CN111097803A - 一种高速热轧棒材的轧制力能校核计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高速热轧棒材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;本发明结合已有的理论计算公式和经验公式,通过参数修正,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普通热轧棒材产线轧制力能参数校核的需要,可以为设计规划提供参考。

Description

一种高速热轧棒材的轧制力能校核计算方法
技术领域
本发明涉及领域为高速热轧棒材生产领域,尤其涉及一种热轧螺纹钢筋和圆棒的轧制力能校核计算方法。
技术背景
传统小规格棒材是利用高线盘圆通过开卷、矫直、分段而生产,但这种方式增加了使用成本且降低了成材率。目前,利用高速线材精轧机的高轧制速度以及高速上钢系统(包括尾部制动器及其后的转毂)的快速制动系统和独立上钢系统来生产小规格直条棒材的高速棒材生产线已得到积极地推广应用,不仅满足市场对小规格直条棒材的需求,有效避免使用高线盘圆所引起的麻烦及浪费,提高小规格产品的产量(最小可生产Φ6mm的直条棒材),减少切分轧制所引起的表面质量不高以及故障偏多成材率偏低的缺陷,已成为棒材生产的重要生产方式。
高速棒材的工艺布置型式与普通棒材没有本质区别,在常规棒材轧机之后增加了精轧机组及高速上钢系统,轧线轧机主要由粗轧机组、中轧机组、预精轧机组、精轧机组以及减径机组组成。在高速棒材生产线设计规划或改造前期,必须对产线轧机的轧制力能进行校核计算,检验轧机电机是否满足轧制力能的要求,从而对产线进行合理地设计规划或升级改造。但由于高速棒材的轧制速度高,最大终轧速度可以达到40m/s,单纯的理论公式或经验方法无法满足多机架、多孔型连轧过程的轧制力能参数校核。
发明内容
为克服上述缺陷,本发明的目的在于针对高速热轧棒材产线提出一套简便有效的轧制力能计算方法。
为达到上述目的,本发明高速热轧棒材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;
其中,1)计算基本参数的步骤包括:
(11)从减径机(n#)到粗轧第一架轧机(1#),反向计算道次延伸率(μ),第n机架延伸率μn的计算公式为:
Figure RE-GDA0002417854210000021
需要说明的是,对于预精轧机组二切分轧制的双高棒产线,精轧机机组和减径机机组的延伸率是切分后单根轧件轧前轧后横截面积之比。
(12)根据各道次的延伸率μ,计算各道次轧后的轧件长度L,第n机架轧后的轧件长度 Ln的计算公式为:
Ln=μLn-1(mm)
(13)根据平均高度法,即将孔型内轧制条件简化为平板轧制,即用同面积、同宽度的矩形代替曲先边的轧件,获得每道次轧后轧件的平均高度
Figure RE-GDA0002417854210000022
和平均宽度
Figure RE-GDA0002417854210000023
第n机架轧后的轧件平均高度
Figure RE-GDA0002417854210000024
和平均宽度
Figure RE-GDA0002417854210000025
的计算公式为:
Figure RE-GDA0002417854210000026
Figure RE-GDA0002417854210000027
(14)利用轧前和轧后的的平均高度,计算每道次的平均压下量
Figure RE-GDA0002417854210000028
计算公式为:
Figure RE-GDA0002417854210000029
其中,对于水平轧机和立轧机交替布置的机列:
141)第1#轧机的轧前高度(H1)为坯料高度(H0);
142)后续第n#轧机的轧前高度(Hn)为第(n-1)#轧机的轧后平均宽度
Figure RE-GDA00024178542100000210
143)第n#轧机的轧后高度(hn)为本道次轧件的轧后平均高度
Figure RE-GDA00024178542100000211
对于预精轧机组二切分轧制的机列:
141)从预切分机架到最后一架预精轧机,都是水平轧机;
142)切分机架(K3)出口轧件的轧前高度(HK3)为预切分机架(K4)出口轧件的轧后平均高度
Figure RE-GDA00024178542100000212
143)K2机架出口轧件的轧前高度(HK2)为切分机架(K3)的轧件轧后平均高度
Figure RE-GDA00024178542100000213
