[發(fā)明專(zhuān)利]一種普通熱軋棒材的軋制力能校核計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911125849.0
• 申請(qǐng)日: 2019-11-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110883107B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張向軍;張焰;蒲春雷;徐峰;舒樂(lè)意;盧勇;方實(shí)年
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中冶華天工程技術(shù)有限公司;中冶華天南京工程技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B21B38/08
• 分類(lèi)號(hào): B21B38/08
• 代理公司: 北京中偉智信專(zhuān)利商標(biāo)代理事務(wù)所(普通合伙) 11325
• 代理人: 張岱

1.一種普通熱軋棒材的軋制力能校核計(jì)算方法，其特征在于：所述的方法包括：

1)計(jì)算基本參數(shù)；

2)計(jì)算軋件溫度；

3)計(jì)算軋制力能參數(shù)；

其中，1)計(jì)算基本參數(shù)的步驟包括：

11)從終軋軋機(jī)到粗軋第一架軋機(jī)，反向計(jì)算道次延伸率，第n機(jī)架延伸率μ_n的計(jì)算公式為：

其中，

S_n為第n#機(jī)架出口的軋件斷面面積，單位為mm²；S_n-1為第n-1#機(jī)架出口的軋件斷面面積，單位為mm²；

12)根據(jù)各道次的延伸率，計(jì)算各道次軋后的軋件長(zhǎng)度，第n機(jī)架軋后的軋件長(zhǎng)度L_n，單位為mm，計(jì)算公式為：

L_n＝μ_nL_n-1

13)根據(jù)平均高度法，獲得每道次軋后軋件的平均高度和平均寬度，第n機(jī)架軋后的軋件平均高度和平均寬度的計(jì)算公式為，單位為mm：

其中，b_n為第n#機(jī)架出口的軋件寬度，單位為mm；

h_n為第n#機(jī)架出口的軋件高度，單位為mm；

14)利用軋前和軋后的平均高度，計(jì)算每道次的平均壓下量單位為mm，計(jì)算公式為：

式中，H_n為第n#機(jī)架入口的軋件軋前高度，單位為mm；

其中，對(duì)于水平軋機(jī)和立軋機(jī)交替布置的機(jī)列：

141)第1#軋機(jī)的軋前高度為坯料高度；

142)后續(xù)第n#軋機(jī)的軋前高度H_n為第n-1#軋機(jī)的軋后平均寬度

143)第n#軋機(jī)的軋后高度h_n為本道次軋件的軋后平均高度

對(duì)于在精軋機(jī)組以切分軋制的方式生產(chǎn)的機(jī)列：

144)從預(yù)切分機(jī)架到終軋機(jī)架，都是水平軋機(jī)；

145)切分機(jī)架出口軋件的軋前高度為預(yù)切分機(jī)架出口軋件的軋后平均高度；

146)倒數(shù)第二機(jī)架出口軋件的軋前高度為切分機(jī)架的軋件軋后平均高度；

147)終軋機(jī)架出口軋件的軋前高度為倒數(shù)第二機(jī)架的軋件軋后平均寬度除以切分?jǐn)?shù)；

148)軋后高度的計(jì)算方法不變，第n#軋機(jī)出口軋件的軋后高度仍為本道次軋件的軋后平均高度；

15)根據(jù)軋件在每一個(gè)機(jī)架的秒流量相等的原則，從終軋軋機(jī)到第一架軋機(jī)，反向計(jì)算各道次的軋制速度ν_n，單位為m/s：

其中ν₀為坯料在1#軋機(jī)的入口速度，單位為m/s；S₀為坯料的橫截面積，單位為mm²；

16)計(jì)算各道次工作輥徑D_k(n)的大小，單位為mm，計(jì)算公式為：

無(wú)孔型軋制：D_k(n)＝D_n

孔型軋制：D_k(n)＝D_n-s_n

式中，D_n為無(wú)孔型軋制第n#機(jī)架的軋輥直徑，單位為mm；s_n為第n#機(jī)架的輥縫，單位為mm；

17)軋輥轉(zhuǎn)速V_n的大小，單位為rpm，計(jì)算公式為：

所述的2)計(jì)算軋件溫度步驟包括：

21)計(jì)算各道次軋后軋件的表面面積F_s(n)，單位為m²；計(jì)算公式為：

211)無(wú)孔型軋制：

F_s(n)＝(2L_n(h_n+b_n)+2S_n)/1000000

212)箱型孔型：

F_s(n)＝(2L_n(0.9h_n+b_n)+2S_n)/1000000

213)橢圓孔型、預(yù)切分和切分孔型：

214)圓孔型：

F_s(n)＝(πh_nL_n+2S_n)/1000000

對(duì)于切分軋制的終軋機(jī)架，由于同時(shí)軋制出N根切分棒材，因此軋件的表面面積按下式計(jì)算：

F_s(n)＝(πh_nL_nN+2S_n)/1000000

22)計(jì)算軋件在進(jìn)入第n#架軋機(jī)軋制前的行走時(shí)間t_n，單位為s：

t_n＝E_n-1/ν_n-1

其中，E₀為第1#架軋機(jī)前高溫計(jì)至第1#架軋機(jī)入口的距離；E_(n-1)為第n-1#架軋機(jī)至第n#架軋機(jī)之間的距離；

23)計(jì)算軋輥冷卻水對(duì)軋件溫度的影響△T_w(n)，單位為℃：

采用經(jīng)驗(yàn)公式：

式中，系數(shù)a為經(jīng)驗(yàn)值，通常取20～50；l_n為軋制道次的變形區(qū)接觸弧長(zhǎng)度，單位為mm；常數(shù)1000是將l_n的單位換算為m；接觸弧長(zhǎng)度l_n按下式計(jì)算：

