專利名稱：軋制槽鋼的蝶式孔型系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軋制槽鋼的方法，特別是軋制槽鋼的蝶式孔型系統(tǒng)。
國內(nèi)外熱軋槽鋼普遍采用直腿槽式孔型系統(tǒng)，該孔型系統(tǒng)一般由箱形孔、切深孔、槽式孔和控制孔組成(現(xiàn)有技術(shù)之一)。近年來，其中的槽式孔又發(fā)展為直腿彎腰大斜度槽式孔(現(xiàn)有技術(shù)之二)，由于增大了孔型側(cè)壁斜度，減小了軋輥每次重車的車削量，延長了軋槽使用壽命，減小了軋槽切入軋輥的深度，減少斷輥事故，并降低軋制能耗，可用小坯軋大材，改善咬入條件提高軋機(jī)產(chǎn)量。原蘇聯(lián)專利SU869870公開了一種用于成品前孔K2和成品前控制孔K3的內(nèi)彎腿式孔型，腿部內(nèi)彎通過中心線夾角α來控制，從而使槽鋼腿部變形均勻，得到合格的槽鋼成品。該專利對中軋孔并無新的改進(jìn)，仍然采用直腿槽式孔型。直腿彎腰大斜度槽式孔型雖然比小斜度槽式孔型有較大改進(jìn)，但在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)仍存在軋制時不均勻變形大，槽形孔腿部變形為兩輥間側(cè)向搓輾，變形條件不好，軋槽磨損快，槽形孔、尤其是切深孔磨損后脫槽困難，易發(fā)生纏輥和頂衛(wèi)板事故，因此軋機(jī)需頻繁換槽、換輥，影響軋機(jī)作業(yè)率和機(jī)時產(chǎn)量的提高。此外，直腿槽式孔型切入軋輥深度仍然較大，對軋輥強(qiáng)度的削弱較大，斷輥事故時有發(fā)生，影響槽鋼生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明的目的就是要在直腿彎腰大斜度槽式孔型設(shè)計的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步改進(jìn)孔型系統(tǒng)、孔型結(jié)構(gòu)和設(shè)計方法，改善切深孔和槽形孔的變形條件，發(fā)明一種軋制槽鋼的蝶式孔型系統(tǒng)，使槽鋼軋制更加順利，為實現(xiàn)用連鑄坯一火成材軋制工藝提供先進(jìn)技術(shù)，使槽鋼生產(chǎn)的各項技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)一步提高。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種軋制槽鋼的方法，特別是軋制槽鋼的蝶式孔型系統(tǒng)，它包括粗軋平箱形孔K11、K10、帶弧底的立箱形孔K9、切深孔K8、彎腿蝶式中軋孔K7、K6、K5、K4、直腿控制前孔K3、直腿成品前控制孔K2和直腿成品孔K1，其特征在于粗軋平箱形孔K11、K10與帶弧底的立箱形孔K9采用平-平-立粗軋箱形孔型系，并與角鋼粗軋孔型共用，切深孔K8為扁坯平軋的弧形切深孔，側(cè)壁斜度為40～45％，切深孔前坯料一般為扁坯，其斷面尺寸可根據(jù)經(jīng)驗公式粗選，軋制小號槽鋼時，切深孔前坯料也可選用方坯和圓坯，經(jīng)切深孔K8切深后再到彎腿蝶式中軋孔K7去軋制，彎腿蝶式中軋孔有三種形式，一是上開口的閉口腿端蝶式孔K7，二是下開口的閉口腿端蝶式孔K6，三是開口腿端蝶式孔K5、K4，直腿控制前孔K3、直腿成品前控制孔K2和直腿成品孔K1為直腿彎腰大斜度槽式孔型，K1孔側(cè)壁斜度為7～15％，K2孔側(cè)壁斜度為24～32％，K3孔側(cè)壁斜度為21～29％，用以壓直蝶形軋件彎曲的腿部，并壓薄軋件的腰部與腿部，保證軋件在直腿成品前控制孔K2內(nèi)有3～6毫米的腿高垂直壓下量，且半閉口腿端不能出耳子，鼓肚和凹陷等缺陷。
切深孔K8對切深孔前坯料要求一般為扁坯，其斷面尺寸的粗選經(jīng)驗公式為Hp·Bp＝(1.70～2.15)bc·hcHp＝(1.40～1.88)hcBp＝(1.13～1.22)bc其中Hp、Bp為切深孔前坯料的高度和寬度，hc、bc為槽鋼成品腿長和腰寬。
彎腿蝶式中軋孔K7、K6、K5、K4的孔型上部側(cè)壁的直線部分的斜度φ％較大，為26～60％，蝶式孔腿部中心線由直線段L直與弧線段L弧兩部分組成，蝶式孔下半部分通過圓弧半徑R構(gòu)成外彎腿，蝶式孔型外側(cè)壁斜度為φ％，腿中心線的直線段為L直＝C·L中，式中C為直線段長度系數(shù)，L中為該孔腿中心線長度，腿中心線的弧線段L弧所對應(yīng)的圓心角為α，腿中心線弧線段的圓弧半徑
