一种H型钢异形坯热轧开坯过程的轧制力能校核计算方法技术

本发明专利技术公开一种H型钢异形坯热轧开坯的轧制力能校核计算方法，所述的方法包括：1)计算基本参数；2)计算轧件温度；3)计算轧制力能参数，结合已有的理论计算公式和实践经验，提出一套简便有效的轧制力能计算方法，其计算结果完全满足H型钢异形坯热轧开坯轧制力能参数校核的需要，可以为生产实践工艺调整提供参考，也可以为产线设计规划提供参考。也可以为产线设计规划提供参考。也可以为产线设计规划提供参考。

【技术实现步骤摘要】
一种H型钢异形坯热轧开坯过程的轧制力能校核计算方法


[0001]本专利技术涉及领域为热轧H型钢生产领域，尤其涉及一种H型钢异形坯热轧开坯过程的轧制力能校核计算方法。

技术介绍

[0002]H型钢是一种截面面积分配更加优化、强重比更加合理的经济断面高效型材，因其断面与英文字母“H”相同而得名。由截面形状所决定，H型钢的截面模数、惯性矩及相应的强度均明显优于同样单重的普通工字钢。H型钢具有翼缘宽、壁薄、单重轻，并且高度范围大、规格多、使用灵活等优点，用在不同要求的桁架结构中，不论是承受弯曲力矩、压力负荷、偏心负荷，都显示出显著的优越性能，可较普通工字钢大大提高承载能力，同时节约金属10％～40％。而且，由于其翼缘内外侧平行，缘端呈直角，便于拼装组合成各种构件，从而可节约焊接、铆接工作量25％左右，能大大加快工程的建设速度，节约成本、缩短工期，已被广泛应用。
[0003]接近轧制成品H型钢断面的异形坯，是生产H型钢的最主要的坯型之一。在开始H型钢万能轧制前，首先需要对连铸异形坯进行开坯，使之具备万能轧制所需的尺寸和形状。H型钢的开坯轧制，主要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种H型钢热轧开坯的轧制力能校核计算方法，其特征在于，包括轧制力能参数计算：步骤C1，各道次的平均单位压力p
n
，单位为MPa：式中各参数的计算如下：步骤C11，各道次的外摩擦对p
n
影响系数m
n
的修正：式中各道次的摩擦系数f
n
按下式计算：f
n
＝d(1.05
‑
0.0005(T
n
‑
273)
‑
λv
n
)式中，系数d是与轧辊材质有关的系数，钢轧辊取1，铸铁轧辊取0.8；常数273是用于将开式温度转化为摄氏温度；系数λ为轧制速度对摩擦系数的影响系数，取值范围为0.0001～0.0035；l
n
是为轧制道次的变形区接触弧长度，Δh
n
是第n道次的轧件轧后平均压下量，H
n
是第n道次的轧件轧前平均高度，h
n
是第n道次的轧件轧后平均高度，单位均为mm；T
n
是经第n道次轧制后轧件的温度；步骤C12，各道次变形抗力K
n
值的计算，单位为MPa：K
n
＝9.8(14
‑
0.01T
n
)(1.4+C％+Mn％+0.3Cr％)式中，C％、Mn％、Cr％分别为轧件材质的3种合金元素质量分数；步骤C13，各道次粘性系数η
n
的计算：η
n
＝0.1(14
‑
0.01(T
n
‑
273))步骤C14，各道次平均变形速率采用下式计算，单位为s
‑1：式中，v
n
的取值按如下规律：当v
2(n)
＜4m/s时，v
n
＝v
2(n)
当v
2(n)
＞10m/s时，v
n
＝8m/s当4m/s＜v
2(n)
＜10m/s时，其中，v
2(n)
是第n道次轧件的稳定轧制速度。2.根据权利要求1所述的H型钢热轧开坯的轧制力能校核计算方法，其特征在于，轧制力能参数计算还包括：步骤C2，各道次轧制的变形区面积F
b(n)
的计算，单位为mm2：F
b(n)
＝l
n
(h
(n
‑
1)
+b
n
)/2其中，b
n
是第n道次的轧件轧后宽度；步骤C3，各道次轧制压力P
n
的计算，单位为kN：当轧件轧后平均高度h
n
≤120mm时，P
n
＝p
n
F
b(n)
/1000当轧件轧后平均高度h
n
＞120mm时，
式中，x为轧件截面形状影响系数，取值范围1.35～2.0。3.根据权利要求2所述的H型钢热轧开坯的轧制力能校核计算方法，其特征在于，轧制力能参数计算还包括：步骤C4，各道次轧制力矩M
z(n)
的计算，单位为kN
·
m：M
z(n)
＝2ψ
n
P
n
l
n
/1000式中，系数ψ
n
为力臂系数；不同孔型轧制道次的ψ
n
按如下规律取值：当工作辊径D
k(n)
＜650mm时，ψ
n
为0.5；当工作辊径D
k(n)
＞800mm时，ψ
n
