一种热轧工程机械装备的连铸坯尺寸的确定方法

1.本发明属于板材成形加工设计领域，具体涉及一种热轧工程机械装备的连铸坯尺寸的确定方法。


背景技术：

2.耐磨材料广泛应用于冶金机械、建材机械、电力机械、矿山机械等行业中设备零件的表面强化，工程机械装备采用了线能量较高的埋弧焊、气电焊等技术来提高装配效率。通过热轧制备高强度耐磨钢/焊接钢复合板，可以节省耐磨材料的成本，提升材料的焊接性能，提高装备制造业水平。连铸技术具有高效生产、节约能源和原材料、优质产品、可控性强和生产灵活性等优点，被广泛应用于钢铁、有色金属等行业。中国发明专利申请号“202211478853.7”公开了一种用于工程机械装备的热轧连铸坯的厚度设计方法，但是由于该方法仅能用于厚度设计，对轧制比、连铸坯长度的确定方法尚未明确，不合理的连铸坯长度、轧制比会导致材料浪费、工艺成本增加，降低了生产效率。


技术实现要素：

3.本发明在于提供一种热轧工程机械装备的连铸坯尺寸的确定方法，可以有效克服现有技术存在的缺点。
4.本发明目的是这样实现的，其特征在于包括以下步骤：
5.（1）设计用于工程机械装备的双金属钢板由耐磨层和焊接层组成，只考虑热轧前双金属连铸坯和热轧后双金属钢板的耐磨层长度等于其焊接层长度、以及耐磨层厚度大于其焊接层厚度的情况，且热轧后双金属钢板宽度不变、厚度减薄和长度增加；
6.（2）根据热轧后双金属钢板的长度l、宽度b、耐磨层厚度h1和焊接层厚度h2，确定轧制比k与连铸坯长度l0：
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（1）
8.ꢀꢀꢀꢀ
（2）
9.（3）根据热轧前后塑性变形体积不变原理，即b0l0(h
01
+h
02
)=bl(h1+h2)、b0l0h
01
=blh1、b0l0h
02
=blh2，由于热轧后双金属钢板宽度不变，即b=b0，进而可以确定双金属连铸坯耐磨层厚度h
01
和焊接层厚度h
02
，所有尺寸单位均为mm。
10.如步骤（2）所述，轧制比k、热轧前连铸坯长度l0还可以由以下表查得：
11.热轧后双金属钢板厚度与轧制比、连铸坯长度的数据表
12.热轧后双金属钢板总厚度h1+h2(mm)41220283236445260轧制比k3.23.453.8994.5484.9475.3976.4457.6939.141连铸坯长度l0534529.294486.377441.484416.468390.769340.408296.574265.444
13.本发明的优点及积极效果：由于本发明在只考虑热轧前双金属连铸坯和热轧后双金属钢板的耐磨层长度等于其焊接层长度、以及耐磨层厚度大于其焊接层厚度，且热轧后双金属钢板宽度不变、厚度减薄和长度增加的情况下，确定了轧制比k、热轧前连铸坯长度
l0分别与热轧后双金属钢板的总厚度h1+h2的关系，针对某一特定尺寸的热轧工程机械装备的双金属连铸坯加工，能够通过给定的热轧后双金属钢板尺寸，简单快捷地确定合适的轧制比、连铸坯尺寸，可以减少材料浪费，提高尺寸设计效率和加工效率，缩短工序时间。
附图说明
14.图1为热轧后双金属钢板的截面尺寸标识图；
15.图2为热轧前连铸坯的截面尺寸标识图；
16.图3为双金属连铸坯热轧工艺流程图。
17.图中：l—双金属热轧钢板的长度，b—双金属热轧钢板的宽度，h1—双金属热轧钢板的耐磨层厚度，h2—双金属热轧钢板的焊接层厚度，l0—热轧前连铸坯的长度，b0—热轧前连铸坯的宽度，h
01
—热轧前连铸坯的耐磨层厚度，h
02
—热轧前连铸坯的焊接层厚度。
具体实施方式
18.实施例1
19.本实施例设定热轧后双金属钢板的尺寸为：长度l=1700mm、宽度b=900mm、耐磨层厚度h1=2.5mm、焊接层厚度h2=1.5mm，其热轧前双金属连铸坯尺寸的确定步骤是：
20.（1）设计用于工程机械装备的双金属钢板由耐磨层和焊接层组成，只考虑热轧前双金属连铸坯和热轧后双金属钢板的耐磨层长度等于其焊接层长度、以及耐磨层厚度大于其焊接层厚度的情况，且热轧后双金属钢板宽度不变、厚度减薄和长度增加。
21.（2）根据已知双金属钢板的长度l、宽度b、耐磨层厚度h1和焊接层厚度h2，确定轧制比k与双金属连铸坯长度l0，即：
22.ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（1）
[0023] （2）
[0024]
（3）根据热轧前后塑性变形体积不变原理，即b0l0(h
01
+h
02
)=bl(h1+h2)、b0l0h
01
=blh1、b0l0h
02
=blh2，由于热轧后双金属钢板宽度不变，即b=b0=900mm，计算出连铸坯耐磨层厚度h
01
=8mm、焊接层厚度h
02
=4.8mm，因此得到了热轧前连铸坯的所有尺寸。
[0025]
实施例2
[0026]
本实施例设定热轧后双金属钢板的尺寸为：长度l=2050mm、宽度b=1200mm、耐磨层厚度h1=18mm、焊接层厚度h2=14mm，其热轧前双金属连铸坯尺寸的确定步骤是：
[0027]
（1）设计用于工程机械装备的双金属钢板由耐磨层和焊接层组成，只考虑热轧前双金属连铸坯和热轧后双金属钢板的耐磨层长度等于其焊接层长度、以及耐磨层厚度大于其焊接层厚度的情况，且热轧后双金属钢板宽度不变、厚度减薄和长度增加。
[0028]
（2）根据已知双金属钢板的长度l、宽度b、耐磨层厚度h1和焊接层厚度h2，确定轧制比k与双金属连铸坯长度l0，即：
[0029]
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（1）
[0030]
ꢀꢀꢀꢀ
（2）
[0031]
（3）根据热轧前后塑性变形体积不变原理，即b0l0(h
01
+h
02
)=bl(h1+h2)、b0l0h
01
=
blh1、b0l0h
02
=blh2，由于热轧后双金属钢板宽度不变，即b=b0=1200mm，计算出连铸坯耐磨层厚度h
01
=89.046mm、焊接层厚度h
02
=69.258mm，因此得到了热轧前连铸坯的所有尺寸。
[0032]
实施例3
[0033]
本实施例设定热轧后双金属钢板的尺寸为：长度l=2400mm、宽度b=1400mm、耐磨层厚度h1=32mm、焊接层厚度h2=28mm，其热轧前双金属连铸坯尺寸的确定步骤是：
[0034]
（1）设计用于工程机械装备的双金属钢板由耐磨层和焊接层组成，只考虑热轧前双金属连铸坯和热轧后双金属钢板的耐磨层长度等于其焊接层长度、以及耐磨层厚度大于其焊接层厚度的情况，且热轧后双金属钢板宽度不变、厚度减薄和长度增加。
[0035]
（2）根据已知双金属钢板的长度l、宽度b、耐磨层厚度h1和焊接层厚度h2，确定轧制比k与双金属连铸坯长度l0，即：
[0036]
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（1）
[0037]
（2）
[0038]
（3）根据热轧前后塑性变形体积不变原理，即b0l0(h
01
+h
02
)=bl(h1+h2)、b0l0h
01
=blh1、b0l0h
02
=blh2，由于热轧后双金属钢板宽度不变，即b=b0=1400mm，计算出连铸坯耐磨层厚度h
01
=292.512mm、焊接层厚度h
02
=255.948mm，因此得到了热轧前连铸坯的所有尺寸。