144)K1机架出口轧件的轧前高度(HK1)为K2机架的轧件轧后平均宽度
Figure RE-GDA00024178542100000214
除以切分数(N);
145)轧后高度的计算方法不变,第n#轧机出口轧件的轧后高度(hn)仍为本道次轧件的轧后平均高度
Figure RE-GDA00024178542100000215
(15)根据轧件在每一个机架的秒流量相等的原则,从减径机(n#)到粗轧第一架轧机(1#),反向计算各道次的轧制速度(vn):
vn-1=μnvn(m/s)
其中v0为坯料在1#轧机的入口速度。
(16)计算各道次工作辊径(Dk)的大小,计算公式为:
无孔型轧制:Dk(n)=Dn(mm)
孔型轧制:Dk(n)=Dn-sn(mm)
(17)轧辊转速(Vn)的大小,计算公式为:
Figure RE-GDA0002417854210000031
进一步的,所述的计算轧件温度的步骤包括:
(21)计算各道次轧后轧件的表面面积(Fs),计算公式可参考以下公式:
211)无孔型轧制:
Fs(n)=(2Ln(hn+bn)+2Sn)/1000000(m2)
212)箱型孔型:
Fs(n)=(2Ln(0.9hn+bn)+2Sn)/1000000(m2)
213)椭圆孔型、预切分和切分孔型:
Figure RE-GDA0002417854210000032
214)圆孔型:
Fs(n)=(πhnLn+2Sn)/1000000(m2)
对于二切分轧制的K1机架,由于同时轧制出2根切分棒材,因此轧件的表面面积(Fs) 按下式计算:
Fs(n)=(2πhnLn+2Sn)/1000000(m2)
(22)计算轧件在进入第n#架轧机轧制前的行走时间tn
tn=En-1/vn-1(s)
其中,E0为第1#架轧机前高温计至第1#架轧机入口的距离;En为第(n-1)#架轧机至第n# 架轧机之间的距离。
(23)计算轧辊冷却水对轧件温度的影响ΔTw(n)
采用经验公式:
Figure RE-GDA0002417854210000033
式中,系数a为经验值,通常取20~50;ln为轧制道次的变形区接触弧长度,单位为mm;常数1000是将ln的单位换算为m。接触弧长度ln按下式计算:
Figure RE-GDA0002417854210000041
(24)计算高温轧件在空气中辐射散热导致的温降ΔTf(n)
Figure RE-GDA0002417854210000042
式中,Tn为第n#机架轧制前轧件的温度,单位为K;系数b为经验值,通常取72.2~75.5。
(25)计算高温轧件在空气中辐射散热导致的温降ΔTd(n)
Figure RE-GDA0002417854210000043
式中,Ta为环境温度,单位为K;vn-1为第n#机架轧制的入口速度,亦即第(n-1)#机架的出口速度;εr为轧件表面的相对黑度,此处取0.8。
(26)计算轧件在热轧过程中的温升ΔTb(n)
Figure RE-GDA0002417854210000044
式中,
Figure RE-GDA0002417854210000045
为第n#机架轧制的平均单位压力,单位为MPa;系数c为与轧制平均应变速率
Figure RE-GDA0002417854210000046
相关的系数,表明轧件吸收的变形能的相对部分,平均应变速率
Figure RE-GDA0002417854210000047
越大,系数c也越大。本发明中,当
Figure RE-GDA0002417854210000048
时,c取0.12;
Figure RE-GDA0002417854210000049
时,c取0.15;
Figure RE-GDA00024178542100000410
时,c取0.2;
Figure RE-GDA00024178542100000411
Figure RE-GDA00024178542100000412
时,c取0.3;
Figure RE-GDA00024178542100000413
时,c取0.4。
(27)计算轧件在进入第n#机架轧制时,轧件的温度变化ΔT(n)
ΔT(n)=ΔTw(n-1)+ΔTf(n)++ΔTd(n)-ΔTb(n-1)
但进入第1#机架轧制时,轧件的温度变化ΔT(1)须按下式计算:
ΔT(1)=ΔTf(1)+ΔTd(1)
(28)计算轧件在进入第n#机架轧制时,轧件的温度T(n)
Tn=T(n-1)-ΔTn
式中,T0为第1#架轧机前高温计测得的温度,单位为K。此外,为满足轧制工艺要求,可以人工对各道次轧件的温度T(n)进行调整。
