在球扁钢的轧制过程中，其断面的不对称性结构必然产生较大的不均匀变形，使其轧制难度大，而孔型系统设计及优化是解决轧制不对称断面型材时不均匀变形问题的关键。本文针对生产难度大的造船专用型钢球扁钢，基于球扁钢广阔的应用前景、巨大的商业价值和稳定的社会需求，鉴于孔型系统设计及优化对于球扁钢生产的重要性，参考现有孔型理论设计了300×12和400×15两种典型规格的球扁钢，结合现场生产条件和实验室轧制条件，采用二辊可逆轧机对两个规格球扁钢进行冷轧铅块实验，反复修正和优化孔型，并在冷轧实验试轧成功的基础上，选择300×12规格的球扁钢进行热轧EH36钢模拟实验，对孔型系统进行验证，测量每道次轧件的断面特征尺寸，结果表明本文设计的球扁钢孔型系统轧制的成品尺寸精度达到GB/T9945-2001标准。本文采用理论分析与轧制实验相结合的方法，综合分析了轧制实验缺陷的形成原因，研究了金属轧制的变形规律，开发出了具有特色和自主知识产权的球扁钢孔型系统。实验室轧制实验产生的弯扭、翘曲、切边、堆钢等缺陷与孔型系统的设计、轧辊的安装、导卫的设计及调整等有关；变形区内金属上下表面的流出速度不同会使轧件产生上下弯曲，而辊径差、摩擦阻力和压力值是影响金属流出速度的主要因素；切深H孔型采用球部开口的结构形式，切深效率高；过渡切深G孔型采用球部半闭口的结构形式，并且设定较小的道次变形量，既可以对切深后的球部顶端进行有效加工，也能够使轧件形状向成型孔型平缓过渡；成型孔型采用球部开口与球部闭口孔型交替布置的形式，对轧件头部侧方和顶端进行有效地加工，保证了成品球部的尺寸精度。