为0.625；当工作辊径650mm＜D
k(n)
＜800mm时，ψ
n
为：步骤C5，各道次摩擦力矩M
f(n)
的计算，单位为kN
·
m：M
f(n)
＝0.0000032p
n
D0其中，D0是轧辊公称直径，单位为mm；步骤C6，各道次动力矩M
d(n)
的计算：步骤C61，电机的转动惯量GD
2m
：其中，W
m
是电机额定功率，V
b
是电机基速；步骤C62，轧辊的转动惯量GD
2D
：步骤C63，动力矩M
d(n)
为：步骤C7，各道次总的轧制力矩M
n
的计算：M
n
＝xM
z(n)
+M
f(n)
+M
d(n)
+M0式中，M0为空转力矩，步骤C8，各道次的轧制功率W
n
的计算：V
Dk(n)
为第n道次轧辊的稳定轧制转速。4.根据权利要求3所述的H型钢热轧开坯的轧制力能校核计算方法，其特征在于，在轧制力能参数计算之前，还包括基本参数计算，其包括如下已知参数：冷态尺寸异形坯的腹板槽高度H
ch
、腹板高度H
w
、腹板厚度T
w
、翼缘宽度W
f
、翼缘厚度T
f
、翼缘腿长L
f
、长度L、截面积S、异形坯的重量G；各孔型对称中心处的基本孔型高度g、翼缘平轧孔型基本高度q、轧机边部基本辊缝e、总的轧制道次数N、各道次孔型对称中心处的工作孔型高度k；轧辊公称直径D0、电机额定功率W
m
、电机基速V
b
、最大转速V
m
、传动速比i；轧制温度T，包括开轧温度、终轧温度；
所述基本参数计算包括：步骤Al，从第1道次到第n道次，依次计算各道次的断面收缩率，第n道次断面收缩率μ
n
的计算公式为：式中，S
n
‑1、S
n
分别为第n
‑
1、n道次轧件的轧后热态横截面积；当n＝1时，μ1按下式计算：式中，α为热膨胀系数，取值范围1.005～1.02；S0为异形坯的冷态初始横截面积、S1为第1道次轧件轧后的横截面积；步骤A2，根据各道次的断面收缩率μ
n
，计算各道次轧后的轧件长度，第n道次轧后的轧件长度L
n
的计算公式：当n＝1时，第1道次轧件轧后的长度L1按下式计算：式中，L0为异形坯的冷态初始长度；步骤A3，计算平轧孔型第n道次轧件的轧后腹板厚度T
w(n)
；步骤A4，计算立轧孔型第n道次轧件的轧后腹板厚度T
w(n)
；步骤A5，计算平轧孔型第n道孔型对称中心处轧辊产生的压下量Δk
n
；步骤A6，计算立轧孔型第n道次孔型对称中心处轧辊产生的压下量Δk
n
；步骤A7，第n道次孔型对称中心处轧辊孔型高度绝对调整值s
n
为：s
n
＝k
n
‑
g
n
+e式中，g
n
为第n道次孔型对称中心处的基本孔型高度；e为轧机边部基本辊缝，所述轧辊边部的基本辊缝e是指轧辊装配时按轧辊孔型图设置的轧机辊缝，且e＞0mm；所述孔型对称中心处的基本孔型高度g
n
是指按轧辊孔型图设置轧辊辊缝为基本辊缝e时，孔型对称中心处的孔型高度；所述孔型对称中心处轧辊孔型高度绝对调整值s
n
是当轧辊辊缝为0时，第n道孔型对称中心处工作孔型高度调整至k
n
，所需的绝对调整量。5.根据权利要求4所述的H型钢热轧开坯的轧制力能校核计算方法，其特征在于，基本参数计算还包括：步骤A8，计算当第n
‑
1道次和第n道次均为平轧孔型时，第n道次的轧件轧前宽度B
n
；步骤A9，计算当第n
‑
1道次和第n道次均为立轧孔型时，第n道次的轧件轧前宽度B
n
；步骤A10，计算第n道次的轧件轧前平均高度H
n
为：S
n
‑1为第n
‑
1道次轧件的轧后横截面积；当n＝1时，第1道轧件轧前高度H1按下式计算：式中，B1为第1道轧件轧前宽度；
步骤A11，计算第n道次为立轧孔型时，第n道次的轧件轧后宽度b
n
：b
n
＝B
n
+βΔk
n
+γ式中，β、γ为宽展系数，取值范围分别为0.01～0.02、0.5～1.2；当第n道次为平轧孔型时，第n道次的轧件轧后宽度b
n
：b
n
＝B
n
+βΔh
n
+γ式中，β、γ为宽展系数，取值范围分别为0.1～0.6、1～5；步骤A12，计算第n道次的轧件轧后平均高度h
n
：S
n
为第n道次轧件的轧后横截面积；步骤A13，计算第n道次的轧件轧后平均压下量Δh
n
：Δh
n
＝H
n
‑
h
n
步骤A14，计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：张向军，沐贤春，朱凤泉，陈志强，徐勇，卢勇，
申请(专利权)人：中冶华天工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：