[科普中国]-轧辊孔型

在轧辊上加引工出轧槽，把两个或两个以上轧辊的轧槽对应地装配起来，形成孔型。轧制钢管时，由上下轧槽和芯棒共同组成孔型。轧制时，轧件通过一系列孔型，一般断面积由大变小，长度由短变长，以达到所要求的形状和尺寸。图2示出 530轧机的孔型系列。设计孔型系统和每个孔型的形状、尺寸，以及孔型配置和轧辊的导卫装置称为孔型设计。孔型设计是轧钢生产的重要环节，对成品质量、轧机生产率、设备安全、生产成本等都有很大的影响。孔型按开口位置分为开口孔型和闭口孔型。按功能分为延伸孔型、成形孔型、精轧孔型和成品孔型。

分类——孔型按开口位置分为开口孔型和闭口孔型。按形状分为简单断面孔型，和复杂断面孔型。复杂断面孔型又称异形孔型,包括斜形孔型、蝶形孔型）、弯腰孔型，和万能孔型。

——按功能分为延伸孔型、成形孔型、精轧孔型和成品孔型。延伸孔型主要使锭坯断面缩小，或得到简单断面，椭圆－圆孔型、菱－方孔型。成形孔型在使轧件断面缩小的同时逐渐成为成品雏形。精轧孔型指成品前2～4个孔型。成品孔型指轧出成品的最后一道孔型。

配辊轧辊孔型

孔型配置——在轧辊上配置孔型时，侧壁应有适当斜度,使轧槽磨损后容易修复。为减少轧辊车削修复量,最好采用蝶式孔型、斜形孔型和弯腰孔型。多辊轧制孔型（图1b）能改善变形条件，节约轧辊。

辊环——侧向压力不等值的孔型必须靠辊环来承受轴向推力,以免轧辊串动,使孔型不能维持原设计尺寸(图5)。

原则孔型设计原则——在孔型内,金属的变形极为复杂,孔型各部位斜度不同，轧辊直径不同，轧件同断面各部位与轧辊开始接触的时间不同，压下量不同，都影响到轧件的延伸和宽展（见轧制过程）。因此，应按照金属在孔型内流动规律，设计最佳的孔型系统，以合理的孔型道次和最小的能耗，把金属锭（或坯）轧成形状、尺寸和表面状态合格的轧材。

对孔型设计来说，孔型内金属的横向流动比纵向流动更为重要。金属的宽展往往在很大范围内波动，难以用简单公式概括各种因素的影响。对孔型充填量估计不足，则孔型充填过满，会出现“耳子”；估计过大，孔型充填不满，会出现“缺肉”。

程序孔型设计的程序是根据各道次的延伸系数，逆着轧制顺序，从成品到坯料，逐道计算出每道孔型的面积，然后确定孔型尺寸，如正方形孔型边长，圆形孔型的半径，断面复杂时可划分成几个简单几何形状部分，分别计算各区域的延伸系数。设计此类孔型时力求使各区域变形一致，并把不均匀变形尽量集中在温度较高的开始的几个道次，减少以后道次的不均匀变形。1

导位轧辊孔型

导卫装置——为使轧件顺利地进出孔型，在孔型的出入口左右两侧均需安装导板；在上辊和下辊出口侧，要设置与轧槽形状相吻合的卫板，又称“嘴子”（图6），以便轧件能顺利离开轧辊。导板和卫板，以及扭转辊和围盘合称导卫装置。导卫装置的设计是孔型设计的重要组成部分。导卫装置的设计是否得当，对轧材的质量，产量和生产过程的正常进行均有很大影响。

制图孔型在轧制面垂直方向的配置步骤是：

1）根据轧机的条件，画出轧辊的原始直径，上、下辊的轴线轧辊中线；

2）画出辊身长度，确定各孔位置和辊环宽度；

3）根据采用的“上压力”或“下压力”值，确定轧制线的位置，最后画出平行于轧辊中线的轧制线；

4）在各孔型图上确定孔型中性线，孔型中性线是指在一个孔型图上，上、下轧辊对其作用力矩相等的一条水平线，上、下对称孔型中性线是孔型的水平对称轴线；

5）将孔型中性线与轧制线重合，在轧辊图上画出孔型（配辊图），并标注各部辊径、辊环、圆角、辊缝等尺寸；

6）根据配辊图的尺寸计算各道次的轧制压力和轧制力矩，并对轧辊，机架和有关设备进行强度验算和主电机能力验算；

7）根据轧辊孔型设计的结果（配辊图），再进行进、出口导板和卫板形状及尺寸的设计；

8）对高速线材轧机要编制轧制程序表。2

本词条内容贡献者为:

刘军 - 副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所