CN101318197A - 用于带钢轧制的强迫展宽孔型结构及展宽轧制方法 - Google Patents

Abstract

一种用于带钢轧制的强迫展宽孔型结构及展宽轧制方法，属轧钢技术领域，用于解决提高带钢轧制展宽量的问题。改进后：孔型由上、下轧辊的波浪形曲线轮廓部分和直线轮廓部分构成，上下轧辊的波浪形曲线弯度相互对应一致，直线轮廓部分位于波浪形曲线两端。本发明所述展宽轧制方法，轧件先在上述强迫展宽孔型展宽轧制，然后再经过平轧孔型或平辊轧制，平轧孔型或平辊轧制的首道次为展平轧制，展平压下量与进入该道次轧件的波浪弯波幅相匹配。采用本发明强迫展宽孔型可以使展宽量达到100－150mm，达到明显增加展宽量的目的，实现以使用较窄的连铸坯轧制较宽的带钢。本发明技术有利于拓宽产品、提高轧机效率，使带钢生产更为灵活。

Description

用于带钢轧制的强迫展宽孔型结构及展宽轧制方法

技术领域

本发明涉及一种轧辊孔型及轧制方法，特别是用于带钢轧制的强迫展宽孔型结构及采用该孔型的轧制方法，属轧钢技术领域。

背景技术

强迫展宽孔型是一种带钢轧制技术，它可使用较窄的钢坯轧制出较宽的带钢。在窄带钢和中宽带钢生产中，一般使用的钢坯宽度种类有限，如何轧制出更宽的带钢，就需要在粗轧孔型轧制中使用强迫展宽孔型。目前，强迫展宽孔型在窄带钢和中宽带钢生产厂中都有应用，例如：孔型中部设有一个凸起的切分楔的单切分楔强迫展宽孔型，轧制过程中在该切分楔作用下可以起到使材料向两边流动的作用，从而增加板坯的展宽量，该技术能够使用较窄的钢坯轧制较宽的带钢，在拓宽产品、提高轧机效率等方面取得一定效果。但是按照目前带切分楔孔型轧制，展宽量较小，一般在20～30mm，最大可达到40～100mm。如何使展宽量增加的更多，使用较窄的钢坯轧制出更宽的带钢，一直是窄带钢和中宽带钢生产追求的目标。

发明内容

本发明用于克服已有技术的缺陷而提供一种具有波浪形孔型、可使展宽量达到100-150mm的用于带钢轧制的强迫展宽孔型结构及展宽轧制方法。

本发明所称问题是由以下技术方案解决的：

一种用于带钢轧制的强迫展宽孔型结构，用于粗轧带钢，其特别之处是：所述孔型由上、下轧辊的波浪形曲线轮廓部分和直线轮廓部分构成，所述上下轧辊的波浪形曲线弯度相互对应一致，所述直线轮廓部分位于波浪形曲线轮廓两端。

上述用于带钢轧制的强迫展宽孔型结构，所述孔型的波浪形曲线轮廓的中部为上凸部位、两侧对称分布下凸部位。

上述用于带钢轧制的强迫展宽孔型结构，所述孔型结构几何尺寸如下：孔型槽口宽度为B，波浪形弯曲中心距A，波浪形弯曲下凸圆弧半径R1，波浪形弯曲上凸圆弧半径R2，孔型两侧直线段长度为C，其中：A＝(0.44-0.47)B，R1＝(0.22-0.24)B，R2＝(0.20-0.22)B，C＝(0.12-0.13)B。

上述用于带钢轧制的强迫展宽孔型结构的展宽轧制方法，它在粗轧机上进行，轧件先在上述波浪形强迫展宽孔型展宽轧制，将矩形钢坯轧出带有波浪弯的轧件，然后再经过平轧孔型或平辊轧制，其中，平轧孔型或平辊轧制的首道次为展平轧制，展平轧制将带有波浪弯的轧件展平压下，展平压下量与进入该道次轧件的波浪弯波幅相匹配。

上述用于带钢轧制的强迫展宽孔型结构的展宽轧制方法，它在二辊可逆式粗轧机上进行，轧件先在上述强迫展宽孔型轧制4道次，然后再经过平轧孔型或平辊轧制3道次，其中，第5道次为展平轧制。

