一种圆弧扁钢立轧孔型的制作方法

1.本发明涉及轧制技术领域，特别涉及一种圆弧扁钢立轧孔型。


背景技术：

2.扁棒连轧线主要以生产弹簧扁钢和圆钢，产品规格：扁钢：厚度6～60mm*宽度60～150mm，圆钢：φ45～φ65。生产钢种有simn系、crmn系、crv系、crmnb系弹簧扁钢，以及中低碳碳素合金钢、工具钢和合结钢。现有设计的圆弧扁钢立轧孔型，采用经验估算法，各个位置的尺寸根据经验设定，孔型的好用与否完全取决于设计者的经验，且孔型的槽底与侧壁采用相交模式，有以下技术问题：孔型加工必须用成型刀片，刀片磨损后需要修磨刀片，对工人修磨技术水平要求高，刀片费用较高，轧制时侧面的弧度半径与标准要求的侧壁弧度半径≈1/2t(gb/t1222-2016)相差较大，对来料要求高，操作不当容易造成批量重皮、拉丝。
3.原有圆弧扁钢立轧孔型主要存在以下缺陷：1)孔型设计仅靠经验，无法做到具体量化；2)孔型加工困难，因孔型的槽底与侧壁为相交模式，只能采用成型刀片加工；3)圆弧扁钢，侧面弧度与国标相差较大，侧面弧度半径接近3/4t；4)易出现重皮拉丝的轧制缺陷，轧制调整困难。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种圆弧扁钢立轧孔型，本圆弧扁钢立轧孔型提高圆弧扁钢侧边弧度，满足gb/t1222-2016中对侧面弧度半径≈1/2t的要求，降低孔型加工难度，同时减少侧边与平面接触处重皮的风险。
5.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种圆弧扁钢立轧孔型，所述立轧孔型的孔高为hk，轧制目标扁钢的宽度等于所述孔高hk，所述立轧孔型的辊缝为s，辊缝s取值范围5≤s≤50mm；所述轧制目标扁钢的厚度为t，所述立轧孔型的槽底宽度为bk，bk＝t+a，其中，2mm≤a≤5mm；所述立轧孔型的孔型侧壁斜度为ψ，9
°
≤ψ≤12
°
；所述立轧孔型的槽底半径为r，r＝(bk/2)/cos(ψ)；所述立轧孔型的槽口宽度为bk，bk＝((hk-s)/2-(r-r*sin(ψ))*tan(ψ)*2+bk。
7.进一步地，在上述的圆弧扁钢立轧孔型中，所述立轧孔型的槽口圆角半径为r，2mm≤r≤5mm。
8.进一步地，在上述的圆弧扁钢立轧孔型中，压下量越大，所述立轧孔型的孔型侧壁斜度ψ的取值越大，压下量≤20mm时，ψ的取值为9～10
°
，压下量＞20mm时，ψ的取值为10～12
°
。
9.进一步地，在上述的圆弧扁钢立轧孔型中，取t＝28mm、hk＝b＝75mm、ψ＝11
°
、s＝10mm；那么，hk-s＝75mm-10mm＝65mm；bk＝h+a＝28+a，由于2mm≤a≤5mm，所以30mm≤bk≤33mm，这里取bk＝30mm；
10.r＝(bk/2)/cos(ψ)＝(30/2)/cos(11)＝15.28mm；
11.bk＝((hk-s)/2-(r-r*sin(ψ))*tan(ψ)*2+bk＝(65/2-(15.28-15.28*sin(11))*
tan(11)*2mm+30mm＝37.83mm。
12.进一步地，在上述的圆弧扁钢立轧孔型中，所述立轧孔型的槽口圆角半径r取2mm。
13.进一步地，在上述的圆弧扁钢立轧孔型中，所述立轧孔型的槽底与所述立轧孔型的孔型侧壁相切设置。
14.进一步地，在上述的圆弧扁钢立轧孔型中，所述立轧孔型的槽底与所述立轧孔型的孔型侧壁之间采用圆弧过渡。
