[发明专利]一种H型钢矩形坯热轧开坯的轧制力能校核计算方法

说明书

本发明公开一种H型钢矩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型钢矩形坯热轧开坯的轧制力能校核的需要，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。

技术领域

本发明涉及领域为热轧H型钢生产领域，尤其涉及一种H型钢矩形坯热轧开坯的轧制力能校核计算方法。

背景技术

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。

矩形坯(含方坯)是生产中小型H型钢最主要的坯型之一。在开始小型H型钢万能连轧前，首先需要对连铸的矩形坯进行开坯，使之具备万能连轧所需的尺寸和形状，即中间坯。H型钢的开坯轧制，主要为单机架可逆轧制，并在往复轧制过程中变换孔型并调整辊缝。在开坯机及其配套设备的设计选型、孔型调整优化或料型调整时，必须对开坯轧的轧制力能进行校核计算，检验电机选型是否满足轧制力能的要求，从而确保科学性和可行性。

然而，通过有限元数值模拟计算开坯轧制力能的方法，计算过程复杂耗时，需要配备模拟软件和专业的科研人员，难以推广应用。因此，目前没有形成一种高效、便捷地校核H型钢矩形坯开坯机轧制力能参数的系统方法。

发明内容

本发明针对热轧H型钢的矩形坯，结合现有的材料加工理论和实践经验，提出一套简便有效的单机架二辊可逆开坯机轧制力能计算方法。对于中小型H型钢矩形坯的开坯轧制，二辊可逆开坯机的上下辊，根据成品或坯料规格需要，可同时设2～4个孔型。图1为一种典型的矩形坯开坯配辊图，其中G孔型为箱型立轧孔型，主要用于在矩形坯上预轧出翼缘雏形；F孔型为平轧切深孔型，主要通过多道次压下切深轧制，轧制出“狗骨头”的雏形；E孔型为平轧孔型，主要用于将“狗骨头”钢坯进一步轧制出腹板雏形，以适应后续轧制道次的孔型。

校核计算前，已知数据有：

(1)矩形坯截面的长度(A)、宽度(B)、长度(L)、截面积(S)——均为冷态尺寸，即常温下测得的尺寸；

(2)矩形坯的重量(G)；

(3)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)、轧辊边部基本辊缝(e)；

(4)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)；

(5)轧辊车削孔型前的初始直径(D₀)、电机额定功率(W_m)、电机基速(V_b)和最大转速(V_m)、减速机速比i；

(6)轧制温度(T)，包括开轧温度、终轧温度等；

具体计算过程，本发明分以下三个部分进行计算，三部分之间存在相互引用部分计算结果：

第一部分——基本参数计算：

步骤A1，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：