鋼材的基本計(jì)算公式(上)
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鋼材的基本公式
鋼材理論重量計(jì)算的計(jì)量單位為公斤(kg?)。其基本公式為:
W?(重量,kg?)=F(斷面積,mm2?)×L(長(zhǎng)度,m?)×ρ(密度,g/cm3?)×1/1000
鋼的密度為:7.85g/cm3,各種鋼材理論重量計(jì)算公式如下(注意,下面計(jì)算重量時(shí)的單位):

公式:7.85×長(zhǎng)度(m)×寬度(m)×厚度(mm)
例:鋼板6m(長(zhǎng))×1.51m(寬)×9.75mm(厚)
計(jì)算:7.85×6×1.51×9.75=693.43kg

公式:(外徑-壁厚)×壁厚mm×0.02466×長(zhǎng)度m
例:鋼管114mm(外徑)×4mm(壁厚)×6m(長(zhǎng)度)
計(jì)算:(114-4)×4×0.02466×6=65.102kg

公式:直徑mm×直徑mm×0.00617×長(zhǎng)度m
例:圓鋼Φ20mm(直徑)×6m(長(zhǎng)度)
計(jì)算:20×20×0.00617×6=14.808kg

公式:邊寬(mm)×邊寬(mm)×長(zhǎng)度(m)×0.00785
例:方鋼 50mm(邊寬)×6m(長(zhǎng)度)
計(jì)算:50×50×6×0.00785=117.75(kg)

公式:邊寬(mm)×厚度(mm)×長(zhǎng)度(m)×0.00785
例:扁鋼 50mm(邊寬)×5.0mm(厚)×6m(長(zhǎng)度)
計(jì)算:50×5×6×0.00785=11.7.75(kg)
公式:對(duì)邊直徑×對(duì)邊直徑×長(zhǎng)度(m)×0.00068
例:六角鋼 50mm(直徑)×6m(長(zhǎng)度)
計(jì)算:50×50×6×0.0068=102(kg)

公式:直徑mm×直徑mm×0.00617×長(zhǎng)度m
例:螺紋鋼Φ20mm(直徑)×12m(長(zhǎng)度)
計(jì)算:20×20×0.00617×12=29.616kg

扁通重量計(jì)算公式
公式:(邊長(zhǎng)+邊寬)×2×厚×0.00785×長(zhǎng)m
例:扁通 100mm×50mm×5mm厚×6m(長(zhǎng))
計(jì)算:(100+50)×2×5×0.00785×6=70.65kg

方通重量計(jì)算公式
公式:邊寬mm×4×厚×0.00785×長(zhǎng)m
例:方通 50mm×5mm厚×6m(長(zhǎng))
計(jì)算:50×4×5×0.00785×6=47.1kg

等邊角鋼重量計(jì)算公式
公式:邊寬mm×厚×0.015×長(zhǎng)m(粗算)
例:角鋼 50mm×50mm×5厚×6m(長(zhǎng))
計(jì)算:50×5×0.015×6=22.5kg(表為22.62)

不等邊角鋼重量計(jì)算公式
公式:(邊寬+邊寬)×厚×0.0076×長(zhǎng)m(粗算)
例:角鋼 100mm×80mm×8厚×6m(長(zhǎng))
計(jì)算:(100+80)×8×0.0076×6=65.67kg(表65.676)

黃銅管重量計(jì)算公式
公式:(外徑-壁厚)×厚×0.0267×長(zhǎng)m
例:黃銅管 20mm×1.5mm厚×6m(長(zhǎng))
計(jì)算:(20-1.5)×1.5×0.0267×6=4.446kg

黃銅管重量計(jì)算公式
公式:(外徑-壁厚)×厚×0.0267×長(zhǎng)m
例:黃銅管 20mm×1.5mm厚×6m(長(zhǎng))
計(jì)算:(20-1.5)×1.5×0.0267×6=4.446kg

鋁花板重量計(jì)算公式
公式:長(zhǎng)m×寬m×厚mm×2.96
例:鋁花板 1m寬×3m長(zhǎng)×2.5mm厚
計(jì)算:1×3×2.5×2.96=22.2kg
洛氏、布式、維式、努氏硬度之間的換算公式
01努氏硬度→維氏硬度

經(jīng)實(shí)際數(shù)據(jù)驗(yàn)證,該公式的最大相對(duì)換算誤差為0.75%,具有較高的參考價(jià)值。
02洛氏硬度→維氏硬度
①

此公式用我國(guó)公布的黑色金屬硬度標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行換算,其HRC誤差基本上在±0.4HRC 范圍內(nèi),其最大誤差也僅±0.9HRC,計(jì)算的HV誤差最大為±15HV。
② 根據(jù)不同壓頭所受應(yīng)力σHRC=σHV,通過對(duì)洛氏硬度與維氏硬度壓痕深度關(guān)系曲線的分析得出公式