进一步的,计算轧制力能参数的步骤包括:
(31)各道次的平均单位压力
Figure RE-GDA00024178542100000414
参考艾克隆德平均单位压力公式进行计算:
Figure RE-GDA00024178542100000415
式中各参数的计算如下:
311)各道次的外摩擦对
Figure RE-GDA0002417854210000051
影响的系数mn的修正:
Figure RE-GDA0002417854210000052
式中各道次的摩擦系数fn按下式计算:
fn=d(1.05-0.0005(Tn-273)-λvn)
式中,系数d是与轧辊材质有关的系数,通常钢轧辊取1,铸铁轧辊取0.8,磨光辊取0.55;常数273是用于将开式温度(K)转化为摄氏温度(℃);系数λ为本发明提出的轧制速度对摩擦系数的影响系数,取值范围为0.0001-0.0015。
312)各道次变形抗力Kn值(单位为MPa)的计算:
Kn=9.8(14-0.01Tn)(1.4+C%+Mn%+0.3Cr%)(MPa)
式中,C%、Mn%、Cr%分别为轧件材质的3种合金元素质量分数。
313)各道次粘性系数ηn的计算:
ηn=0.1(14-0.01(Tn-273))e
式中,e为决定于轧制速度的系数。本发明中当vn<6m/s时,e取1;6<vn<10m/s时,c取0.8; 10<vn<15m/s时,c取0.65;15<vn<20m/s时,c取0.6;20<vn<30m/s时,c取0.5;30<vn<50 m/s时,c取0.4。
314)各道次平均变形速率
Figure RE-GDA0002417854210000053
采用下式计算:
Figure RE-GDA0002417854210000054
(32)各道次轧制的变形区面积Fb的计算:
Fb(n)=iln(h(n-1)+bn)/2(mm2)
式中,系数i为与孔型类型相关的修正系数。本发明中,对于椭圆孔型、箱型以及平辊轧制时,i取0.84;对于圆孔型及其他孔型,i取0.9。
对于预精轧机组二切分轧制的机列,有以下几点需要说明:
321)从预切分机架到最后一架预精轧机,都是水平轧机;
322)K3机架和K2机架的变形区面积Fb按下式计算:
Fb(n)=iln(b(n-1)+bn)/2
323)K1机架的变形区面积Fb按下式计算:
Fb(n)=iln(2h(n-1)+bn)/2
(33)各道次轧制压力Pn的计算:
Figure RE-GDA0002417854210000061
式中,常数1000是将Pn的单位换算为kN。
(34)各道次轧制力矩Mn的计算:
Mn=2ψnPnln/1000(kN·m)
式中,系数ψn为力臂系数;常数1000是将变形区长度ln的单位换算为m。本发明中,不同孔型轧制道次的ψn按下式计算:
Figure RE-GDA0002417854210000062
式中,系数δ为本发明提出的常数项,通常取0.6~1;系数τ是本发明提出的常数系数,通常取0.1~0.7。
(35)各道次轧制功率Wn的计算:
Figure RE-GDA0002417854210000063
本发明结合已有的理论计算公式和经验公式,通过参数修正,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高速热轧棒材产线轧制力能参数校核的需要,可以为设计规划提供参考。
附图说明
图1高速热轧棒材生产线的基本布置情况。
具体实施方式
本发明针对高速热轧棒材产线,结合已有的理论计算公式和经验公式,通过参数修正,提出一套简便有效的轧制力能计算方法。高速热轧棒材产线的基本布置如附图1所(附图仅作示意用,与实际产线并不完全相同)。所涉及高速热轧螺纹钢筋和圆棒产线的孔系主要由平辊、箱型孔型、椭圆孔型、圆孔型、切分孔型五类孔型组成。
校核计算前,已知数据有:
(1)坯料和各孔型道次轧件的高度(h)、宽度(b)、长度(L)和横截面(S);
(2)坯料的重量(M)、终轧速度(v)和目标产品规格(Φ);
(3)各机架的轧辊直径(D)、辊缝(s)以及机架间距(E);
(4)轧制温度(T),包括开轧温度、终轧温度等;
下面结合实施例对本发明进一步说明。
实施例一
以某高速棒材厂二切分Φ10mm螺纹钢筋生产为例进行计算。该厂有共有6架粗轧机、6 架中轧机、6架预精轧、2组顶交45°双模块轧机以及2架减径机。计算过程分别如下3个表所示,其中红色数字为已知数据。由轧机力能计算表3的结果可知,该厂配备的24架轧机及电机功率完全满足二切分Φ10mm螺纹钢筋的生产。
表1基本参数计算表