技术特征：
1.一种热轧工程机械装备的连铸坯尺寸的确定方法，其特征在于按以下步骤实现：（1）设计用于工程机械装备的热轧双金属钢板由耐磨层和焊接层组成，只考虑热轧前双金属连铸坯和热轧后双金属钢板的耐磨层长度等于其焊接层长度、以及耐磨层厚度大于其焊接层厚度的情况，且热轧后双金属钢板宽度不变、厚度减薄和长度增加；（2）根据已知双金属钢板的长度l、宽度b、耐磨层厚度h1和焊接层厚度h2，确定轧制比k与双金属连铸坯长度l0，即：
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（1）
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（2）（3）根据热轧前后塑性变形体积不变原理，即b0l0(h
01
+h
02
)=bl(h1+h2)、b0l0h
01
=blh1、b0l0h
02
=blh2，由于热轧后双金属钢板宽度不变，即b=b0，进而可以确定双金属连铸坯耐磨层厚度h
01
和焊接层厚度h
02
，所有尺寸单位均为mm。2.根据权利要求1所述的一种热轧工程机械装备的连铸坯尺寸的确定方法，其特征在于，轧制比k、连铸坯长度l0还可以由以下表查得。热轧后双金属钢板厚度与轧制比、连铸坯长度的数据表
热轧后双金属钢板总厚度h1+h2(mm)41220283236445260轧制比k3.23.453.8994.5484.9475.3976.4457.6939.141连铸坯长度l0534529.294486.377441.484416.468390.769340.408296.574265.444
。

技术总结
一种热轧工程机械装备的连铸坯尺寸的确定方法，属于板材成形加工设计领域，其特征在于包括以下步骤：1）只考虑热轧前连铸坯和热轧后双金属钢板的耐磨层长度均等于其焊接层长度、耐磨层厚度均大于其焊接层厚度，且热轧后双金属钢板宽度不变的情况；2）根据热轧后双金属钢板的长度l、宽度b、耐磨层厚度h1和焊接层厚度h2，确定轧制比K与连铸坯长度l0；3）根据热轧前后的塑性变形体积不变原理，确定双金属连铸坯的耐磨层厚度h


技术研发人员：秦芳诚 蒋际循 何亚琛 赵红丽 张连明
受保护的技术使用者：桂林理工大学
技术研发日：2023.07.04
技术公布日：2023/10/8