24)計(jì)算高溫軋件在空氣中輻射散熱導(dǎo)致的溫降△T_f(n)，單位為℃：

式中，T_n為第n#機(jī)架軋制前軋件的溫度，單位為K；系數(shù)b為經(jīng)驗(yàn)值，通常取70～80；M為軋件的總重量，單位為kg；

25)計(jì)算高溫軋件在空氣中對(duì)流散熱導(dǎo)致的溫降△T_d(n)，單位為℃：

式中，T_a為環(huán)境溫度，單位為K；ν_n-1為第n#機(jī)架軋制的入口速度，亦即第(n-1)#機(jī)架的出口速度；ε_r為軋件表面的相對(duì)黑度，此處取0.8；

26)計(jì)算軋件在熱軋過(guò)程中的溫升△T_b(n)，單位為℃：

式中，為第n#機(jī)架軋制的平均單位壓力，單位為MPa；系數(shù)c為與軋制平均應(yīng)變速率相關(guān)的系數(shù)，表明軋件吸收的變形能的相對(duì)部分，軋制平均應(yīng)變速率越大，系數(shù)c也越大；，當(dāng)時(shí)，c取0.12；時(shí)，c取0.15；時(shí)，c取0.2；

27)計(jì)算軋件在進(jìn)入第n#機(jī)架軋制時(shí)，軋件的溫度變化△T_(n)：

ΔT_(n)＝ΔT_w(n-1)+ΔT_f(n)+ΔT_d(n)-ΔT_b(n-1)

但進(jìn)入第1#機(jī)架軋制時(shí)，軋件的溫度變化△T₍₁₎須按下式計(jì)算：

△T₍₁₎＝△T_f(1)+△T_d(1)

28)計(jì)算軋件在進(jìn)入第n#機(jī)架軋制時(shí)，軋件的溫度T_(n)：

T_n＝T_(n-1)-△T_n

式中，T₀為第1#架軋機(jī)前高溫計(jì)測(cè)得的溫度，單位為K；

所述的3)計(jì)算軋制力能參數(shù)步驟包括：

31)各道次的平均單位壓力的計(jì)算公式,單位為MPa：

式中各參數(shù)的計(jì)算如下：

311)各道次的外摩擦對(duì)影響的系數(shù)m_n的修正：

式中各道次的摩擦系數(shù)f_n按下式計(jì)算：

f_n＝d(1.05-0.0005(T_n-273)-λν_n)

式中，系數(shù)d是與軋輥材質(zhì)有關(guān)的系數(shù)，鋼軋輥取1，鑄鐵軋輥取0.8；常數(shù)273是用于將開(kāi)式溫度(K)轉(zhuǎn)化為攝氏溫度(℃)；系數(shù)λ為軋制速度對(duì)摩擦系數(shù)的影響系數(shù)，取值范圍為0.0001-0.0015；

312)各道次變形抗力K_n值的計(jì)算,單位為MPa：

K_n＝9.8(14-0.01T_n)(1.4+C％+Mn％+0.3Cr％)

式中，C％、Mn％、Cr％分別為軋件材質(zhì)的3種合金元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)；

313)各道次粘性系數(shù)η_n的計(jì)算：

η_n＝0.1(14-0.01(T_n-273))e

式中，e為決定于軋制速度的系數(shù)；當(dāng)ν_n6m/s時(shí)，e取1；6ν_n10m/s時(shí)，e取0.8；10ν_n15m/s時(shí)，e取0.65；15ν_n20m/s時(shí)，e取0.6；

314)各道次的軋制平均應(yīng)變速率采用下式計(jì)算,單位為s^-1：

32)各道次軋制的變形區(qū)面積F_b(n)的計(jì)算,單位為mm：

F_b(n)＝il_n(h_(n-1)+b_n)/2

式中，系數(shù)i為與孔型類(lèi)型相關(guān)的修正系數(shù)；對(duì)于橢圓孔型、箱型以及平輥軋制時(shí)，i取0.84；對(duì)于圓孔型及其他孔型，i取0.9；

其中，對(duì)于在精軋機(jī)組以切分軋制的方式生產(chǎn)的機(jī)列：

321)從預(yù)切分機(jī)架到終軋機(jī)架，都是水平軋機(jī)；

322)切分機(jī)架和倒數(shù)第二機(jī)架的變形區(qū)面積按下式計(jì)算：

F_b(n)＝il_n(h_(n-1)+b_n)/2

323)終軋機(jī)架的變形區(qū)面積按下式計(jì)算：

F_b(n)＝il_n(Nh_(n-1)+b_n)/2

式中，參數(shù)N為切分?jǐn)?shù)；

33)各道次軋制壓力P_n的計(jì)算,單位為kN：

式中，常數(shù)1000是將P_n的單位換算為kN；

34)各道次軋制力矩M_n的計(jì)算，單位為kN·m；

M_n＝2ψ_nP_nl_n/1000

式中，系數(shù)ψ_n為力臂系數(shù)；常數(shù)1000是將變形區(qū)接觸弧長(zhǎng)度l_n的單位換算為m；不同孔型軋制道次的ψ_n按下式計(jì)算：

式中，系數(shù)δ為常數(shù)項(xiàng)，通常取0.6～1；系數(shù)τ是常數(shù)系數(shù)，通常取0.1～0.7；

35)各道次軋制功率W_n的計(jì)算，單位為kW：