單機(jī)架初軋機(jī)大圓孔型及導(dǎo)位裝置設(shè)計(jì)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于軋制孔型設(shè)計(jì)，具體涉及單機(jī)架初軋機(jī)大圓孔型及導(dǎo)位裝置設(shè)計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，國內(nèi)外連鑄迅速發(fā)展，特別是生產(chǎn)大圓鋼連軋機(jī)的投產(chǎn)，初軋機(jī)面臨著生產(chǎn)量不足，甚至被淘汰的局面。根據(jù)市場對大圓鋼的需求，結(jié)合我公司產(chǎn)品鋼種多，高強(qiáng)鋼、合工鋼、不銹鋼利潤高的特點(diǎn)，需要擴(kuò)大初軋機(jī)大圓鋼的產(chǎn)品規(guī)格，特別需要設(shè)計(jì)單機(jī)架850初軋機(jī)生產(chǎn)Φ170-250πιπι、Φ310mm大圓孔型及導(dǎo)位裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明公開一種單機(jī)架初軋機(jī)大圓孔型及導(dǎo)位裝置設(shè)計(jì)，目的是擴(kuò)大初軋機(jī)的軋制功能，實(shí)現(xiàn)單機(jī)架初軋機(jī)生產(chǎn)大圓材的目的。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
1.初軋機(jī)大圓鋼孔型設(shè)計(jì)采取“箱型一倒角方一近似橢圓多邊孔一圓”孔型系統(tǒng)如圖2所示。
[0005]所述圓為產(chǎn)品孔，孔槽口與輥面相交處采用尖角；
所述近似橢圓多邊孔的設(shè)計(jì)如圖5所示，計(jì)算出多邊孔的h、b值: h=D- Δ b
式中:D為成品圓鋼的直徑 Δb為成品孔的覽展量； b值，按巴氏的方法為:b=l.12D 根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn):
b= (1.12?1.16) D比較合適，大直徑圓鋼取相應(yīng)的大值；
按經(jīng)驗(yàn):a= (0.52 ?0.55) b e 取 2mm ?4mm c=[b-(a+2e) ] /2 d 取 4mm ?6mm s 取 10mm
多邊孔上下作的兩個(gè)圓弧圓弧半徑R的大小對成品圓鋼兩側(cè)充滿情況有較大影響，不能取得太小，根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，采用下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算:
R = D/2+1.15 Δ h式中:Ah為成品孔的壓下量。
[0006]R計(jì)算出后，作圓弧過多邊孔最高點(diǎn)H，然后分別過A、B兩點(diǎn)作圓弧的切線，形成了近似橢圓線；其它線段按上述參數(shù)及計(jì)算數(shù)據(jù)作圖，即構(gòu)成近似橢圓多邊孔。
[0007]所述倒角方孔的構(gòu)成見圖7，第一步按常規(guī)方法作出不帶圓角的方孔，然后，在A點(diǎn)取線段AB= X，X的長度由多邊孔的C值來定:X=(0.6?1)C，再過B點(diǎn)作斜線，其斜率與多邊孔斜線的斜率一致，為45°與方孔側(cè)壁交于C點(diǎn)，這樣倒角方孔的一個(gè)角就作出來了，只是轉(zhuǎn)折處用適當(dāng)?shù)膱A弧連接即可，其余三角照此辦法即可。
[0008]所述箱形孔為孔型系統(tǒng)的第一孔，
孔型高度h = 100 mm。
[0009]槽口寬度Bk= B。+ Λ B= BO+ (100 ?200)腿；
B0 一最大鋼錠/坯的大頭寬度；
槽底寬度bK= B。- (5?10) mm Btl—進(jìn)此孔型軋件的寬度。
[0010]2.單機(jī)架初軋機(jī)大圓孔型的導(dǎo)位裝置
導(dǎo)位裝置采用的是間距可調(diào)夾板式，導(dǎo)位裝置的長度取決于軋輥與推床導(dǎo)位板之間的距離，采用天車吊掛固定方式。
[0011]一、對孔型設(shè)計(jì)的說明:
1.軋制大型圓鋼孔型系統(tǒng)有兩種:
方一平(箱)一立橢一橢圓一圓常用的萬能孔型系統(tǒng)；
箱一方一八角一圓孔型系統(tǒng)(如圖1所示)。
[0012]兩種孔型系統(tǒng)各有特點(diǎn)，前者變形均勻，能軋出外形好且尺寸精確的圓鋼；后者變形欠均勻，特別是方進(jìn)八角這道更突出，在八角孔易翻扭，但軋件在輥道上放立、運(yùn)行很平衡，在沒有導(dǎo)衛(wèi)裝置的初軋機(jī)上具有很大的優(yōu)勢。
[0013]將這兩種孔型系統(tǒng)綜合起來，取長補(bǔ)短，形成“箱型一倒角方一近似橢圓多邊孔一圓”孔型系統(tǒng)(如圖2所示)，兼有上述兩種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，變形均勻，軋出的圓鋼外觀好，精度較高，而且軋件在輥道上運(yùn)行穩(wěn)定，有利于過程軋制。其主要原因如下:
