多线切分轧制理论和孔型设计探究

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1、多线切分轧制理论和孔型设计探究　　【摘要】本文介绍了国内切分轧制的应用现状，对切分轧制的理论进行了详实的阐述，分析了多线切分轧制技术的发展趋势，研究表明：多线切分轧制关键是切分时产生的拉力将轧件撕裂开。最后提出了孔型设计要点。【关键词】切分轧制，孔型设计，导卫，理论切分轧制思想可追溯到约150年前，早在1868年，英美就曾将其应用在小型轧机上将废钢轨切成头、腰和底，然后将切分后的轧件轧成型材和棒材，开创了该技术应用的先河，但其后发展缓慢。近年来，该技术发展迅速并日趋成熟，广泛地应用于棒材、线材、型材的热轧生产中、采用切分轧制技术能够

2、有效地扩大坯料和产品规格范围，减少轧制道次，实现一火成材，目前已成为轧钢领域推行增产降耗的有效途径之一。作为金属材料加工的一项新技术，技术上也呈现出多样化，普遍代表着金属材料加工技术的一个重要发展方向。本文试图通过对该技术的深度剖析为钢铁企业提供参考。1切分轧制技术应用现状1.1国外发展简况919世纪60年代，美国和英国首先提出该技术，20世纪20年代，美国西拉库兹厂首创孔型预切分压板压分法；但该技术的研究和应用始于40年代，50年代，前苏联在不对称异型轧机上采用孔型预切分和圆盘剪切分法对钢坯进行切分生产小型材和线材；70年代中后期

3、切分轧制技术的研究和应用得到飞速发展，加拿大钢铁公司首先在小型轧机上进行了螺纹钢和圆钢的切分轧制；80年代，孔型切分法由瑞典皇家工学院和英国BS公司研究成功，该项技术用于将方坯切轧成中小型钢材和线材；90年代，日本的新日铁、德国的巴登公司等利用导卫箱内切分轮切分法实现棒材多线切分及大量投产，并进行技术输出。1.2国内发展简况国内切分轧制起步于50年代，鞍钢将其应用于将废钢轨沿纵向切分成头、腰、底作为生产型钢和棒材的原料。70年代后进入设备技术引进和技术消化改进大潮，我国的切分技术才开始开发。70年代末期，首钢引进加拿大孔型预切分——

4、导轮切分法专利技术，对我国切分轧制的发展具有促进作用；80年代后，唐钢棒材厂从达涅利引进三线切分轧制技术；2000年，广钢棒材厂从德国巴登钢铁公司引进四线切分轧制技术。国内一些高校和企业的专家学者在引进技术的同时对切分轧制理论做了非常有价值的探索和实验研究，为我国迅速掌握该项技术并自主创新提供了技术保证。80年代，首钢和昆钢在中轧前试用此项技术并获得初步成功。1983年，郑州孝义钢厂研制的孔型切分法首获成功，9其后推广应用中逐步形成具有我国特色的三步式（粗切分、预切分、切分）孔型切分新技术。80年代后，切分轧制技术有了迅猛发展，首钢

5、（棒材、钢坯）、武钢（钢坯）、昆钢（线棒材）、郑州孝义钢厂（棒材、钢坯）、杭州钢厂（棒材）、无锡钢厂（线材）、南京轧钢总厂（线材）、九江钢厂（棒材）、襄樊钢铁厂（棒材）、柳州钢厂（线材）、莱钢（2.5号角钢）等单位都在积极地研究切轧新技术并成功地应用于生产实践。东北大学、鞍山钢铁学院、鞍钢钢铁研究所、河北联合大学马义德、武汉科技大学陈贻宏、安徽工业大学曹杰等从理论和试验方面进行了相关研究并取得可喜成果。原料一般采用断面（150-170）mm×（150-170）mm方坯，长度（10000-12000）mm，单重约2000Kg左右的连铸

6、坯；产品为Ф10-Ф50mm带肋钢筋和Ф16-Ф50mm直条光面圆钢；轧制工艺采用二线切分、三线切分、四线切分、五线切分甚至六线切分，目前国内前3种切分技术的应用相对成熟，五线切分轧制技术在少数钢厂得到应用，如，江西萍乡钢铁公司于2007年自主研发了Ф10mm螺纹钢切分轧制技术，达国际领先水平。极少数钢厂对6线切分轧制进行了试生产和研究，如宝钢集团所属新疆八钢棒材厂。2切分轧制原理9所谓切分轧制技术是把加热后的坯料先轧制成扁坯，然后再利用孔型系统把扁坯加工成两个以上断面相同的并联件，之后在精轧道次上采用特殊的切分孔型或辅助切分手段，

7、沿纵向将并联轧件切分成两根或两根以上断面积相等或不等的独立轧件的轧制技术，它是一种材料加工新方法。要成功实现切分轧制需解决的关键技术是如何连续地将并联件切分开，切分孔型安排在什么位置。通过对热轧状态下纵向切分轧件的手段进行研究发现：不论哪种切分方式，最终确定破坏并联轧件连接带的最佳方法是在连接带上建立足够的拉应力。目前采用拉应力破坏连接带的常用方式有辊切法和切分轮法。两法的轧辊孔型共同点是均带有切分楔，所不同的是，轮切法是将辊切轧制中只需轧辊切分的工序改为由轧辊和切分轮共同完成，增加了工艺设备的复杂程度，但减少了轧制道次数。2.1辊

8、切法切分原理。辊切法切分轧件的原理如图1所示，切分连接带的应力是这样产生的：由于孔型倾斜α角布置，轧辊切分轧件的边部连接带A时，在B—B截面上有下压力ΔDgu，这样上轧辊的圆周速度略小于下轧辊的圆周速度，产生一个向上的力。反之，在C—