15.进一步地，在上述的圆弧扁钢立轧孔型中，所述立轧孔型的槽底半径r等于所述轧制目标扁钢厚度t的一半。
16.进一步地，在上述的圆弧扁钢立轧孔型中，连轧生产线主轧在线配置20架两辊轧机架；其中，粗轧8架，中轧8架，精轧4架，所述粗轧、所述中轧和所述精轧采用平-立交替布置，且所述精轧有4架活套。
17.进一步地，在上述的圆弧扁钢立轧孔型中，最后5台机架采用3平2立交替布置轧制；最后5台机架包括1架中轧和4架精轧，其中1架中轧为平轧，4架精轧依次为立轧、平轧、立轧、平轧；2道次的立轧采用所述立轧孔型进行开孔，最后1道次平轧出成品，所述平轧全部采用无孔型的平辊轧制。
18.分析可知，本发明公开一种圆弧扁钢立轧孔型的实施例实现了如下技术效果：
19.本圆弧扁钢立轧孔型通过改进创新设计方法，用公式计算取代经验设计，避免设计者需要足够经验才能设计，设计的公式只要有孔型设计基础知识即可掌握，原始孔型采用相交模式改为相切模式，槽底与侧壁圆弧过渡，不需要成型刀片也可车削加工，只需购买标准的的圆形刀片即可加工，同时因为相切模式、圆弧过渡的原因，圆弧扁钢的侧面与平面过渡较好，整体弧度半径接近1/2t，同时避免轧件厚度不当造成的重皮拉丝。
20.通过对立轧孔型系统重新修改、加工，本圆弧扁钢立轧孔型提高圆弧扁钢侧边弧度，满足gb/t1222-2016中对侧面弧度半径≈1/2t的要求，降低孔型加工难度，同时减少侧边与平面接触处重皮的风险。目前扁棒线已累计轧制6万吨圆弧扁钢，侧面形状质量改善明显。
附图说明
21.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：
22.图1为本发明一实施例(改进后)的结构示意图；
23.图2为现有技术(改进前)的结构示意图；
24.图3为图2中a处的局部放大图，为相交模式；
25.图4为发明一实施例(改进后)的结构示意图；
26.图5为图4中b处的局部放大图，为相切模式。
27.图6为本发明一个实施例中，取轧制目标扁钢的厚度t＝28mm、扁钢的宽度b＝75mm的孔型设计图
具体实施方式
28.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。各个示例通过本发明的解释的
方式提供而非限制本发明。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本发明包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。
29.在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连；可以是有线电连接、无线电连接，也可以是无线通信信号连接，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
30.所附附图中示出了本发明的一个或多个示例。详细描述使用了数字和字母标记来指代附图中的特征。附图和描述中的相似或类似标记的已经用于指代本发明的相似或类似的部分。如本文所用的那样，用语“第一”、“第二”、“第三”以及“第四”等可互换地使用，以将一个构件与另一个区分开，且不旨在表示单独构件的位置或重要性。
31.图2为现有技术(改进前)的结构示意图。图3为图2中a处的局部放大图，为相交模式。相交模式的孔型加工必须用成型刀片，刀片磨损后需要修磨刀片，对工人修磨技术水平要求高，刀片费用较高，轧制时侧面的弧度半径与标准要求的侧壁弧度半径≈1/2t(gb/t1222-2016)相差较大，侧面弧度半径接近3/4t，对来料要求高，操作不当容易造成批量重皮、拉丝。
