型钢孔型设计(1):型钢孔型设计的方法
·60· 轧 钢
讲
座
型 钢 孔 型 设 计 (2)
— — 型钢孔型设计的方法
白光润 栾瑰馥
(东 北 工 学 院)
用梯 形辊轧出既定尺寸的棒材 已有305
年的历史 。从1903年出现有关孔 型 设计
的专著“ 到现在 已有88年。在 这 期间,出
版了大量系统介绍孔型设计方法的专著,至
于某种孔型系统、某个产品或确定孔型设计
某个参数的论文,更是不胜枚举。但就其实
质而言,在孔型设计中计算轧件横断面尺寸
的方法,大致可归纳为外接矩形法,相似轧
件法、等效轧件法、移动体积法...
·60· 轧 钢
讲
座
型 钢 孔 型 设 计 (2)
— — 型钢孔型设计的方法
白光润 栾瑰馥
(东 北 工 学 院)
用梯 形辊轧出既定尺寸的棒材 已有305
年的历史 。从1903年出现有关孔 型 设计
的专著“ 到现在 已有88年。在 这 期间,出
版了大量系统介绍孔型设计方法的专著,至
于某种孔型系统、某个产品或确定孔型设计
某个参数的论文,更是不胜枚举。但就其实
质而言,在孔型设计中计算轧件横断面尺寸
的方法,大致可归纳为外接矩形法,相似轧
件法、等效轧件法、移动体积法、保角映射
法、能量法以及经验方法等。其中一些方法
还可互相绪台使用。今将这些方 法 简 介 如
下,供设计孔型肘参考,也可通过、查阐本文
文献直接应用。
1.外接矩形法
该法是5O年代初,由B.Ⅱ.BaxTHHoB和
M.M.]1]TepuoB“‘”提出的。它是将 非 方
或非矩形轧件断面外接以矩形,如图 1、图
1 991年第 3期
2所示。外接矩形的宽度 等于轧件的最。大
口 囡 囹
毒咽
凰1 凸形断而 轧件的外接矩形
圈 巨
圉翟 曰 一一 一6一.1 卜。 ~
图2 凹形断面轧件的外接矩形
火机组年生产能力最小为30 x i0‘【,虽大 超
过100×10 t,罩式退火炉一个炉 台处理能力
为1×10 t左右。因此车间年产量变化时,罩
式退火炉增减开停十分 灵活,这是连续退火
炉远不及 的 。
⑤投资问题。选用连域退火机组需引进
日本技术,近几年 日元升值。此外,引进技
术装备比例比传统罩式炉相对大些,对降低
投 资有不利影响。
5.全连续机组与疰续退火机组的比较
1987年新 日铁广烟厂建成了酸洗一冷轧
一 连续退火的全连续机组,热轧卷进入机组
头部约半小时即可在机组尾部获得冷轧商品
卷,美 国内陆钢公司与新 日铁在美国印第安
纳州南本德附近合资建设的I Tel(Co.也
是l套类似的全连续机组,已于1900年4月正
式投产。这种全连续机组是高质量、高效率
的机组,各项技术经济指标十分先进。
但上述两厂的生产品 种 单一,规 格 变
范围很窄,使机组操作格外稳定,高敬。但
是,不能充分发挥这种垒连续机组的优势。
此外,如果机组产量很 高,会造成塔式
炉回程很多,广烟厂共 103个 回程,是 已投
产机组中最多的,若回程太多会产生 意想不
到的问题,在操作上还缺乏经验。因此对产
品
范围较大或产量很高的车间,采用单
独的连续退火机组比全连续机组更为灵活,
适应性更强。
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宽度,外接矩形的高度 w^等于它与下一孔型
辊缝对应处的高发。
外接矩形法是针对前后为方形或圆形断
面轧件尺寸已定后,确定中问轧件断面尺寸
的方法。从图l、图2可见,外接方或矩形的
面积和形状与轧件实际断面面积 和 形 状 不
同,但有如下关系t
