连轧机组生产大规格圆钢的开发及实践

【摘要】本文提出了一种孔型系统，能够在连轧机组上轧制生产直径大于250mm的圆钢，生产实践中取得极好的效果，供类似厂家生产和设计参考。

【关键词】连轧机组；大规格圆钢；孔型

1、前言

随着国内汽车制造、机电设备和工业机械设备制造等行业的迅猛发展，国内大规格棒材产品的需求也与日俱增[1]。相当部分大规格圆钢仍由锻锤和650轧机或者二辊可逆轧机生产，特别是大于250mm的圆钢仍由锻锤来生产[2]。锻锤生产大圆钢其断面一般呈八边形，其圆度较难控制；而650轧机或者二辊可逆轧机生产产品精度不容易控制，并且成材率很低[3]。本文在生产实践的基础上，以Φ310mm圆钢为例介绍一种新型连轧机组生产大规格圆钢的孔型系统。

2、孔型系统的设计

为克服大规格圆钢轧制过程中的咬入问题和变形不均匀问题，设计了三种类型的孔型，分别为咬入孔型、成品前孔型和成品孔型。方形或者矩形来料经过这三个道次的轧制，获得满足设计精度要求的圆钢。这样有效分配了方形或者矩形轧件转变成圆形产品的变形量，提高了产品精度和降低了轧辊消耗。本实例来料的尺寸为340mm×340mm，连轧机的轧辊直径为1050mm。设计的孔型系统构成如下：

2.1咬入孔型的设计

此孔型主要改善大规格圆钢轧制过程中的咬入问题。其主要孔型尺寸为：

Bk1=B+（30～80）mm=380mm，

bk1=B-（0～15）mm= 325mm，

RK1=2d=620mm，

由于大规格圆钢的成品孔槽深度一般较深，因而主要考虑轧辊强度。

h1=（0.08～0.12）D辊=95mm

S1=d-（15～50）mm-2h1=90mm

式中BKi为孔槽宽度，bki为孔槽底宽，hi为孔槽深度，RKi为椭圆孔槽底圆弧半径，Si为孔型的辊缝，B为来料宽度，d为设计成品名义直径，D辊为连轧机轧辊的最大直径。

2.2成品前孔型的设计

此孔型主要用于配合成品孔型控制成品尺寸。主要孔型尺寸如下：

BK2=d+Δh+（5～30）mm=350mm，

bk2=d+Δh-（5～15）mm=309mm，

RK2=d=310mm。

为了保证产品的精度，该辊缝值不易过大，从而该孔型孔槽深度较深，并且该孔型担负较大的变形量，容易成为轧制的瓶颈，建议采用：

S2=（0.1～0.15）d=50mm

h2=0.5d-（15～50）mm-S2=100mm，

式中，Δh为成品道次的压下量。

2.3成品孔型的设计

此孔型主要是用于控制成品尺寸，保证成品的尺寸精度。圆钢的主要孔型尺寸如下：

BK3=（d+△+）×（1.007～1.02）=320.9mm；

DK3=d×（1.007～1.02）=314.4mm

S3=（0.9～0.10）d=30mm

采用切线扩张，扩张角为RD=10～30°，经计算取值为15.61。

其中，△+为圆钢直径的正公差，DKi为成品基圆直径，RD为扩张角半径。

3、结语

（1）采用本文所述孔型系统，改善了大规格棒材轧制过程中变形不均匀的现象，合理分配了各道次的变形量，有效地提高了孔型过钢量，降低了辊耗。（2）该孔型系统轧制稳定，简单实用，克服了650轧机或者二辊可逆轧机生产圆钢精度不容易控制和成材率低的缺点，具有成材率高、轧制成本低、节约能源等特点（3）该孔型通过调整成品孔和成品前孔，可有效控制产品的尺寸精度，产品质量好，产品尺寸精度高，在生产实践取得了良好的使用效果。

本文介紹的孔型应用于实际生产，减少了轧制辊耗和能耗，显著降低了成本，提高了成材率，并可有效保证产品的精度和质量，取得良好的生产实践效果。

参考文献

[1]李新林，彭兆丰.我国长材轧制技术与装备的发展[J].轧钢，2011， （5）：33～40.

[2]彭兆丰，王莉.初轧-开坯机的复活，2008年全国轧钢生产技术会议论文集[C].北京：中国金属协会，2008：601～607.

[3]潘红波，陈琳，章静，阎军.初轧机轧制大圆钢孔型设计与有限元分析[J].重型机械，2004，212（5）：56～60.

作者简介

陈志强，男，1983年2月5日生，汉族，原籍：山东安丘，硕士研究生学历，工程师，主要从事大规格优特钢棒材轧钢工艺设计.