CN104984999B - 工字钢多对共轭孔型轧辊配置方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工字钢多对共轭孔型生产方法领域，尤其是一种工字钢多对共轭孔型轧辊配置方法，包括以下步骤：a、对孔型的配置位置的确定；b、按常规配置方法进行该架轧机所有孔型的配置；c、确定保证各孔轧件出钢平直时的孔型压力配置值；d、检查各孔压力配置方向的一致性；e、确定下轧制线各孔型的综合压力配置值；f、对单独用孔型K7的配辊位置的确定。本发明具有十分广阔的市场推广前景，可以很大程度的对现有的出钢弯曲缺陷进行修正，从而保证出钢品质在整体上的大幅度提高。本发明专利适用于在三辊横列式轧机开发工字型钢等品种上的应用，且有2‑3对共轭孔型以大幅度节省轧辊有效使用长度。

Description

工字钢多对共轭孔型轧辊配置方法

技术领域

本发明涉及工字钢多对共轭孔型生产方法领域，尤其是一种工字钢多对共轭孔型轧辊配置方法。

背景技术

轧制型钢用的三辊横列式轧机，一般有三个机架(或叫轧机)，第一机架及第二机架为三辊轧机，第三机架为两辊轧机(通常配置成品孔型)，三架轧机并在一排，由一台电机或两台电机带动。轧制过程电机转动方向不变，轧件靠导卫及升降台在中下辊及上中辊两条轧制线之间来回轧制。用中型横列式轧机轧制工字钢的工艺中，可生产“中型”工字钢(如14号工字钢、16号工字钢)，但是轧制过程轧制力大，断辊频繁，轧制节奏低等问题突出，无法正常生产。中型轧机轧制中型的14、16号工字钢通常采用150方钢坯料，第一、二架轧机轧辊工作长度不超过1500mm(太宽轧机刚度不够)，每架轧机轧辊上只能配置4个孔型(如果第一机架配置5孔型后辊环宽度过小，经常出现掰辊环的情况)。第三架轧机为成品轧机只轧一道次，轧辊工作长度一般为900-1500mm。

通常，第一、二、三架轧机孔型配置数量分别为5-3-1或5-5-1。

5-3-1配置时，轧制道次共9道次，每道次压下量大、轧制力大，断辊率高，特别是第一机架咬入困难。

5-5-1配置时，第一架轧制力较大，5个孔型辊环的宽度小，强度低，易产生掰辊环的事故。第二架轧机各道次轧制力较均匀，但轧制时间长，与第一架轧制节奏不匹配，生产效率低下。

7-3-1是该类型型钢轧制的最佳配置方式，第一机架轧制道次多，可大幅度降低5道次配置的轧制负荷，同时由于轧件短、轧制时间短与第二机架的3道次轧制时间相匹配，生产效率也较高。但存在在第一个机架上无法配置7个孔型的问题，因此必须采用多对共轭孔型的设计及配置方法来完成该工艺的实施。

为保证轧辊的使用安全，第一机架的轧辊只有4个孔型的配置位置，因此必须存在3对共轭孔型和一个单独孔型。根据《工字钢多对共轭孔型设计方法》专利的描述，共轭孔型中，孔型上下部分平均线速度不同(平均工作辊径不同)，因此轧件出孔型时必然会向低于轧件线速度方向弯曲。按正常三辊孔型配置方法，孔型水平中心线与上中辊或下中辊中心线重合，方能保证按正规方法设计的孔型轧出的轧件出钢不上下弯曲，采用这种配置方法时上中辊或中下辊同一孔型的对应部位直径相等，不存在速度差，同时常规方法设计的孔型形状上下对称，因此出钢平直。共轭孔型存在上下形状不对称的问题，要使孔型出钢平直，必须配置上下压力(以尽量保证轧辊与轧件接触面的线速度相同)，即如果轧件出钢下弯，则将该孔型的下辊直径加大(增加下辊平均线速度)，上辊直径减少(降低平均线速度)，保证出钢平直，但共轭孔型同一Y轴位置配有2个孔型，如果解决上轧制线孔型出钢下弯，则需增加中辊直径，中辊直径的增加将导致与之共轭的下孔轧件出钢产生下弯现象，因此理论上不可能兼顾上下孔型的出钢弯曲。针对该技术难题，本专利提出了解决方法，即为本专利的难点和创新点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种有效控制出钢弯曲度的工字钢多对共轭孔型轧辊配置方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：工字钢多对共轭孔型轧辊配置方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、首先，孔型的配置位置的确定：当K1孔的压下量大，即咬入角大于20度，则需配置在下轧制线，便于轧件顺利咬入；与K1共轭的K2孔则配制在上轧制线，K2与K1孔形成共轭孔型配置，其余孔型配置方式为：K3和K4共轭，K3配置在下轧制线；K5和K6共轭，K5配置在下轧制线；K7单孔轧制，不与其他孔型形成共轭，配置在为下轧制线；

