3改进后轧制过程的有限元模拟 1)工艺条件的确定
2)数学模型的建立
轧制过程几何模型的建立 3)模拟结果及分析
1XYZLS-DYNA user input
AUG 8 200318:58:58
DISPLACEMENT
STEP=1SUB =95TIME=216.198DMX =14069
1MN
MXXYZ
AUG 9 200309:29:10
NODAL SOLUTION
STEP=1SUB =4TIME=6.899SEQV (AVG)DMX =2203SMN =.150E+07SMX =.801E+08
1XYZ
BD-NEULab
AUG 9 200309:20:47
VOLUMES
TYPE NUM 6
第一道次轧制的等效应力分布(第3步)
第二道次轧制时网格的变化(第15步) 2,3机架之间的连轧(第100步) 1MN
MX
LS-DYNA user input .399E+07.125E+08.211E+08.296E+08.382E+08.467E+08.553E+08.638E+08.724E+08.809E+08
AUG 22 200309:05:28
NODAL SOLUTION
STEP=1SUB =100TIME=20.79SEQV (AVG)DMX =2184SMN =.399E+07SMX =.809E+08
1MXAUG 22 200309:08:01
NODAL SOLUTION
STEP=1SUB =112TIME=23.31SEQV (AVG)DMX =2507SMN =.366E+07SMX =.808E+08
1XYZ
LS-DYNA user input
AUG 9 200309:48:18
DISPLACEMENT
STEP=1SUB =15TIME=32.197DMX =2132