坯重(kg):2499 规格:Φ10mm×2 终轧速度(m/s):40 钢种:20Mnsi
Figure RE-GDA0002417854210000081
表2各道次轧件温度计算表
机架号 机架间距E 行走时间t 轧件表面积F<sub>s</sub> 初始温度 轧辊冷却水温降ΔT<sub>w</sub> 辐射温降ΔT<sub>f</sub> 对流温降ΔT<sub>d</sub> 道次变形温升ΔT<sub>b</sub> 轧前总温降ΔT 绝对温度 相对温度
(mm) (s) (m<sup>2</sup>) (K) (℃) (℃) (℃) (℃) (℃) (K) (℃)
出炉辊道 2000 1223 950
NO1 3900 9 9.312 1233 14.5 5.6 0.5 8 6 1227 954
NO2 4300 13 10.242 1227 11.6 9.2 0.9 8 16 1211 938
NO3 3250 11.213 12.191 1211 7.7 8.9 0.9 10 13 1197 924
NO4 4000 6.395 13.442 1197 6.1 5.3 0.6 9 4 1194 921
NO5 3250 6.099 16.277 1194 4.0 6.1 0.6 12 3 1190 917
NO6 8000 3.648 18.182 1190 3.1 4.0 0.4 11 -3 1194 921
NO7 3050 6.657 21.529 1194 1.6 8.8 0.9 11 1 1193 920
NO8 2350 1.925 23.635 1193 1.3 2.8 0.3 10 -6 1199 926
NO9 3050 1.154 25.191 1199 0.9 1.8 0.2 14 -7 1205 932
NO10 2350 1.498 26.127 1205 0.6 2.5 0.3 9 -11 1196 923
NO11 4300 1.154 32.489 1196 0.5 2.3 0.3 15 -6 1201 928
NO12 15000 1.066 32.656 1201 0.4 2.2 0.3 12 -12 1203 930
NO13 5000 3.000 41.577 1203 0.3 7.9 1.0 12 -3 1177 904
NO14 5000 0.908 41.666 1177 0.2 2.2 0.4 5 -9 1186 913
NO15 5000 0.786 40.692 1186 0.2 1.9 0.3 8 -3 1188 915
NO16 5000 0.673 57.363 1188 0.1 2.3 0.5 5 -5 1193 920
NO17 5000 0.612 63.929 1193 0.1 2.4 0.5 20 -2 1195 922
NO18 5000 0.506 70.603 1195 0.1 2.2 0.5 18 -18 1213 940
NO19 5000 0.428 43.911 1213 0.1 1.2 0.3 18 -16 1119 846
NO20 5000 0.344 43.538 1119 0.1 0.7 0.3 14 -17 1136 863
NO21 5000 0.281 37.761 1136 0.0 0.5 0.2 17 -13 1149 876
NO22 5000 0.230 52.246 1149 0.0 0.6 0.3 12 -17 1165 892
NO23 5000 0.195 64.356 1165 0.0 0.7 0.4 22 -11 1076 803
NO24 0.157 65.307 1076 0.0 0.4 0.3 20 -22 1098 825
表3各道次轧制力能计算表
Figure RE-GDA0002417854210000101
实施例二
进一步的,以该高速棒材厂二切分Φ12mm螺纹钢筋轧制生产为例进行计算。同样,计算过程分别如下3个表所示,其中红色数字为已知数据。由轧机力能计算表3的结果可知,该厂配备的24架轧机及电机功率完全满足二切分Φ12mm螺纹钢筋的生产。
表1基本参数计算表
坯重(kg):2499 规格:Φ12mm×2 终轧速度(m/s):36.1 钢种:20Mnsi
Figure RE-GDA0002417854210000121
表2各道次轧件温度计算表
机架号 机架间距E 行走时间t 轧件表面积F<sub>s</sub> 初始温度 轧辊冷却水温降ΔT<sub>w</sub> 辐射温降ΔT<sub>f</sub> 对流温降ΔT<sub>d</sub> 道次变形温升ΔT<sub>b</sub> 轧前总温降ΔT 绝对温度 相对温度