b、其次，按常规配置方法进行该架轧机所有孔型的配置：按照《工字钢多对共轭孔型建模方法》，使孔型的孔型中心线与上中或中下辊中心线重合进行各个孔型的配置；

c、然后，确定各孔孔型中心线与上、下轧制中心线的相对位置：如果预测出该孔轧件出钢上弯则将孔型中心线配置在轧制线的下方，此时所配置的压力称为上压力；如果预测出该孔轧件出钢下弯则将孔型中心线配置在轧制线的上方，此时所配置的压力称为下压力；

d、接下来，检查各配对共轭孔型，即K1与K2、K3与K4均为配对共轭孔型，检查配置的压力是否均为上压力或下压力，或者各配对共轭孔型配置的压力方向相反；如果压力方向相同且大小基本一致，相差不超过10mm，则无需重新配置；如果压力方向相反或者相同方向的压力相差大于10mm，则按下列步骤e开始进行调整；

e、确定各配对共轭孔型的压力值：保持配对共轭孔型共用辊的直径不变，即中辊直径不变，如果上轧制线的孔型需要在标准孔型配置的基础上增减上辊直径大于10mm以上，则只能相应增减上辊直径，同样如果下轧制线的孔型需要在标准孔型配置的基础上增减下辊直径大于10mm以上，则只能相应增减下辊直径，中辊直径始终保持不变；

f、调整同一机架各配对共轭孔型综合压力值：按步骤e调整后各配对共轭孔型对上下辊直径调整要求的大小值不一样，此时采取平均值的办法进行综合，其方法是：将共轭孔型中处于上/下轧制线所有孔型的上/下辊调整值求出算术平均值，然后将各孔型上/下辊调整值按算术平均值调整即可，处于下轧制线的K1、K3、K5孔要求下辊增加直径分别为17mm、18mm、22mm，则其平均压力值为19mm，则K1、K3、K5孔下辊直径分别增加2mm、-1mm、3mm即可；上轧制线的K2、K4、K6也按此方法进行调整；

g、最后的，对单独用孔型K7的配辊位置的确定：根据前面步骤确定的轧辊中心线和轧辊直径进行确定,若K7在下轧制线，则K7的孔型中心线在中辊中心线与下辊中心线的中间；若K7在上轧制线，则K7的孔型中心线在中辊中心线与上辊中心线的中间。

进一步的是，所述步骤a中，K1孔或K2孔的压下量大的界定范围为：咬入角大于20度为压下量大。

进一步的是，按上述方法步骤配置孔型后，结合试生产的情况对产品做进一步的优化。

本发明的有益效果是：本发明的构思基于实际的生产，巧妙的结合了传统的孔型结构，因此，只需在传统的孔型结构的基础上进行适当的修改，即可大大的提高各孔出钢的平直度，因此，在使用本发明时，无需太大的设备改造，因此可以相信，本发明具有十分广阔的市场推广前景，可以很大程度的对现有的出钢弯曲缺陷进行修正，从而保证出钢品质在整体上的大幅度提高。本发明专利适用于在三辊横列式轧机开发工字型钢等品种上的应用，且有2-3对共轭孔型以大幅度节省轧辊有效使用长度。