本发明针对现有切分楔强迫展宽孔型展宽量不够大的问题进行了改进，在粗轧机轧辊孔型设计中引入波浪形强迫展宽孔型，通过波浪形孔型的设计，控制展宽程度。采用该孔型轧制带钢时，轧件横截面为波浪形，其中心线长度大于轧件的实际宽度，然后再通过平辊轧制展平轧件，使得轧件的宽度增加。此外，本发明根据孔型凸起部位轧辊磨损严重的问题通过优化孔型尺寸使磨损减轻。采用本发明强迫展宽孔型可以使展宽量达到100-150mm，达到明显增加展宽量的目的，实现以使用较窄的连铸坯轧制较宽的带钢。本发明技术有利于拓宽产品、提高轧机效率，使带钢生产更为灵活。

附图说明

图1是本发明波浪形强迫展宽孔型结构示意图；

图2是波浪形强迫展宽孔型实施例1的结构示意图；

图3是采用本发明的可逆式粗轧机轧辊结构示意图；

图4是带有波浪弯轧件示意图。

图中各部件标号如下：1.波浪形强迫展宽孔型；2.波浪形弯曲上凸部位，3.波浪形弯曲下凸部位；4.直线轮廓部分；5.平孔型；6.上辊；7.下辊；8.带有波浪弯轧件。

具体实施方式

本发明核心技术是波浪形强迫展宽孔型设计，该设计将矩形截面钢坯在粗轧阶段先轧制出波浪弯，这时轧件的中心线长度大于轧件的实际宽度，然后再通过平轧孔型或用平辊轧制展平轧件，实现轧件的展宽，波浪形强迫展宽孔型可以使展宽量明显增加。

参看图1，本发明波浪形强迫展宽孔型1由上、下轧辊的波浪形曲线轮廓部分和直线轮廓部分4构成，上下轧辊的波浪形曲线弯度相互对应一致，直线轮廓部分位于波浪形曲线两端。该孔型波浪形弯曲中部为上凸部位2、两侧对称分布下凸部位3，孔型上侧上凸部位的最高点高于上侧直线轮廓部位，孔型下侧下凸部位的最低点低于下侧直线轮廓部位，这种波浪弯曲形状有利于轧件稳定运行，在波浪形弯曲两端的直线轮廓部分4可给轧件展宽留有充足的余地。上述波浪形弯曲孔型的凸起部位轧辊磨损严重，需通过优化孔型尺寸使磨损减轻，所述孔型的主要几何尺寸如下：孔型槽口宽度为B，波浪形弯曲中心距A，波浪形弯曲下凸圆弧半径R1，波浪形弯曲上凸圆弧半径R2，孔型两侧直线段长度为C，其中：A＝(0.44-0.47)B，R1＝(0.22-0.24)B，R2＝(0.20-0.22)B，C＝(0.12-0.13)B。其它几何尺寸如孔型的辊缝S，圆弧R3、R4、孔型的高度h等尺寸可按照一般孔型的设计要求给出。

以下给出几个波浪形强迫展宽孔型结构的实施例：

实施例1：孔型槽口宽度为B＝570mm，孔型的槽底宽度为b＝550mm，波浪形弯曲中心距A＝0.456B＝260mm，R1＝0.228B＝130mm，R2＝0.21B＝120mm，C＝0.123B＝70mm。辊缝S＝20mm，孔型高度h＝65，圆弧R3＝35mm、R4＝20mm。

实施例2：孔型槽口宽度为B＝570mm，孔型的槽底宽度为b＝550mm，波浪形弯曲中心距A＝0.44B＝251mm，R1＝0.22B＝125mm，R2＝0.20B＝114mm，C＝0.12B＝68mm。辊缝S＝20mm，孔型的高度h＝65mm，圆弧R3＝35mm、R4＝20mm。

实施例3：孔型槽口宽度为B＝570mm，孔型的槽底宽度为b＝550mm，波浪形弯曲中心距A＝0.47B＝270mm，R1＝0.24B＝137mm，R2＝0.22B＝125mm，C＝0.13B＝74mm。辊缝S＝20mm，孔型的高度h＝65mm，圆弧R3＝35mm、R4＝20mm。

