專利名稱：：連軋生產大規格圓鋼的方法
技術領域：
：本發明涉及一種連軋生產大規格圓鋼的方法，適于用作直徑φ≥200mm的大直徑圓鋼的生產。現有技術中，直徑φ≥200mm的大規格圓鋼通常是采用鍛造方法生產出來的。由鋼錠鍛造成大規格圓鋼，往往要經過2-4次加熱，加熱能耗大，燒損率可達3-5％、由于鍛造生產延伸率低，因而即使不計中間加熱過程，生產一根大規格圓鋼也需15-30分鐘，生產率低，加工能耗大；鍛造生產頭尾切損大，再加上多次加熱的燒損，成材率僅為80％左右；對于某些用于制做各種軸類的大規格圓鋼，因軸向尺寸較長，用鍛造方法很難生產。日本專利昭60-40603公開了一種《大直徑圓鋼的軋制方法》，在非連軋機上生產大規格圓鋼，解決了鍛造方法生產大規格圓鋼中存在的問題。發明的主要內容是在進入成品道次前進行90°翻鋼，坯料此時為兩側呈鼓形、上下平坦的可自立形狀。其目的是簡化軋機輔助設備，提高軋件在孔型中的穩定性和作業率。但是非連軋生產仍需要較多的移鋼、翻鋼等輔助機械設備，而且生產效率仍比較低。從理論上分析，用連軋方法生產大規格圓鋼有許多優點。但實踐中，由于連軋機軋輥輥徑較小，在連軋機上用常規方法生產大規格圓鋼，往往因軋輥強度不夠而造成斷輥的問題一直沒有得到解決，使得至今為止國內外均無采用連軋機生產大規格圓鋼的先例。本發明的目的是提供一種能保證軋輥強度的連軋生產大規格圓鋼的方法，以簡化軋制設備，充分發揮連軋生產的優勢，提高生產效率及產品質品。本發明的目的是通過以下措施實現的。一種連軋生產直徑φ≥200mm的大規格圓鋼的方法，坯料為大圓角中間方，其具體尺寸如下L＝φ+Δr＝40～80mm其中L-坯料橫斷面的寬及高φ-成品直徑Δ-坯料橫斷面的寬或高與成品直徑之間的尺寸差，Δ＝10～30mmr-坯料圓角半徑采用橢一圓孔型系統，經兩機架連軋出成品。當成品直徑φ≥250mm時，所述坯料橫截面寬或高與成品直徑之間的尺寸差Δ＝10～20mm，坯料圓角半徑r＝60～80mm。當成品直徑φ＜250mm時，所述坯料橫截面寬或高與成品直徑之間的尺寸差Δ＝20～30mm，坯料圓角半徑r＝40～60mm。同時，可在由橢一圓孔型系統構成的兩機架連軋前面增加兩個機架，采用箱-方-橢-圓孔型系統，經四機架連軋出成品。橢圓孔型帶有直線孔型側壁，其孔型側壁斜度角θ＝12～20°，直線側壁與橢圓圓弧半徑R1之間采用圓弧R2過渡。孔型側壁為直線增加了軋件在孔型中的穩定性，避免了采用雙半徑橢圓孔型軋制時出現的倒鋼現象，而且降低了軋輥加工難度。圓孔型采用切線擴張，其張開角α＝20～30°。大規格圓鋼相對而言精度要求較低，采用直線擴張的圓孔型，在滿足加工精度要求的同時，降低了軋輥加工難度。由于大斷面圓鋼的連軋過程更接近于表面成型變形，本發明采用橫斷面的寬及高與成品直徑之間尺寸差只有10～30mm、圓角半徑r＝40～80mm的大圓角中間方作為坯料，使得來料的尺寸與形狀盡可能接近成品的形狀尺寸。一般僅經橢一圓孔型兩道次連軋即出成品，平均延伸率為1.10～1.30，而平均減面率僅為13％左右，比常規連續軋制的平均減面率低4～5％，以小變形來保證軋輥強度，而且軋制穩定性高。對于直徑φ＜250mm的產品，由于其變形條件相對比較好，因此對坯料的斷面形狀與尺寸要求也可相對降低，并可采用由箱一方一橢一圓孔型系統構成的四機架連軋機進行軋制，以進一步降低對來料的形狀尺寸要求，使材料的塑性變形能力得到充分發揮。實際生產中對坯料、延伸率及連軋道次的選擇一般按表1進行。表1</tables>下面結合附圖以連軋生產φ300圓鋼為例，對本發明進行詳述。圖1為本發明連軋生產大規格圓鋼的方法的成品前橢圓孔型的結構圖。圖2為本發明連軋生產大規格圓鋼的方法的成品圓孔型的結構圖。坯料選用310×315mm、圓角半徑r＝70mm的大圓角矩形坯，加熱后尺寸為314×319mm。坯料斷面面積F0＝95991mm2，成品斷面面積F2＝72583mm2。采用橢一圓孔型系統，經立輥軋機V1、水平軋機H2兩架連軋出成品。