(mm) (s) (m<sup>2</sup>) (K) (℃) (℃) (℃) (℃) (℃) (K) (℃)
出炉辊道 2000 1233 960
NO1 3900 7 9.312 1233 11.1 4.3 0.4 8 5 1228 955
NO2 4300 10 10.242 1228 8.9 7.1 0.7 8 11 1218 945
NO3 3250 8.628 12.191 1218 5.9 7.0 0.7 10 8 1209 936
NO4 4000 4.921 13.442 1209 4.7 4.3 0.4 9 1 1208 935
NO5 3250 4.693 16.276 1208 3.1 4.9 0.5 11 1 1207 934
NO6 8000 2.807 18.182 1207 2.4 3.3 0.4 11 -5 1212 939
NO7 3050 5.122 21.530 1212 1.2 7.2 0.8 10 -1 1213 940
NO8 2350 1.481 23.635 1213 1.0 2.3 0.3 9 -6 1219 946
NO9 3050 0.888 25.191 1219 0.7 1.5 0.2 14 -7 1225 952
NO10 2350 1.153 26.127 1225 0.5 2.1 0.3 9 -11 1216 943
NO11 4300 0.888 32.489 1216 0.4 1.9 0.3 15 -6 1222 949
NO12 15000 0.821 32.656 1222 0.3 1.8 0.3 12 -12 1224 951
NO13 5000 2.308 41.577 1224 0.2 6.5 0.8 11 -4 1198 925
NO14 5000 0.699 41.666 1198 0.2 1.8 0.3 5 -9 1207 934
NO15 5000 0.605 40.692 1207 0.1 1.6 0.3 8 -3 1210 937
NO16 5000 0.518 57.363 1210 0.1 1.9 0.4 4 -5 1216 943
NO17 5000 0.471 63.929 1216 0.1 2.0 0.5 20 -2 1217 944
NO18 5000 0.389 70.603 1217 0.1 1.8 0.5 17 -17 1234 961
NO19 5000 0.329 43.911 1234 0.1 1.0 0.3 18 -16 1140 867
NO20 5000 0.265 43.538 1140 0.0 0.6 0.3 13 -18 1158 885
NO21 5000 0.216 43.538 1158 0.0 0.5 0.3 0 -12 1170 897
NO22 5000 0.216 43.538 1170 0.0 0.5 0.3 0 1 1169 896
NO23 5000 0.216 54.279 1169 0.0 0.7 0.3 23 1 1068 795
NO24 0.174 54.423 1068 0.0 0.4 0.3 18 -23 1091 818
表3各道次轧制力能计算表
Figure RE-GDA0002417854210000141

Claims (3)

1.一种高速热轧棒材的轧制力能校核计算方法,其特征在于: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;
其中,1)计算基本参数的步骤包括:
(11)从减径机(n#)到粗轧第一架轧机(1#),反向计算道次延伸率(μ),第n机架延伸率μn的计算公式为:
Figure RE-FDA0002341803670000011
其中,对于预精轧机组二切分轧制的双高棒产线,精轧机机组和减径机机组的延伸率是切分后单根轧件轧前轧后横截面积之比;
(12)根据各道次的延伸率μ,计算各道次轧后的轧件长度L,第n机架轧后的轧件长度Ln的计算公式为:
Ln=μLn-1(mm)
(13)根据平均高度法,即将孔型内轧制条件简化为平板轧制,即用同面积、同宽度的矩形代替曲先边的轧件,获得每道次轧后轧件的平均高度
Figure RE-FDA0002341803670000012
和平均宽度
Figure RE-FDA0002341803670000013
第n机架轧后的轧件平均高度