腿外側(cè)圓弧半徑R外和腿內(nèi)側(cè)圓弧半徑R內(nèi)，依據(jù)腿根厚T、腿尖厚t和腿長h畫出直腿，然后用L直、α、R中等參數(shù)畫出彎腿，幾個孔型構(gòu)成要素取值如表1表1
在不同的軋機(jī)上生產(chǎn)不同規(guī)格的槽鋼時，可依上表揭示的規(guī)律選取彎腿蝶式孔構(gòu)成要素。
切深孔K8及其后的彎腿蝶式中軋孔K7、K6、K5、K4，以及精軋孔K3、K2、K1的平均延伸系數(shù)為1.24～1.27。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是在直腿彎腰大斜度槽式孔型的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步改進(jìn)了孔型系統(tǒng)、孔型結(jié)構(gòu)、設(shè)計方法，改善了切深孔和蝶式中軋孔的變形條件。具體來講，采用扁坯平軋弧形切深孔，使切深孔及中、精軋孔型的腰部壓下量減小，軋制負(fù)荷減輕，咬入角減小，有利于軋件咬入，無撞槽的時間損失。大斜度扁坯平軋弧形切深孔與蝶式孔型的配合使用，明顯地改善了槽鋼腰腿切深成型的變形條件，用較小的切深孔前坯料斷面與高度即可軋出薄而長的腰和腿?？仔颓胁蹨\，可減少斷輥事故?？仔蛡?cè)壁斜度大，使軋件易脫槽，不易產(chǎn)生頂上衛(wèi)板、纏輥事故，可延長換槽、換輥周期。軋件在孔型中的對中性和軋制穩(wěn)定性好，槽鋼表面不會產(chǎn)生啃傷、鱗層等表面缺陷，成品尺寸穩(wěn)定，成材率高。粗軋采用平-平-立箱形孔便于軋機(jī)前后機(jī)械化操作，可加快軋制節(jié)奏，使產(chǎn)量成倍增加。


圖1是熱軋槽鋼直腿槽式孔型系統(tǒng)(現(xiàn)有技術(shù)之一)；圖2是直腿彎腰大斜度槽式孔型結(jié)構(gòu)圖(現(xiàn)有技術(shù)之二)；圖3是本發(fā)明軋制槽鋼的蝶式孔型系統(tǒng)；圖4是彎腿蝶式中軋孔的三種形式；圖5是平軋弧形切深孔K8內(nèi)軋件的變形情況，其中(1)是一般扁坯的變形情況；(2)是軋制小號槽鋼時方坯和圓坯進(jìn)弧形切深孔的變形情況。
下面結(jié)合附圖介紹實施例。
圖3顯示了軋制8#～10#槽鋼的蝶式孔型系統(tǒng)，圖中K11、K10為粗軋平箱形孔，K9為帶弧底的立箱形孔，此三孔型采用平-平-立粗軋箱形孔型系。K7是上開口的閉口腿端蝶式孔，K6是下開口的閉口腿端蝶式孔，K5、K4是開口腿端蝶式孔。K3是直腿控制前孔，K2是直腿成品前控制孔，K1是直腿成品孔。K1孔側(cè)壁斜度取7～15％，K2K3孔側(cè)壁斜度取24～32％，K3孔側(cè)壁斜度取20～29％。切深孔前的扁坯斷面尺寸粗選經(jīng)驗公式為Hp·Bp＝(1.70～2.15)bc·hcHp＝(1.40～1.88)hcBp＝(1.13～1.22)bc其中Hp、Bp為切深孔前坯料的高度和寬度，hc、bc為槽鋼成品腿長和腰寬。
彎腿蝶式中軋孔K7、K6、K5、K4的孔型上部側(cè)壁的直線部分的斜度為28～52％，有時可更大些。蝶式孔型的構(gòu)成有以下幾個要素1)孔型外側(cè)壁斜度φ％；2)腿中心線的直線段L直＝C·L中，式中C為直線段長度系數(shù)，L中為該孔腿中心線長度；3)α為腿中心線的弧線段L弧所對應(yīng)的圓心角；4)腿中心線弧線段的圓弧半徑 腿外側(cè)圓弧半徑R外和腿內(nèi)側(cè)圓弧半徑R內(nèi)是依據(jù)腿根厚T、腿尖厚t和腿高h(yuǎn)畫出直腿，然后用L直、α、R中等參數(shù)畫出彎腿來，再用作圖法求出R外、R內(nèi)。
以上四個彎腿蝶式中軋孔采用下表數(shù)據(jù)來控制外側(cè)壁斜度φ、直線段L直和弧線段L弧所對應(yīng)的圓心角α。
8#～10#槽鋼K4～K7彎腿蝶式孔型構(gòu)成要素如表2所示表2