本发明所述展宽轧制方法在粗轧机上进行，矩形界截面钢坯先在上述波浪形强迫展宽孔型轧制，轧出带有波浪弯的轧件，然后再经过平轧孔型或平辊轧制，其中，平轧孔型或平辊轧制的首道次为展平轧制，展平轧制将轧件波浪弯展平压下，对轧件厚度方向没有压下量，但是需要展平压下，展平压下的压下量为进入该道次轧件波浪弯的波幅高度。

本发明推荐强迫展宽轧制在如图3所示的二辊可逆式粗轧机上进行，它可通过调整压下量来轧制，每轧制一次，上辊6压下一个距离，在波浪形强迫展宽孔型1中轧制完成后，轧件再在平孔型5进行轧制，这时带有波浪形的轧件被展平，实现较大幅度的展宽。轧件在波浪形强迫展宽孔型轧制4道次，在平轧孔型轧制3道次，其中，第5道次为展平轧制。粗轧机轧后，轧件再送入连续式精轧机进行轧制。

以下给出一个在二辊可逆式粗轧机上进行展宽轧制的实施例：

粗轧机为Φ750mm的二辊可逆式轧机，轧辊直径为Φ750mm，辊身长度为2100mm。现在使用180mm(厚)×495mm(宽)×6800mm(长)的连铸坯，通过在波浪形强迫展宽孔型中轧制4道次，可以轧制出宽度为558.5mm的中间坯，然后再经过3道次平辊轧制可以轧制出29mm(厚)×617.3mm(宽)的轧件，然后再经过精轧机的连续轧制，轧制成3.5mm(厚)×620mm(宽)的带钢。参看图2，该波浪形强迫展宽孔型结构与实施例1给出的尺寸相同。

Φ750粗轧机前4道为波浪形强迫展宽孔型轧制。连铸坯在进行第一道次轧制时，由移钢机将连铸坯对准孔型，每轧制一道次之后，上轧辊按照压下规程进行压下调整，对轧件进行压下轧制。后3道次采用平辊轧制，利用轧辊右半部分的平辊身进行轧制。第5道次时上轧辊6要抬起，使上轧辊6、下轧辊7的辊面距离等于波浪形轧件的实际厚度，保证展平轧制要求的轧辊距离。展平压下的压下量为轧件波浪弯的波幅高度。轧制压下规程见表1。

表1轧制29mm×617.3mm中间坯的压下规程(单位mm)

表1中H为轧制前轧件厚度，h为轧制后轧件厚度，Δh为轧件厚度方向的压下量(Δh＝H-h)，B为轧制前轧件宽度，b为轧制后轧件宽度，Δb为展宽量(Δb计算方法可按照一般带钢的展宽计算方法)。β为展宽系数，β＝Δb/Δh。表中的第5道次为展平轧制，是将波浪形轧件展平，此道次对轧件厚度方向无压下量，Δh＝0，只是将带有波浪弯的轧件展平，故对于轧件有展平压下，该道次的展宽最为明显。也是该发明技术的关键之一。

轧制过程有关说明和计算如下：

(1)咬入问题

对于第一道次，由于来料为矩形钢坯，而孔型带有波浪形状，给轧件咬入带来一定的困难。第五道次是展平轧制，将波浪形的轧件展平，也会给轧件的咬入带来困难。上述轧制道次需要进行咬入验算。

第一道次的最大咬入角，按照一般的轧制钢坯的最大咬入角取值20°，利用公知轧制理论中的压下量、轧辊直径与咬入角的关系式计算，Δh＝750(1-cos20°)＝750(1-0.92)＝60mm，而第一道次的压下量为35mm。所以满足咬入要求。