⑴由于初軋機(jī)有橫向竄動(dòng)(不可避免)采用此種系統(tǒng)生產(chǎn)大圓鋼，軋件斷面積大，對多邊孔反扭抗力大，不容易倒鐵。
[0014]⑵型鐵在進(jìn)入多邊孔型時(shí)，高寬比比較好，軋件在孔型里穩(wěn)定性好，不容易倒鐵。
[0015]2.成品孔設(shè)計(jì):
成品孔的設(shè)計(jì)方法都一樣，只有一個(gè)問題需注意，即孔槽口與輥面相交處有兩種選擇:⑴小圓角J2)尖角。經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)際檢驗(yàn)，這兩種方法各有優(yōu)點(diǎn):
⑴小圓角:調(diào)整不方便，但在軋制過程中，不易因操作不當(dāng)，造成成品圓被咬出一條溝，甚至報(bào)廢。
[0016]⑵尖角:調(diào)整軋輥時(shí)卡量準(zhǔn)確，這在初軋機(jī)生產(chǎn)大圓材調(diào)整是非常重要的。但是如果在軋制過程中咬入不正、過充滿等操作操作失誤的情況下，尖角會(huì)把成品圓兩側(cè)咬出一條溝，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。
[0017]根據(jù)優(yōu)缺點(diǎn)對比，同時(shí)考慮實(shí)際生產(chǎn)中軋機(jī)調(diào)整至關(guān)重要，并且咬入不正、過充滿等操作失誤是可以通過培訓(xùn)、熟練操作避免的，設(shè)計(jì)采用了尖角。
[0018]3.近似橢圓多邊孔設(shè)計(jì):將多邊孔上下平直線作成近似橢圓曲線。
[0019]按照巴赫捷諾夫的設(shè)計(jì)方法，多邊孔上下作成平直線，如圖3所示。
[0020]這種孔型軋出的軋件翻鋼后兩側(cè)是平面，在成品孔中軋制時(shí)不易充滿，形成平帶，越大的圓鋼平帶越嚴(yán)重。因此，在多邊孔上下作了兩個(gè)假帽，如圖4所示，先作一圓弧與平直線相交兩點(diǎn)，在相交處用兩個(gè)反圓弧連接。這樣的設(shè)計(jì)也不可取，雖然平帶的問題得到改善，但在成品孔較小壓下量作用下，兩個(gè)反圓弧寬展不出來，在成品兩側(cè)分別形成兩條槽，影響鋼材的外觀質(zhì)量，增大圓管坯的削皮量；另外原設(shè)計(jì):a=0.5b，這個(gè)值偏小，對軋件的穩(wěn)定不利，都進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)，構(gòu)成近似橢圓多邊孔(如圖5所示)。
[0021]4.倒角方孔的設(shè)計(jì):
方孔型在大圓鋼孔型中起著承上啟下的重要作用，直接影響軋件在多邊孔的穩(wěn)定性。
[0022]⑴現(xiàn)有的方孔軋出的方軋件進(jìn)入多邊孔時(shí)變形不均勻，缺點(diǎn):
①由圖6可見軋件兩側(cè)變形程度大，中間部份小，兩側(cè)的延伸將大于中部，但軋件是個(gè)整體，雖然各部份的變形程度不同，但縱向延伸仍趨于一致；由于強(qiáng)迫使延伸均等的結(jié)果，軋件內(nèi)就存在一個(gè)附加應(yīng)力，軋件兩側(cè)將給中部施以拉應(yīng)力，而中間部份反過來對兩側(cè)施以壓應(yīng)力，兩種應(yīng)力的存在是造成鋼材表面拉裂的重要因素，對特殊鋼而言更為嚴(yán)重，因特鋼本身塑性不如普鋼，如遇鋼錠表面或皮下存在氣泡或夾雜時(shí)尤為嚴(yán)重。②變形不均造成孔型磨損不均，加快了孔型的老化，現(xiàn)有孔型軋400多噸不銹鋼(原牌號lCrl8Ni9Ti)，多邊孔型就嚴(yán)重磨損，必須進(jìn)行重車。
[0023]③方軋件的四角是圓角，進(jìn)多邊孔時(shí)與多邊孔的斜面形成點(diǎn)接觸，鋼不易喂正，力口之方孔內(nèi)不可能得到準(zhǔn)確的方形軋件，這些都是造成軋件在多邊孔內(nèi)扭轉(zhuǎn)，特別是軋制高合金鋼和不銹鋼時(shí)，扭轉(zhuǎn)尤為嚴(yán)重；因這些鋼變形抗力大，軋件形狀稍不規(guī)則或喂不正，則其傾翻力矩遠(yuǎn)大于一般鋼，而易于扭轉(zhuǎn)。
⑵倒角方孔型設(shè)計(jì)的原則應(yīng)力求軋件在孔型內(nèi)變形均勻，但往往不均勻變形又是不可避免的，就要求孔型設(shè)計(jì)如何合理分配變形不均，一般是盡量將變形不均分配在前面的道次，因這時(shí)軋件斷面大、溫度高、變形相對容易些，根據(jù)這個(gè)道理，將多邊孔變形不均分配給方孔，將方孔設(shè)計(jì)成如圖7的倒角方孔，這樣是否使軋件在倒角方孔內(nèi)是否會(huì)扭轉(zhuǎn)？不會(huì)，因這時(shí)軋件斷面大，變形不均只發(fā)生在角部，角部面積占整個(gè)斷面面積的比例是很小的，所以角部對中間部份的拉應(yīng)力是很小的，不足以產(chǎn)生影響，而角部受中部的壓應(yīng)力，不會(huì)產(chǎn)生不良作用，對軋件產(chǎn)生反扭的力矩，這時(shí)也是很小的，不足以使軋件反扭，實(shí)踐證明，還沒有發(fā)生過軋件在方孔中發(fā)生扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。
倒角方孔的構(gòu)成見圖7。
[0024]倒角方孔型近似