32.如图1、图4至图6所示，根据本发明的实施例，提供了一种圆弧扁钢立轧孔型，立轧孔型的孔高为hk，轧制目标扁钢的宽度b等于孔高hk；立轧孔型的辊缝为s取值5～50mm；轧制目标扁钢的厚度为t，立轧孔型的槽底宽度为bk，bk＝t+a，其中，2mm≤a≤5mm；立轧孔型的孔型侧壁斜度为ψ，9
°
≤ψ≤12
°
；立轧孔型的槽底半径为r，r＝(bk/2)/cos(ψ)；立轧孔型的槽口宽度为bk，bk＝((hk-s)/2-(r-r*sin(ψ))*tan(ψ)*2+bk。
33.在上述实施例中，hk表示孔高，hk＝轧制目标扁钢的宽度。s表示辊缝，bk表示槽底宽度，bk＝轧制目标扁钢的厚度t+2mm～5mm，(bk的值越小形状越好，但共用性变差，越大与之相反)。ψ表示孔型侧壁斜度，ψ＝9
°
～12
°
。r表示槽底半径，r＝(bk/2)/cos(ψ)。bk表示槽口宽度，bk＝((hk-s)/2-(r-r*sin(ψ))*tan(ψ)*2+bk。也可用cad作图法确定尺寸。本圆弧扁钢立轧孔型通过改进创新设计方法，用公式计算取代经验设计，避免设计者需要足够经验才能设计，设计的公式只要有孔型设计基础知识即可掌握，原始孔型采用相交模式改为相切模式，槽底与侧壁相切过渡，不需要成型刀片也可车削加工，只需购买标准的普通的圆形刀片即可加工，同时因为相切模式、圆弧过渡的原因，圆弧扁钢的侧面与平面过渡较好，整体弧度半径接近1/2t，同时避免轧件厚度不当造成的重皮拉丝。通过对立轧孔型系统重新修改、加工，本圆弧扁钢立轧孔型提高圆弧扁钢侧边弧度，满足gb/t1222-2016中对侧面弧度半径≈1/2t的要求，降低孔型加工难度，同时减少侧边与平面接触处重皮的风险。
34.优选地，如图1所示，在本发明一个实施例中，立轧孔型的槽口圆角半径为r，2mm≤r≤5mm。r表示槽口圆角半径，r＝2mm～5mm，主要目的倒角防止孔型破损和划伤钢材。该倒角取值有利于使槽口尖角变钝，避免孔型磕碰出现缺口，同时即使轧件碰到槽口也不至于
划伤轧件。
35.优选地，如图1和图2所示，在本发明一个实施例中，压下量越大，立轧孔型的孔型侧壁斜度ψ的取值越大。ψ表示孔型侧壁斜度，ψ＝9
°
～12
°
(大压下量取大值，小压下量取小值)。压下量≤20mm时，ψ的取值为9～10
°
；压下量＞20mm时，ψ的取值为10～12
°
。ψ按上述取值可以确保孔型充满度合适，避免孔型充满度过大轧制出耳子缺陷；或者充满度过小，轧制时轧件不稳定缺陷。
36.优选地，如图3至图6所示，在本发明一个实施例中，取轧制目标扁钢的厚度t＝28mm、扁钢的宽度b＝75mm、立轧孔型的孔型侧壁斜度ψ＝11
°
、s＝10mm；槽底宽度bk＝t+a＝28+a，由于2mm≤a≤5mm，所以
37.30mm≤bk≤33mm，这里取槽底宽度bk＝30mm；立轧孔型的槽底半径r＝(bk/2)/cos(ψ)＝(30/2)/cos(11)＝15.28mm；立轧孔型的槽口宽度
38.bk＝((hk-s)/2-(r-r*sin(ψ))*tan(ψ)*2+bk＝((75-10)/2-39.(15.28-15.28*sin(11))*tan(11)*2mm+30mm＝37.83mm。优选地，立轧孔型的槽口圆角半径r取2mm。