Figure RE-FDA0002341803670000014
和平均宽度
Figure RE-FDA0002341803670000015
的计算公式为:
Figure RE-FDA0002341803670000016
Figure RE-FDA0002341803670000017
(14)利用轧前和轧后的的平均高度,计算每道次的平均压下量
Figure RE-FDA0002341803670000018
计算公式为:
Figure RE-FDA0002341803670000019
其中,对于水平轧机和立轧机交替布置的机列:
141)第1#轧机的轧前高度(H1)为坯料高度(H0);
142)后续第n#轧机的轧前高度(Hn)为第(n-1)#轧机的轧后平均宽度
Figure RE-FDA00023418036700000110
143)第n#轧机的轧后高度(hn)为本道次轧件的轧后平均高度
Figure RE-FDA00023418036700000111
对于预精轧机组二切分轧制的机列,有以下几点需要说明:
141)从预切分机架到最后一架预精轧机,都是水平轧机;
142)切分机架(K3)出口轧件的轧前高度(HK3)为预切分机架(K4)出口轧件的轧后平均高度
Figure RE-FDA0002341803670000021
143)K2机架出口轧件的轧前高度(HK2)为切分机架(K3)的轧件轧后平均高度
Figure RE-FDA0002341803670000022
144)K1机架出口轧件的轧前高度(HK1)为K2机架的轧件轧后平均宽度
Figure RE-FDA0002341803670000023
除以切分数(N);
145)轧后高度的计算方法不变,第n#轧机出口轧件的轧后高度(hn)仍为本道次轧件的轧后平均高度
Figure RE-FDA0002341803670000024
(15)根据轧件在每一个机架的秒流量相等的原则,从减径机(n#)到粗轧第一架轧机(1#),反向计算各道次的轧制速度(νn):
νn-1=μnνn(m/s)
其中ν0为坯料在1#轧机的入口速度;
(16)计算各道次工作辊径(Dk)的大小,计算公式为:
无孔型轧制:Dk(n)=Dn(mm)
孔型轧制:Dk(n)=Dn-sn(mm)
(17)轧辊转速(Vn)的大小,计算公式为:
Figure RE-FDA0002341803670000025
2.如权利要求1所述的高速热轧棒材的轧制力能校核计算方法,其特征在于:所述的步骤2)轧件温度计算的步骤包括:
(21)计算各道次轧后轧件的表面面积(Fs),计算公式可参考以下公式:
211)无孔型轧制:
Fs(n)=(2Ln(hn+bn)+2Sn)/1000000(m2)
212)箱型孔型:
Fs(n)=(2Ln(0.9hn+bn)+2Sn)/1000000(m2)
213)椭圆孔型、预切分和切分孔型:
Figure RE-FDA0002341803670000026
214)圆孔型:
Fs(n)=(πhnLn+2Sn)/1000000(m2)
对于二切分轧制的K1机架,由于同时轧制出2根切分棒材,因此轧件的表面面积(Fs) 按下式计算:
Fs(n)=(2πhnLn+2Sn)/1000000(m2)
(22)计算轧件在进入第n#架轧机轧制前的行走时间tn
tn=En-1n-1(s)
其中,E0为第1#架轧机前高温计至第1#架轧机入口的距离;En为第(n-1)#架轧机至第n#架轧机之间的距离;
(23)计算轧辊冷却水对轧件温度的影响△Tw(n)
采用经验公式:
Figure RE-FDA0002341803670000031
式中,系数a为经验值,通常取20~50;ln为轧制道次的变形区接触弧长度,单位为mm;常数1000是将ln的单位换算为m;接触弧长度ln按下式计算:
Figure RE-FDA0002341803670000032
(24)计算高温轧件在空气中辐射散热导致的温降△Tf(n)
Figure RE-FDA0002341803670000033
式中,Tn为第n#机架轧制前轧件的温度,单位为K;系数b为经验值,通常取72.2~75.5;
(25)计算高温轧件在空气中辐射散热导致的温降△Td(n)
Figure RE-FDA0002341803670000034
式中,Ta为环境温度,单位为K;νn-1为第n#机架轧制的入口速度,亦即第(n-1)#机架的出口速度;εr为轧件表面的相对黑度,此处取0.8;
(26)计算轧件在热轧过程中的温升△Tb(n)
Figure RE-FDA0002341803670000035