則總延伸率μΣ=F0F2=9599172583=1.32]]>采用兩道次出成品，平均延伸率為μ=μΣ=1.32=1.15]]>成品機架H2的孔型如圖2所示，為采用切線擴張的圓孔型，取熱膨脹系數為1.013，則孔型的主要尺寸參數如下孔型高度H2＝303.9mm輥縫寬度T2＝30mm張開角α＝20°孔型寬度B2＝312.6mm成品前機架V1的孔型如圖1所示，為帶有直線孔型側壁的橢圓孔型，取寬展量β1＝0.5、β2＝0.3，則孔型主要尺寸參數如下孔型寬度B1＝336mm孔型高度H1＝296mm輥縫寬度T2＝30mm孔型側壁斜度角θ＝15°橢圓圓弧半徑R1＝224mm過渡圓弧半徑R2＝85mm根據現有技術情況，V1及H2機架的最大輥徑可以達到815mm，按孔型噸位1萬噸計算，12.5萬噸的年產量需要重車孔型13次，取設計重車量為5mm/次，設想將軋輥報費直徑定為750mm。表2給出本實施例的軋輥孔型尺寸及減面率等工藝參數。表2</tables>由表2中給出的V1及H2機減的減面率可知本實施中兩機架連軋的平均減面率僅為13.01％，與常規連軋方法18％的平均減面率相比，變形量減小了將近5％。根據《初軋初步設計》提供的軋機力能參數計算公式進行計算，結果表明V1及H2機架輥身危險斷面處應力及輥徑處應力均小于軋輥許用應力。現場軋制實驗也證明，軋輥強度完全能夠滿足工藝要求。與現有技術相比本發明所具有的優點是本發明通過采取坯料尺寸形狀選擇及變形量控制等工藝措施，解決了長期以來制約大規格圓鋼生產連軋化的軋輥強度問題，連軋生產使得機械設備得到了簡化，軋制穩定性好，自動化程度高，生產效率、產品質量均獲得大幅度提高。權利要求1.一種連軋生產直徑φ≥200mm的大規格圓鋼的方法，其特征在于坯料為大圓角中間方，其具體尺寸如下L＝φ+Δr＝40-80mm其中L-坯料橫斷面的寬及高φ-成品直徑Δ-坯料橫斷面的寬或高與成品直徑之間的尺寸差，Δ＝10～30mmr-坯料圓角半徑采用橢一圓孔型系統，經兩機架連軋出成品。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于當成品直徑φ≥250mm時，所述坯料橫截面寬或高與成品直徑之間的尺寸差Δ＝10～20mm，坯料圓角半徑r＝60～80mm。3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于當成品直徑φ＜250mm時，所述坯料橫截面寬或高與成品直徑之間的尺寸差Δ＝20～30mm，坯料圓角半徑r＝40～60mm。4.根據權利要求1或3所述的方法，其特征在于當成品直徑φ＜250mm時，可在所述的由橢一圓孔型系統構成的兩機架連軋前面增加兩個機架，采用箱-方-橢-圓孔型系統，經四機架連軋出成品。5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述的橢圓孔型帶有直線孔型側壁，其孔型側壁斜度角θ＝12～20°，直線側壁與橢圓圓弧半徑R1之間采用圓弧R2過渡。6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述的圓孔型采用切線擴張，其張開角α＝20～30°。全文摘要本發明公開了一種連軋生產大規格圓鋼的方法，適于用作直徑Φ≥200mm的大直徑圓鋼的生產。坯料為大圓角中間方，其具體尺寸選擇L＝Φ+Δ；r＝40～80mm，其中L為坯料橫斷面的寬及高；Φ為成品直徑；Δ為坯料橫斷面寬或高與成品直徑之間的尺寸差，Δ＝10～30mm；r為坯料圓角半徑。采用一橢圓孔型系統，經兩機架連軋出成品。本發明通過采取以上工藝措施，解決了長期以來制約大規格圓鋼生產連軋化的軋輥強度問題。文檔編號B21B1/04GK1164443SQ9710417公開日1997年11月12日申請日期1997年4月29日優先權日1997年4月29日發明者錢勤生,陳林申請人:寶山鋼鐵(集團)公司