附图说明

图1是本发明的孔型结构示意图。

图中标记为：上辊1、中辊2、下辊3。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1所示的工字钢多对共轭孔型轧辊配置方法，包括以下步骤：

a、首先，孔型的配置位置的确定：当K1孔的压下量大，即咬入角大于20度，则需配置在下轧制线，便于轧件顺利咬入；与K1共轭的K2孔则配制在上轧制线，K2与K1孔形成共轭孔型配置。其余孔型配置方式：K3和K4共轭，K3配置在下轧制线；K5和K6共轭，K5配置在下轧制线；K7单孔轧制，不与其他孔型形成共轭，配置在为下轧制线；

b、其次，按常规配置方法进行该架轧机所有孔型的配置：按照《工字钢多对共轭孔型建模方法》，使孔型的孔型中心线与上中或中下辊中心线重合进行各个孔型的配置；

c、然后，确定各孔孔型中心线与上、下轧制中心线的相对位置：如果预测出该孔轧件出钢上弯则将孔型中心线配置在轧制线的下方，此时所配置的压力称为上压力；如果预测出该孔轧件出钢下弯则将孔型中心线配置在轧制线的上方，此时所配置的压力称为下压力；

d、接下来，检查各配对共轭孔型(比如K1与K2、K3与K4均为配对共轭孔型)配置的压力是否均为上压力或下压力，或者各配对共轭孔型配置的压力方向相反(如一上一下或一下一上)；如果压力方向相同且大小基本一致，相差不超过10mm，则无需重新配置；如果压力方向相反或者相同方向的压力相差大于10mm，则按下列步骤e开始进行调整；

e、确定各配对共轭孔型的压力值：保持配对共轭孔型共用辊(一般是中辊)的直径不变，如果上轧制线的孔型需要在标准孔型配置的基础上增减上辊直径(大于10mm以上)则只能相应增减上辊直径，同样如果下轧制线的孔型需要在标准孔型配置的基础上增减下辊直径(大于10mm以上)则只能相应增减下辊直径，中辊直径始终保持不变；

f、调整同一机架各配对共轭孔型综合压力值：按步骤e调整后各配对共轭孔型对上下辊直径调整要求的大小值不一样，此时采取平均值的办法进行综合。比如处于下轧制线的K1、K3、K5孔要求下辊增加直径分别为17mm、18mm、22mm，其平均压力值为19mm，则K1、K3、K5孔下辊直径分别增加2mm、-1mm、3mm即可；上轧制线的K2、K4、K6也可按此方法进行调整；

f、最后的，对单独用孔型K7的配辊位置的确定：根据前面步骤确定的轧辊中心线和轧辊直径进行确定,若K7在下轧制线，则K7的孔型中心线在中辊中心线与下辊中心线的中间；若K7在上轧制线，则K7的孔型中心线在中辊中心线与上辊中心线的中间。

其中，对于步骤c中的孔型中心线的确定方法为：过孔型重心画一条水平线，即为该孔型的孔型中心线；对于轧制中心线，确定方法则为：上中辊中心线的平分线或中下辊中心线的平分线。

本发明利用了共轭孔型的设计特点，即多对共轭孔型中的每个工字钢孔型，均存在腰部以上的腿部金属变形量大于或小于腰部以下的腿部金属变形量的情况。如果轧辊上的第一个位置的箱形孔配置在下轧制线，则共轭的每一孔型均存在轧件出钢下弯的问题，即腰部以上腿部变形大于腰部以下。如果轧辊上的第一个位置的箱形孔配置在上轧制线，则共轭的每一孔型均存在轧件出钢上弯的问题，即腰部以下腿部变形大于腰部以上。

实施例

现结合上述方法，以550三辊轧机轧制16号工字钢第一架轧机共轭孔型的配置位置为例进行说明：

(1)、K1孔咬入角大于20度，配置在下轧制线，便于轧件顺利咬入。K2孔(第二个孔型)则配制在上轧制线，K2与K1孔形成共轭孔型配置。其它孔型依次按此轧制方向配置。形成K3和K4共轭，K3为下轧制线，K5和K6共轭，K5为下轧制线，K7单孔轧制为下轧制线。