40.在上述实施例中，本发明以轧制：轧制目标扁钢的厚度t＝28mm、扁钢的宽度b＝75mm，1/2t的圆弧为案例进行说明：立轧孔型的孔高hk＝b＝75mm，辊缝s取值10mm，槽底宽度bk＝28+(2～5)＝30～33mm，这里我们取30mm。孔型侧壁斜度ψ＝9
°
～12
°
，考虑压下量，取孔型侧壁斜度ψ＝11
°
。那么槽底半径r＝(bk/2)/cos(ψ)＝(30/2)/cos(11)mm＝15.28mm，槽口宽度
41.bk＝((hk-s)/2-(r-r*sin(ψ))*tan(ψ)*2+bk＝((75-10)/2-(15.28-15.28*sin(11))*tan(11)*2mm+30mm＝37.83mm。槽口圆角半径r＝2mm～5mm，这里槽口圆角半径r取2mm。在轧制圆弧扁钢时，为确保侧面圆弧半径，采用2道次立轧轧制，水平轧机采用无孔型轧制，2道次立轧孔型设计采用本发明可明显改善侧面圆弧半径。本圆弧扁钢立轧孔型提高圆弧扁钢侧边弧度，满足gb/t1222-2016中对侧面弧度半径≈1/2t的要求，降低孔型加工难度，同时减少侧边与平面接触处重皮的风险。
42.优选地，如图4至图6所示，在本发明一个实施例中，立轧孔型的槽底与立轧孔型的孔型侧壁相切设置。立轧孔型的槽底与立轧孔型的孔型侧壁之间采用相切过渡。立轧孔型的槽底半径r约等于轧制目标扁钢厚度h的一半。立轧孔型的槽底与立轧孔型的孔型侧壁相切过渡，不需要成型刀片也可车削加工，只需购买标准的的圆形刀片即可加工，同时因为相切模式、圆弧过渡的原因，圆弧扁钢的侧面与平面过渡较好，整体弧度半径接近1/2t、即立轧孔型的槽底半径r约等于轧制目标扁钢厚度t的一半，同时避免轧件厚度不当造成的重皮拉丝。通过对立轧孔型系统重新修改、加工，本圆弧扁钢立轧孔型提高圆弧扁钢侧边弧度，满足gb/t1222-2016中对侧边弧度半径≈1/2t的要求，降低孔型加工难度。同时减少侧边与平面接触处重皮的风险。目前扁棒线已累计轧制6万吨圆弧扁钢，侧面形状质量改善明显。
43.优选地，如图1至图5所示，在本发明一个实施例中，连轧生产线主轧在线配置20架两辊轧机架，其中，粗轧8架，中轧8架，精轧4架；粗轧、中轧和精轧采用平-立交替布置，且精轧有4架活套。连轧生产线主轧在线配置20架两辊轧机架，其中粗轧8架，中轧8架，精轧4架，粗轧、中轧、精轧采用平-立交替布置，精轧有4架活套。轧件轧制过程中采用微张力轧制。
44.优选地，如图1至图5所示，在本发明一个实施例中，最后5台机架采用3平2立交替
布置轧制；最后5台机架包括1架中轧和4架精轧，其中1架中轧为平轧，4架精轧依次为立轧、平轧、立轧、平轧；2道次的立轧采用立轧孔型进行开孔，最后1道次平轧出成品，平轧全部采用无孔型的平辊轧制。圆弧扁钢轧制，最后5台机架采用3平2立交替布置轧制，最后1道次平轧出成品，平轧全部采用无孔型的平辊轧制，2道次的立轧采用本发明中的立轧孔型进行开孔。
45.从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
46.本圆弧扁钢立轧孔型通过改进创新设计方法，用公式计算取代经验设计，避免设计者需要足够经验才能设计，设计的公式只要有孔型设计基础知识即可掌握，原始孔型采用相交模式改为相切模式，槽底与侧壁圆弧过渡，不需要成型刀片也可车削加工，只需购买标准的的圆形刀片即可加工，同时因为相切模式、圆弧过渡的原因，圆弧扁钢的侧面与平面过渡较好，整体弧度半径接近1/2t，同时避免轧件厚度不当造成的重皮拉丝。