F D=Co F】:C Lhwbw F2=Cz口
其延伸关系为:
l=F 0/Fl, 2=Fl/F2,
l 2=FoF2/Fl
将F。、F 和F 值代入上式,则得
l 2=F。F 2/F】
C0 w2·C2Ⅱw lCl ·hw ·bW
= 等 ·等等b Cl ^·w0⋯
式中 s一形状系数,表示断 面形状 的 影
‘ 响,其值根据轧件断面形状尺寸
及外接矩形的尺寸确定’
一 表示轧制条件影响的系数,其值
可根 据K = (Awla.,A ,
D,,)的实验 曲线确定“’。 (其
中D一轧辊直径,,一摩擦系数。)
这样,可 以由Ks、K 的乘积 确 定 出
后两个孔型中的轧件延伸比 / :。
由此可求出两个方或圆之问的轧件断面
积 F。=,/I / 瓦 。然后用半理
论
求出 ^,再根 据F , ^求出b 。
此种方法可详见文献“ 。这种方 法 可
用于延伸孔型系统的孔型设计。
2.相似轧件法
该法是由A. .FO,~OBHH提出的, 后
B.C.C~ pnoB 又扩大了该 法 的 使 用 范
围。该法的实质是将非矩形断面轧件简化成
断面积相同、高宽比也与原轧件断面商宽比
相同的矩形断面,即
F :F ; 6 s/^ s= :Ⅱ
Ⅱ z
式中 z、bz、 z^一实际轧件的断面面积、
宽度、高度J
Fs、6 s、 s^一简化成相似矩形 轧 件
后的断面面积、宽度、
高度J
一 宽高 比。
用上述关系式可将任意形状的轧件断面
简化成矩形断面,其高度为 s^:./F/a,其宽
度为6s=a· s。
将轧件断面简化成相似矩形后,先按平
辊轧制矩形件确定其展宽指数,再乘以考虑
孔型和轧件形状以及孔型充实程 度 等 的 系
数,即
阻=ab/Ah= i等
式中 Sb/Ah--~L型中轧制时 的 实 际 展 宽
指数,
Abs
,/Ah~一平辊轧制相似 矩 形 件 时
的展宽指数|
Ki一修正系数。
Ki-_ (B/H,b/h,6,孔型 和 轧
件形状)
式中 B/H,6/^一轧前轧件,孔型的宽高
比|
6一孔型的充满程度,
i一考虑上述轧制条件由实验 确定
的系数。
当孔型形状对轧件起强制 展 宽 作 用
时, i>1’当孔型对轧件展宽起限
制作 用时,Ki
50ram。
⑥四辊万能轧机前恢复立辊机架。
恢复万能轧机立辊机架,同时,要增强
其设备能力。
⑦增设宽度 自动控制。
大立辊机架上增设短行程控制,按一定
程序修正立辊开口度,有效地控制 头尾 宽
度,R2轧机上增设连续宽度控制 (PWC),
利用液压压下系统,对 “水印”及火焰清理
等原因造成 的原始宽度不均进行修正I同时
增设AWC,根据立辊轧制力的变化对 立辊恻
睚加以适时的修正 。
⑧增设检测仪表。
为了实现龃轧机组宽度自动控制,必须
安装测宽仪、测温仪、长度测量系统及高精
度金属位置检捌器。
通过以上措施 ,不仅使纵向带钢宽度均
匀,而且使轧出的宽度接近名义成品宽度。
如能实瑚宽度自动控制,则我厂的宽度
精度将接近宝钢水平,经济效益更可观。
⑨提倡理论计重交货。
大力推行理论计重交货,将有利于推进
宽控工作的l开展。首 先,翩订出理论计重交
货对生产厂家和用户都有利的政策}其次,
修订理论计重计算公式。理论计重时,宽度
应以名义成品宽度 +10ram为宜,以 代 替名
义成品宽度 。目前,世界上任何先进的热轧
带钢轧机 ,也难轧出名义成品宽度,实际轧
出的板卷宽度比名义成品宽度宽10ram以上o
(上接第64页)
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