[发明专利]一种热轧圆钢用成品孔型

说明书

技术领域

本发明属于轧钢工艺领域，具体地讲，本发明涉及一种用于热轧圆钢的成品孔型。

背景技术

众所周知，在轧制精度较高的圆钢时，成品孔型的构成方法是否正确，对于轧机调整、孔型寿命和轧机的生产能力都有很大的影响。圆钢的尺寸精度、不圆度应符合GB/T702标准，一般按圆钢的截面高度、宽度、对角I、对角II四个尺寸界定，圆钢孔型由两个近似半圆弧构成，半圆弧两侧为扩张圆弧或扩张切线，中间为基圆圆弧，轧槽分布在上下工作轧辊，轧槽成对使用。

国内外冶金企业普遍采用单一扩张圆钢成品孔型构成方法，热轧优质圆钢按实际重量交货，采用正偏差设计孔型。图1示出了根据传统技术的热轧圆钢用成品孔型的一种结构的示意图，图2示出了根据传统技术的热轧圆钢用成品孔型的另一种结构的示意图。具体地讲，参照图1和图2，根据传统技术的热轧圆钢用成品孔型由上下对称的上部成品孔型和下部成品孔型构成，其中，上部成品孔型和下部成品孔型分别为近似半圆形的半圆弧，半圆弧的两侧为扩张圆弧或扩张切线，连接两侧的扩张圆弧或扩张切线的是位于中间的基圆圆弧。

图1示出的是根据传统技术的二圆弧单一圆弧扩张圆钢成品孔型，其中，位于中间的基圆圆弧具有半径R1，位于基圆圆弧两侧的扩张部为具有半径R2的扩张圆弧。图2示出的是根据传统技术的一圆弧单一切线扩张圆钢成品孔型，其中，与图1相似，位于中间的基圆圆弧具有半径R1，与图1不同的是，位于基圆圆弧两侧的扩张部为扩张切线（未标出）。

如图1和图2所示，根据传统技术的圆钢成品孔型的设计参数包括孔型高度h、孔型开口宽度b、基圆半径R1、扩张角θ（参见图1）或扩张角α（参见图2）、辊缝s。图1与图2的不同之处在于，图1中的扩张部为具有扩张半径R2的扩张圆弧，而图2中的扩张部为与基圆圆弧相切的切线。

通常，热轧圆钢的成品孔型的各设计参数采用下面的方法计算得到。具体地讲，热轧圆钢的成品孔型的基圆半径R1由下式计算得到：R1=1/2[d-(0～1.0)Δ_](1.007～1.02)，其中，d为圆钢的公称直径或称为标准直径，Δ_为负公差，1.007～1.02为热膨胀系数，其具体数值根据终轧温度和钢种而定，通常，普碳钢的热膨胀系数为1.011～1.015，碳素工具钢的热膨胀系数为1.018～1.105，滚珠轴承钢的热膨胀系数为1.018～1.02，高速钢的热膨胀系数为1.007～1.009。热轧圆钢的成品孔型的宽度b由公式b=[d+(0.5～1.0)Δ+](1.007～1.02)计算得到，其中，d为圆钢的公称直径或称为标准直径，Δ+为正公差，公差常取三组。对于图1所示的热轧圆钢的成品孔型而言，成品孔的圆弧扩张半径R2应按如下步骤确定，即先确定出侧角ρ，其值为ρ=arctan[(b-2R1cosθ)/(2R1sinθ-s)]，其中，θ为成品孔型的宽度扩张角，R1为成品孔型的基圆半径，当按上式求出的ρ值小于θ时才能求扩张半径R2，如果计算出的ρ=θ，则只能在孔型的两侧用切线扩张；如果计算出的ρ>θ，则需调整孔型开口宽度b、基圆半径R1和辊缝s值以使ρ≤θ。当ρ<θ时，则R2=(2R1sinθ-s)/[4cosρsin(θ-ρ)]。孔型开口方向扩张一般采用圆弧扩张或切线扩张，对于图1所示的圆弧扩张角θ，一般可取θ=15°～30°；对于图2所示的切线扩张角θ，一般可取θ=10°～30°。

一般而言，热轧圆钢的成品孔型其调整机制为：在轧制圆钢时，垂直方向的尺寸是用调整成品孔的上下辊来进行控制，水平方向的尺寸是用调整成品前椭圆孔的高度来改变，对角线的尺寸差可用串动轧辊来进行纠正。

然而，目前采用的单一扩张成品圆钢孔型构成方法的不足之处在于：因孔型对角与高度方向的磨损差异，在孔型使用后期导致圆钢尺寸精度或不圆度特别差，从而会带来中断生产、孔型过钢量低、增加生产成本、减少生产时间等方面的问题。