47.通过对立轧孔型系统重新修改、加工，本圆弧扁钢立轧孔型提高圆弧扁钢侧边弧度，满足gb/t1222-2016中对侧面弧度半径≈1/2t的要求，降低孔型加工难度，同时减少侧边与平面接触处重皮的风险。目前扁棒线已累计轧制6万吨圆弧扁钢，侧面形状质量改善明显。
48.以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种圆弧扁钢立轧孔型，其特征在于，所述立轧孔型的孔高为hk，轧制目标扁钢的宽度等于所述孔高hk，所述立轧孔型的辊缝为s，辊缝s取值范围5≤s≤50mm；所述轧制目标扁钢的厚度为t，所述立轧孔型的槽底宽度为bk，bk＝t+a，其中，2mm≤a≤5mm；所述立轧孔型的孔型侧壁斜度为ψ，9
°
≤ψ≤12
°
；所述立轧孔型的槽底半径为r，r＝(bk/2)/cos(ψ)；所述立轧孔型的槽口宽度为bk，bk＝((hk-s)/2-(r-r*sin(ψ))*tan(ψ)*2+bk。2.根据权利要求1所述的圆弧扁钢立轧孔型，其特征在于，所述立轧孔型的槽口圆角半径为r，2mm≤r≤5mm。3.根据权利要求1所述的圆弧扁钢立轧孔型，其特征在于，压下量越大，所述立轧孔型的孔型侧壁斜度ψ的取值越大，压下量≤20mm时，ψ的取值为9～10
°
，压下量＞20mm时，ψ的取值为10～12
°
。4.根据权利要求2所述的圆弧扁钢立轧孔型，其特征在于，取t＝28mm、hk＝b＝75mm、ψ＝11
°
、s＝10mm；那么，hk-s＝75mm-10mm＝65mm；bk＝h+a＝28+a，由于2mm≤a≤5mm，所以30mm≤bk≤33mm，这里取bk＝30mm；r＝(bk/2)/cos(ψ)＝(30/2)/cos(11)＝15.28mm；bk＝((hk-s)/2-(r-r*sin(ψ))*tan(ψ)*2+bk＝(65/2-(15.28-15.28*sin(11))*tan(11)*2mm+30mm＝37.83mm。5.根据权利要求4所述的圆弧扁钢立轧孔型，其特征在于，所述立轧孔型的槽口圆角半径r取2mm。6.根据权利要求1所述的圆弧扁钢立轧孔型，其特征在于，所述立轧孔型的槽底与所述立轧孔型的孔型侧壁相切设置。7.根据权利要求6所述的圆弧扁钢立轧孔型，其特征在于，所述立轧孔型的槽底与所述立轧孔型的孔型侧壁之间采用圆弧过渡。8.根据权利要求1所述的圆弧扁钢立轧孔型，其特征在于，所述立轧孔型的槽底半径r等于所述轧制目标扁钢厚度t的一半。9.根据权利要求1所述的圆弧扁钢立轧孔型，其特征在于，连轧生产线主轧在线配置20架两辊轧机架；其中，粗轧8架，中轧8架，精轧4架，所述粗轧、所述中轧和所述精轧采用平-立交替布置，且所述精轧有4架活套。10.根据权利要求9所述的圆弧扁钢立轧孔型，其特征在于，最后5台机架采用3平2立交替布置轧制；最后5台机架包括1架中轧和4架精轧，其中1架中轧为平轧，4架精轧依次为立轧、平轧、立轧、平轧；2道次的立轧采用所述立轧孔型进行开孔，最后1道次平轧出成品，所述平轧全部采用无孔型的平辊轧制。

技术总结
本发明提供一种圆弧扁钢立轧孔型，所述立轧孔型的孔高为hk，轧制目标扁钢的宽度等于所述孔高hk，所述立轧孔型的辊缝为S，辊缝S取值范围5≤S≤50mm；所述轧制目标扁钢的厚度为t，所述立轧孔型的槽底宽度为bk，bk＝t+A，其中，2mm≤A≤5mm；所述立轧孔型的孔型侧壁斜度为ψ，9


技术研发人员：钟文强 冯亮
受保护的技术使用者：大冶特殊钢有限公司
技术研发日：2023.06.16
技术公布日：2023/10/5