第五道次对轧件没有压下量，但是对于轧件的波浪弯有展平压下，该压下量为波浪弯的波幅。参看图4，带有波浪弯轧件8的波幅高度为L，(波幅指波浪弯底部到顶部的垂直距离)。同样按照最大咬入角为20°计算，仍根据上式可算出最大压下量为60mm。根据实测轧件或经计算得出进入该道次轧件波浪弯的波幅高度L为25mm，所以展平压下量为25mm，完全可满足咬入要求。仍参看图4，需要注意的是：轧辊咬入轧件8的时候上辊是与轧件的中间部位e点接触，下辊是与轧件的f1和f2点接触，随着中间波浪的展平再与边部的水平段接触，这种3点接触好咬入，而且轧制稳定，也是孔型构成的特点。

(2)展宽计算

对于波浪形强迫展宽孔型，其展宽系数要比一般平孔型大。由于孔型槽底带有波浪弯，使金属向两侧的流动加强，按照一般的经验数值确定展宽系数为0.6，则第一道次的展宽量为35mm×0.6＝21.0mm。第二道次Δh＝30mm，展宽量为30mm×0.5＝15.0mm。第三道次Δh＝30mm，展宽量为30mm×0.5＝15.0mm。第四道次Δh＝25mm，展宽量为25mm×0.5＝12.5mm。所以前4道次的总展宽量为21.0+15.0+15.0+12.5＝63.5mm。第五道次是展平轧制，对轧件厚度没有压下量。但是对波浪形轧件的展平，可使轧件宽度增加。轧件经过4道次轧制，实际宽度为558.5mm。根据孔型测量得到轧件的波浪形部分中心线长度为444mm、波浪形部分宽度为410mm，考虑到展平轧制时的曲线变直和搬直过程的拉长，中心线的长度要增加10mm至15mm，所以波浪部分的展宽量为444-410+10＝44mm。

第六道和第七道的展宽量为8+6.8＝14.8mm。所以总展宽量为63.5+44+14.8＝122.3mm。经过7道次粗轧后轧件的宽度为617.3mm。

(3)通过采取上述措施，可以使宽度为495mm的连铸坯经7道次粗轧后使其宽度达到617.3mm。

上述波浪形强迫展宽孔型轧制也可以在三辊开坯上应用。但是在三辊开坯机上应用需要设计多个孔型，因为三辊开坯机是不可逆轧制，每个孔型只能轧制一个道次。这样经过多个波浪形孔型的轧制逐渐将轧件轧制成带有波浪的轧件，然后再由平轧孔型或用平辊进行展平轧制。

Claims (5)

1.一种用于带钢轧制的强迫展宽孔型结构，用于粗轧带钢，其特征在于：所述孔型由上、下轧辊的波浪形曲线轮廓部分和直线轮廓部分构成，所述上下轧辊的波浪形曲线弯度相互对应一致，所述直线轮廓部分(4)位于波浪形曲线轮廓两端。

2.根据权利要求1所述的用于带钢轧制的强迫展宽孔型结构，其特征在于：所述孔型的波浪形曲线轮廓的中部为上凸部位(2)、两侧对称分布下凸部位(3)。

3.根据权利要求2所述的用于带钢轧制的强迫展宽孔型结构，其特征在于：所述孔型结构几何尺寸如下：孔型槽口宽度为B，波浪形弯曲中心距A，波浪形弯曲下凸圆弧半径R1，波浪形弯曲上凸圆弧半径R2，孔型两侧直线段长度为C，其中：A＝(0.44-0.47)B，R1＝(0.22-0.24)B，R2＝(0.20-0.22)B，C＝(0.12-0.13)B。

4.根据权利要求1或2或3所述的用于带钢轧制的强迫展宽孔型结构的展宽轧制方法，其特征在于：它在粗轧机上进行，轧件先在上述强迫展宽孔型展宽轧制，将矩形钢坯轧出带有波浪弯的轧件，然后再经过平轧孔型或平辊轧制，其中，平轧孔型或平辊轧制的首道次为展平轧制，展平轧制将波浪形轧件展平压下，展平压下量与进入该道次轧件的波浪弯波幅相匹配。

5.根据权利要求4所述的用于带钢轧制的强迫展宽孔型结构的展宽轧制方法，其特征在于：它在二辊可逆式粗轧机上进行，轧件先在上述强迫展宽孔型轧制4道次，然后再经过平轧孔型或平辊轧制3道次，其中，第5道次为展平轧制。

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