式中,
Figure RE-FDA0002341803670000036
为第n#机架轧制的平均单位压力,单位为MPa;系数c为与轧制平均应变速率
Figure RE-FDA0002341803670000037
相关的系数,表明轧件吸收的变形能的相对部分,平均应变速率
Figure RE-FDA0002341803670000038
越大,系数c也越大;当
Figure RE-FDA0002341803670000039
Figure RE-FDA00023418036700000314
时,c取0.12;
Figure RE-FDA00023418036700000310
时,c取0.15;
Figure RE-FDA00023418036700000311
时,c取0.2;
Figure RE-FDA00023418036700000312
时,c取0.3;
Figure RE-FDA00023418036700000313
时,c取0.4;
(27)计算轧件在进入第n#机架轧制时,轧件的温度变化△T(n)
ΔT(n)=ΔTw(n-1)+ΔTf(n)++ΔTd(n)-ΔTb(n-1)
但进入第1#机架轧制时,轧件的温度变化△T(1)须按下式计算:
ΔT(1)=ΔTf(1)+ΔTd(1)
(28)计算轧件在进入第n#机架轧制时,轧件的温度T(n)
Tn=T(n-1)-ΔTn
式中,T0为第1#架轧机前高温计测得的温度,单位为K。
3.如权利要求1所述的高速热轧棒材的轧制力能校核计算方法,其特征在于:所述的步骤3)轧制力能参数的步骤包括:
(31)各道次的平均单位压力
Figure RE-FDA0002341803670000041
计算公式:
Figure RE-FDA0002341803670000042
式中各参数的计算如下:
311)各道次的外摩擦对
Figure RE-FDA0002341803670000043
影响的系数mn的修正:
Figure RE-FDA0002341803670000044
式中各道次的摩擦系数fn按下式计算:
fn=d(1.05-0.0005(Tn-273)-λνn)
式中,系数d是与轧辊材质有关的系数,通常钢轧辊取1,铸铁轧辊取0.8,磨光辊取0.55;常数273是用于将开式温度(K)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0.0001-0.0015;
312)各道次变形抗力Kn值(单位为MPa)的计算:
Kn=9.8(14-0.01Tn)(1.4+C%+Mn%+0.3Cr%)(MPa)
式中,C%、Mn%、Cr%分别为轧件材质的3种合金元素质量分数;
313)各道次粘性系数ηn的计算:
ηn=0.1(14-0.01(Tn-273))e
式中,e为决定于轧制速度的系数;当νn<6m/s时,e取1;6<νn<10m/s时,c取0.8;10<νn<15m/s时,c取0.65;15<νn<20m/s时,c取0.6;20<νn<30m/s时,c取0.5;30<νn<50m/s时,c取0.4;
314)各道次平均变形速率
Figure RE-FDA0002341803670000045
采用下式计算:
Figure RE-FDA0002341803670000046
(32)各道次轧制的变形区面积Fb的计算:
Fb(n)=iln(h(n-1)+bn)/2(mm2)式中,系数i为与孔型类型相关的修正系数;对于椭圆孔型、箱型以及平辊轧制时,i取0.84;对于圆孔型及其他孔型,i取0.9;
对于预精轧机组二切分轧制的机列,有以下几点需要说明:
321)从预切分机架到最后一架预精轧机,都是水平轧机;
322)K3机架和K2机架的变形区面积Fb按下式计算:
Fb(n)=iln(b(n-1)+bn)/2
323)K1机架的变形区面积Fb按下式计算:
Fb(n)=iln(2h(n-1)+bn)/2
(33)各道次轧制压力Pn的计算:
Figure RE-FDA0002341803670000051
式中,常数1000是将Pn的单位换算为kN
(34)各道次轧制力矩Mn的计算:
Mn=2ψnPnln/1000(kN·m)
式中,系数ψn为力臂系数;常数1000是将变形区长度ln的单位换算为m;不同孔型轧制道次的ψn按下式计算:
Figure RE-FDA0002341803670000052
式中,系数δ为常数项,通常取0.6~1;系数τ是常数系数,通常取0.1~0.7;
(35)各道次轧制功率Wn的计算:
Figure RE-FDA0002341803670000053