(2)、按常规配置方法进行该架轧机所有孔型的配置。即使孔型的孔型中心线(由《工字钢多对共轭孔型设计方法》确定)与上中或中下辊中心线重合进行各个孔型的配置。

(3)、确定保证各孔轧件出钢平直时的孔型压力配置值：其中K1至K6均为下压力孔型

(4)、确定下轧制线各孔型的综合压力配置值。

(5)、单独用孔型K7的配辊位置的确定：K1至K6的压力什分别是21、19、8、7.5、3、1平均值为9.9，取值10，所以辊经配置为下辊直径550mm、中辊直径540、上辊直径530mm

(6)、K7在下轧制线，则K7的孔型中心线在中辊中心线与下辊中心的的中间

按上述方法配置出的孔型，各孔出钢均较平直，当然，还可结合试生产的情况作进一步的优化，从而进一步的提高质量。

Claims (3)

1.工字钢多对共轭孔型轧辊配置方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、首先，孔型的配置位置的确定：当K1孔的压下量大，即咬入角大于20度，则需配置在下轧制线，便于轧件顺利咬入；与K1共轭的K2孔则配制在上轧制线，K2与K1孔形成共轭孔型配置，其余孔型配置方式为：K3和K4共轭，K3配置在下轧制线；K5和K6共轭，K5配置在下轧制线；K7单孔轧制，配置在下轧制线；

b、其次，按常规配置方法进行轧机所有孔型的配置：使孔型的孔型中心线与上中或中下辊中心线重合进行各个孔型的配置；

c、然后，确定各孔孔型中心线与上、下轧制中心线的相对位置：如果预测出该孔轧件出钢上弯则将孔型中心线配置在轧制线的下方，此时所配置的压力称为上压力；如果预测出该孔轧件出钢下弯则将孔型中心线配置在轧制线的上方，此时所配置的压力称为下压力；

d、接下来，检查各配对共轭孔型，即K1与K2、K3与K4均为配对共轭孔型，检查配置的压力是否均为上压力或下压力，或者各配对共轭孔型配置的压力方向相反；如果压力方向相同且大小基本一致，相差不超过10mm，则无需重新配置；如果压力方向相反或者相同方向的压力相差大于10mm，则按下列步骤e开始进行调整；

e、确定各配对共轭孔型的压力值：保持配对共轭孔型共用辊的直径不变，即中辊直径不变，如果上轧制线的孔型需要在标准孔型配置的基础上增减上辊直径大于10mm以上，则只能相应增减上辊直径，同样如果下轧制线的孔型需要在标准孔型配置的基础上增减下辊直径大于10mm以上，则只能相应增减下辊直径，中辊直径始终保持不变；

f、调整同一机架各配对共轭孔型综合压力值：按步骤e调整后各配对共轭孔型对上下辊直径调整要求的大小值不一样，此时采取平均值的办法进行综合，其方法是：将共轭孔型中处于上/下轧制线所有孔型的上/下辊调整值求出算术平均值，然后将各孔型上/下辊调整值按算术平均值调整即可,处于下轧制线的K1、K3、K5孔要求下辊增加直径分别为17mm、18mm、22mm，则其平均压力值为19mm，则K1、K3、K5孔下辊直径分别增加2mm、-1mm、3mm即可；上轧制线的K2、K4、K6也按此方法进行调整；

g、最后的，对单独用孔型K7的配辊位置的确定：根据前面步骤确定的轧辊中心线和轧辊直径进行确定,若K7在下轧制线，则K7的孔型中心线在中辊中心线与下辊中心线的中间；若K7在上轧制线，则K7的孔型中心线在中辊中心线与上辊中心线的中间。

2.如权利要求1所述的工字钢多对共轭孔型轧辊配置方法，其特征在于：所述步骤a中，K1孔或K2孔的压下量大的界定范围为：咬入角大于20度为压下量大。

3.如权利要求1或2所述的工字钢多对共轭孔型轧辊配置方法，其特征在于：按上述方法步骤配置孔型后，结合试生产的情况对产品做进一步的优化。