按照本實施例，在邯鄲鋼鐵公司一軋廠生產(chǎn)8#和10#槽鋼，蝶式孔型系統(tǒng)促進(jìn)了連鑄坯一火成材新工藝的實現(xiàn)，使各項生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)明顯提高，機(jī)時產(chǎn)量提高2.5倍以上，成材率比二火成材提高5～9.26％，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。實踐表明該孔型系統(tǒng)的優(yōu)越的變形條件更有利于軋制長腿深槽的輕型薄壁槽鋼，達(dá)到同樣的抗彎截面模數(shù)可節(jié)約金屬5～10％，因此社會效益也很大。槽鋼蝶式孔型系統(tǒng)可以促進(jìn)我國槽鋼向輕型薄壁槽鋼升級換代。另外，本發(fā)明不僅可在橫列式和跟蹤式軋機(jī)上推廣應(yīng)用，在連續(xù)式與半連續(xù)式軋機(jī)上推廣應(yīng)用將取得更佳的經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求
1.一種軋制槽鋼的方法，特別是軋制槽鋼的蝶式孔型系統(tǒng)，它包括粗軋平箱形孔K11、K10、帶弧底的立箱形孔K9、切深孔K8、彎腿蝶式中軋孔K7、K6、K5、K4、直腿控制前孔K3、直腿成品前控制孔K2和直腿成品孔K1，其特征在于粗軋平箱形孔K11、K10與帶弧底的立箱形孔K9采用平-平-立粗軋箱形孔型系，并與角鋼粗軋孔型共用，切深孔K8為扁坯平軋的弧形切深孔，側(cè)壁斜度為40～45％，切深孔前坯料一般為扁坯，其斷面尺寸根據(jù)經(jīng)驗公式粗選，軋制小號槽鋼時，切深孔前坯料也可選用方坯和圓坯，經(jīng)切深孔K8切深后再到彎腿蝶式中軋孔K7去軋制，彎腿蝶式中軋孔有三種形式，一是上開口的閉口腿端蝶式孔K7，二是下開口的閉口腿端蝶式孔K6，三是開口腿端蝶式孔K5、K4，直腿控制前孔K3、直腿成品前控制孔K2和直腿成品孔K1為直腿彎腰大斜度槽式孔型，K1孔側(cè)壁斜度為7～15％，K2孔側(cè)壁斜度為24～32％，K3孔側(cè)壁斜度為21～29％，用以壓直蝶形軋件彎曲的腿部，并壓薄軋件的腰部與腿部，保證軋件在直腿成品前控制孔K2內(nèi)有3～6毫米的腿高垂直壓下量，且半閉口腿端不能出耳子，鼓肚和凹陷等缺陷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的切深孔K8對切深孔前坯料要求一般為扁坯，其斷面尺寸的粗選經(jīng)驗公式為Hp·Bp＝(1.70～2.15)bc·hcHp＝(1.40～1.88)hcBp＝(1.13～1.22)bc其中Hp、Bp為切深孔前坯料的高度和寬度，hc、bc為槽鋼成品腿長和腰寬。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的彎腿蝶式中軋孔K7、K6、K5、K4的孔型上部側(cè)壁的直線部分的斜度φ％較大，為26～60％，蝶式孔腿部中心線由直線段L直與弧線段L弧兩部分組成，蝶式孔下半部分通過圓弧半徑R構(gòu)成外彎腿，蝶式孔型外側(cè)壁斜度為φ％，腿中心線的直線段為L直＝C·L中，式中C為直線段長度系數(shù)，L中為該孔腿中心線長度，腿中心線的弧線段L弧所對應(yīng)的圓心角為α，腿中心線弧線段的圓弧半徑
腿外側(cè)圓弧半徑R外和腿內(nèi)側(cè)圓弧半徑R內(nèi)，依據(jù)腿根厚T、腿尖厚t和腿長h畫出直腿，然后用L直、α、R中等參數(shù)畫出彎腿，幾個孔型構(gòu)成要素取值如表1表1
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的切深孔K8及其后的彎腿蝶式中軋孔K7、K6、K5、K4，以及精軋孔K3、K2、K1的平均延伸系數(shù)為1.24～1.27。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種軋制槽鋼的蝶式孔型系統(tǒng),它采用平-平-立粗軋箱形孔型系的粗軋平箱形孔K
文檔編號B21B1/08GK1174763SQ97112220
公開日1998年3月4日 申請日期1997年7月16日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月16日
發(fā)明者謝權(quán) 申請人:邯鄲鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司