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111618091A (zh) * 2020-06-19 2020-09-04 重庆钢铁股份有限公司 适应多规格尺寸生产的双高棒轧制系统
CN115228943A (zh) * 2022-07-29 2022-10-25 江苏沙钢集团淮钢特钢股份有限公司 一种棒材轧制堆拉钢自动识别控制方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5047964A (en) * 1984-12-18 1991-09-10 Aluminum Company Of America Material deformation processes
RU2292402C2 (ru) * 2005-03-05 2007-01-27 Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") Способ охлаждения горячекатаных полос в рулонах и устройство для его реализации
CN104324951A (zh) * 2013-07-22 2015-02-04 宝山钢铁股份有限公司 单机架启动轧制力设定和控制方法
CN105312321A (zh) * 2014-07-31 2016-02-10 宝山钢铁股份有限公司 一种冷连轧机组的工艺润滑制度优化方法
CN108296284A (zh) * 2018-01-18 2018-07-20 太原科技大学 一种厚钢板同速异径蛇形轧制力能参数的计算方法
CN108460214A (zh) * 2018-03-09 2018-08-28 燕山大学 一种适用于二次冷轧机组大变形条件下轧制稳定校核方法
CN111036693A (zh) * 2019-11-15 2020-04-21 中冶华天工程技术有限公司 一种高速热轧线材的轧制力能校核计算方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5047964A (en) * 1984-12-18 1991-09-10 Aluminum Company Of America Material deformation processes
RU2292402C2 (ru) * 2005-03-05 2007-01-27 Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") Способ охлаждения горячекатаных полос в рулонах и устройство для его реализации
CN104324951A (zh) * 2013-07-22 2015-02-04 宝山钢铁股份有限公司 单机架启动轧制力设定和控制方法
CN105312321A (zh) * 2014-07-31 2016-02-10 宝山钢铁股份有限公司 一种冷连轧机组的工艺润滑制度优化方法
CN108296284A (zh) * 2018-01-18 2018-07-20 太原科技大学 一种厚钢板同速异径蛇形轧制力能参数的计算方法
CN108460214A (zh) * 2018-03-09 2018-08-28 燕山大学 一种适用于二次冷轧机组大变形条件下轧制稳定校核方法
CN111036693A (zh) * 2019-11-15 2020-04-21 中冶华天工程技术有限公司 一种高速热轧线材的轧制力能校核计算方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
姚俊等: "KOCKS轧机轧件横截面积与力能参数模型", 《塑性工程学报》 *
王建国等: "高速线材力能参数预报系统开发 ", 《中国冶金》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111618091A (zh) * 2020-06-19 2020-09-04 重庆钢铁股份有限公司 适应多规格尺寸生产的双高棒轧制系统
CN115228943A (zh) * 2022-07-29 2022-10-25 江苏沙钢集团淮钢特钢股份有限公司 一种棒材轧制堆拉钢自动识别控制方法

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