[发明专利]三辊孔型轧制棒材横断面面积计算方法

说明书

一种三辊孔型轧制棒材工序中轧件横断面面积的计算方法，属于金属棒线材生产技术领域。其特征之一是圆轧件在平三角孔型中变形的横断面面积计算方法：确定轧件变形后在孔型辊缝区域的轮廓为一段圆弧，计算圆弧的圆心及半径，确定轧件断面形状，从而计算出轧件横断面面积。其特征之二是三角轧件在圆孔型中变形的横断面面积计算方法：确定轧件变形后在孔型辊缝区域的轮廓为一段直线段，计算出直线段的位置，确定轧件断面形状，从而计算出轧件横断面面积。本发明的优点及积极效果是：（1）避开孔型填充系数的选取，提高轧件横断面计算精度，减小设计误差；（2）有助于保证棒材连轧顺利进行；（3）不同孔型系统有不同计算模型，使用方便。

技术领域：

本发明属于金属棒线材生产技术领域，具体涉及一种三辊孔型轧制棒材横断面面积计算方法。

背景技术：

棒线材连续轧制成型技术有二辊轧制和三辊轧制。二辊连续轧制变形速率高，生产节奏快，投资大，适合于钢铁材料大规模生产；相比较而言，三辊连续轧制中轧件三向受压，材料塑性变形好，轧制过程中产生的宽展小，引起的形变能量小，每一道次轧制造成材料升温小，设备结构紧凑，投资小，见效快，尤其适合于钛、锆、镍等有色金属及特殊材料的小批量、多品种生产。

三辊连续轧制棒线材，精确估量轧件横断面形状及计算横断面面积是保证孔型设计合理和连续轧制顺利进行的前提。传统的三辊孔型中，轧件横断面面积计算方法及三辊孔型设计步骤如下：

(1)选择孔型系统，如弧三角-圆孔型系统、平三角-圆孔型系统、异型孔型系统、非对称孔型系统等；

(2)计算总延伸系数λ_∑；

(3)选择平均延伸系数确定轧制道次n；

(4)分配道次延伸系数λ，选择道次填充系数η；

(5)确定各道次的孔型形状系数K，如弧三角孔型形状系数K为0.6675，平三角孔型形状系数K为0，圆孔型形状系数K为1.732；

(6)计算各道次的孔型基本模数；

(7)确定各道次孔型尺寸F；

(8)按照填充系数，计算各道次三辊孔型中轧件横断面面积F_Z；

(9)计算各道次轧辊工作直径，各道次轧制速度；

(10)绘制孔型图。

然而，在步骤(8)中，三辊轧机孔型填充系数一般在0.8～0.95之间，范围较大，选取不当直接导致轧件横断面面积计算误差较大，影响后续轧制参数的计算。

发明内容:

本发明目的是提供一种三辊孔型轧制棒材工序中轧件横断面面积的计算方法，可有效地克服现有技术存在的缺点。

本发明是这样实现的，其特征在于有两种情况分别实施步骤如下：

(1)对圆轧件在平三角孔型中变形的横断面面积计算方法是:

如图1所示，当圆轧件在平三角孔型中变形，以棒材1/3截面为例，圆轧件与轧辊的交点A沿着平三角孔型流动至A′位置，圆轧件与轧辊的交点B沿着平三角孔型流动至B′位置，圆轧件上位于点A与点B中间的点C流动至C′位置，变为是以点E为圆心，EC^/、EA^/、EB^/为半径的一段圆弧，该圆弧具体确定方法如下：

点E位于平三角孔型中心线上，假设点O是平三角孔型的中心点，OE的距离用变量e表示，根据函数关系公式(1)确定点E的位置。即

式中：

F₀为轧制前轧件的横断面面积；