淺析軋件在開坯機孔型中穩(wěn)定性控制

孫宇

本鋼板材股份有限公司特殊鋼廠 遼寧本溪 117000

本鋼板材特鋼廠大棒作業(yè)區(qū)于2019年對大棒線進行升級改造，引進達涅利1150開坯機、850軋機、液壓剪等設備，其中開坯機作為軋線關鍵設備對整條軋線的穩(wěn)定生產(chǎn)、機時產(chǎn)量都有著十分重要的影響。因此，保證軋件在開坯機孔型中的穩(wěn)定性也就至關重要。本文依據(jù)本鋼特鋼廠開坯機實際情況對軋件在開坯機孔型中的穩(wěn)定性及提高措施作出一些探討。

1 本鋼特鋼廠開坯機孔型系統(tǒng)特點

特鋼廠開坯機孔型系統(tǒng)由廣泛用于軋制大型和中型斷面的箱型孔型系統(tǒng)構成，軋輥上共布置五個孔，從右至左為1孔、2孔、3孔、4孔、5孔（如圖2）。

目前，特鋼廠使用的坯料有中方坯、矩形坯、模鑄錠、電渣錠四種，由于1孔槽口、槽底寬度遠大于來料寬度，所以從軋制上講，軋件在1孔內(nèi)視為無孔型的平輥軋制，軋件自由寬展，軋件在其余孔為孔型內(nèi)軋制，軋件被限制寬展。軋件在箱型孔內(nèi)軋制比在平輥上軋制穩(wěn)定，較少產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象，箱型孔與平輥軋制組合使用，能充分發(fā)揮箱型孔的優(yōu)點，箱型孔主要優(yōu)點如下：①在同一孔型內(nèi)，通過調(diào)整上輥的方法，可以得到各種不同厚度的軋件；也可以在同一孔內(nèi)軋制不同斷面的軋件，以減少換輥。②不能從箱型孔中得出精確的方形和矩形，這是由于孔型本身集合構成情況引起的。所以一般不用箱型孔軋制成品和斷面較小的鋼坯。③金屬在孔型中只能受兩個方向的軋制加工。

2 軋件穩(wěn)定性分析

控制軋件在開坯機內(nèi)的穩(wěn)定性就要避免軋制過程中的脫方和扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象的出現(xiàn)，但是當出現(xiàn)以下情況時，軋件處于非穩(wěn)定狀態(tài)：①來料料型不好或尺寸偏小，軋件進入孔型充滿不良，此時容易出現(xiàn)脫方。②軋輥存在輥錯或軋輥輥縫不一致，導致軋件軋出后向?qū)蔷€長的方向扭轉(zhuǎn)。③由于來料溫度不好，使各部分變形抗力不同，軋件處于不穩(wěn)定狀態(tài)。④推床位置不對，軋件不能正確進入孔型。⑤壓下量過大，或軋后軋件寬高比過大，軋件處于不穩(wěn)定狀態(tài)。當以上因素出現(xiàn)一種或多種時，軋件容易出現(xiàn)脫方或扭轉(zhuǎn)的情況，當脫方扭轉(zhuǎn)過于嚴重時就產(chǎn)生軋廢。針對特鋼廠開坯機由平輥軋制和孔型內(nèi)軋制組成的特點，結合以上因素分別對這兩部分進行分析。

3.1 平輥軋制時穩(wěn)定性

平輥軋制過程中軋件的穩(wěn)定性決定于壓下量、軋件斷面的高寬比、軋件溫度、軋輥直徑、軋件斷面的大小、變形系數(shù)和斷面歪斜程度等因素[1]。在同一軋輥直徑、摩擦系數(shù)的情況下，如果軋件的寬高比h/b超過1.2時，軋件在軋制中便不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生倒坯和扭轉(zhuǎn)等不穩(wěn)定現(xiàn)象，因此軋制程序的設定要合理的考慮軋件的寬高比。由此可見，控制壓下量、軋件斷面的高寬比是控制軋件穩(wěn)定程度的關鍵。同時控制來料溫度即減少陰陽面，使各部分變形抗力均勻也是控制穩(wěn)定性重要一環(huán)。

3.2 箱型孔內(nèi)軋件穩(wěn)定性

箱型孔中軋件的穩(wěn)定性決定于孔型的深度、鋼坯斷面的高寬比、限制寬展的程度和孔型側(cè)壁斜度等因素。除孔型和軋件的形狀外，軋輥直徑、軋件斷面的大小、摩擦系數(shù)、變形系數(shù)和斷面歪斜程度等因素都影響軋件的穩(wěn)定性[2]。軋件在孔型內(nèi)的受力分析如圖3所示。

軋制過程中被上輥壓縮掉的金屬（變形區(qū)正投影），把正投影的面積分為F1、F2、F3、F4，于是在變形區(qū)的水平投影上得到F/1、F/2、F/3、F/4。假定單位壓力均勻分布，根據(jù)壓力公式Pi=P×Fi可以得到孔型內(nèi)各點軋制力Pi，每塊面積上對軋件重心的力矩，等于該力與力臂之積，即：Mi=Pi×ai（式中Mi為力矩；Pi為軋制力；ai為力臂）

只有當△M=0時，孔型內(nèi)軋件處于穩(wěn)定狀態(tài)，即當軋件斷面形狀和孔型對稱軸重合作用于軋件的合力通過軋件斷面的重心，使軋件傾翻得力矩為零，此時軋件是穩(wěn)定的。

在實際生產(chǎn)中，往往通過合理設置軋程，使軋件在孔型中保證較好的充滿度，充分利用孔型側(cè)壁的夾持，避免軋件產(chǎn)生脫方和扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象來保證軋件穩(wěn)定性。

3 提高軋件在開坯機中穩(wěn)定性的措施

根據(jù)以上分析，在軋制過程中可以采用有效的手段避免脫方和扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象的出現(xiàn)，提高軋件的穩(wěn)定性，主要可以通過以下手段提高軋件在開坯機中的穩(wěn)定性：①合理、正確的設計軋制規(guī)程，采用盡可能大的壓下量，促使軋件在軋制過程中變形均勻。②正確調(diào)整開坯機，保證輥縫、輥錯調(diào)整到位，前后推床調(diào)整到位。③來料溫度合理，減少陰陽面對軋制過程中不均勻變形的影響。除此以外，還可以通過對開坯機的有效維護、保養(yǎng)，提高操作人員的操作水準等手段間接提高軋件的穩(wěn)定性[3]。

4 結語

通過對來料溫度的控制，軋機推床、軋輥的調(diào)整，軋制程序的合理設定，提高軋件在開坯機中的穩(wěn)定性，同時降低開坯機工藝事故、提升機時產(chǎn)量。