本公式與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)換算值對(duì)照,換算式計(jì)算結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)值之誤差為±0.1HRC。
03洛氏硬度→布氏硬度
對(duì)布氏壓痕和洛氏壓痕深度關(guān)系進(jìn)行分析,根據(jù)壓頭的應(yīng)力σHRC=σHB得出換算公式

計(jì)算結(jié)果與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)值對(duì)照,換算式計(jì)算結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)值之誤差為±0.1HRC。
04布氏硬度→維氏硬度
布氏硬度與維氏硬度的關(guān)系,同樣根據(jù)σHB=σHV得出公式


此公式換算結(jié)果與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)換算值對(duì)照,換算誤差為±2HV。
05努氏硬度→洛氏硬度
因?yàn)榕嫌捕扰c洛氏硬度的對(duì)應(yīng)曲線類似于拋物線,故由曲線得出近似的換算公式為

此公式比較精確,可以作為使用參考。
連鑄常用的計(jì)算公式
澆注能力:連鑄機(jī)每分鐘澆注的鋼液量
Q=nFVr
Q
連鑄機(jī)的澆注能力(噸/分鐘)
n
流數(shù)
F
連鑄坯的斷面積(m2)
V
拉坯速度(m/min)
r
連鑄坯的比重
鋼液成坯率
C1=(澆注坯量/鋼液澆筑量)×100%
一般為96~98%
連鑄坯的合格率
C2=(合格鑄坯量/澆注坯量)×100%
一般為96~99%
連鑄坯的日有效作業(yè)率
C3=(連鑄機(jī)每日實(shí)際澆注時(shí)間/24)×100%
連鑄機(jī)的日產(chǎn)量
Q日=24×60×Q×C1×C2×C3
Q
澆注能力(噸/分鐘)
鋼水收得率
C4=(合格的鑄坯量/鋼液澆注量)×100%
連鑄機(jī)的流數(shù)
n=G/(F×V×r×T)
n
連鑄機(jī)的流數(shù)
G
盛鋼桶容量(t)
F
鑄坯的斷面積(m2)
V
坯拉速度(m/min)
r
連鑄坯的比重(t/m3)(碳素鎮(zhèn)靜鋼7.6,沸騰鋼7.4)
T
盛鋼桶內(nèi)鋼液允許的澆注時(shí)間(min)
盛鋼桶內(nèi)鋼液最大允許的澆注時(shí)間
T最大=[(lgG-0.2)/0.3]×f
T最大
盛鋼桶內(nèi)鋼液最大允許的澆注時(shí)間(分鐘)
G
盛鋼桶容量(噸)
f
質(zhì)量系數(shù),取決于盛鋼桶所允許的溫度損失,要求格的鋼種取10,要求低鋼種取12
拉坯速度
V=K×L/F
V
拉坯速度(m/min)
L
鑄坯斷面周長(zhǎng)(mm)
F
鑄坯的斷面積(mm2)
K
速度系數(shù)(m×mm/
) 方坯45~75,板坯45~60,圓坯35~45
中間包的最小容量
G中小=1.3FVrTn
G中小
中間包最小容量(t)
F
鑄坯的斷面積(m2)
V
拉坯速度(m/min)
r
鋼液比重(t/m3) 一般取7.0
T
更換盛鋼桶所需時(shí)間(t)
n
流數(shù)
結(jié)晶器倒錐度
εs=(S下-S上)/S下×100%
εs
結(jié)晶器倒錐度(%)
S下
結(jié)晶器下口面積(mm2)
S上
結(jié)晶器上口面積(mm2)
對(duì)于矩形坯和板坯連鑄機(jī),鑄坯的寬度和厚度方向上的收縮率不一樣
結(jié)晶器倒錐度計(jì)算
ε=(L下-L上)/L下×100%
結(jié)晶器邊長(zhǎng)計(jì)算的倒錐度(%)
L下
結(jié)晶器下口寬邊或窄邊的長(zhǎng)度(mm)
L上
結(jié)晶器上口寬邊或窄邊的長(zhǎng)度(mm)
結(jié)晶器的冷卻強(qiáng)度
Q=0.0036Fv
Q
結(jié)晶器冷卻水量(m3/h)
F
結(jié)晶器水縫總面積(mm2) 其中F=B×D
B
結(jié)晶器的水縫周長(zhǎng)(mm)
D
結(jié)晶器水縫斷面寬度,取4~5mm
v
冷卻水在水縫內(nèi)的流速,方坯取6~12m/s,板坯取3.5~5m/s
二次冷卻段的耗水量
Q=W×G
Q
二冷區(qū)耗水量(m3/h)
W
二次冷卻強(qiáng)度(升/千克鋼)(也叫比水量:所消耗的冷卻水量與通過二冷區(qū)的鑄坯質(zhì)量的比值。)低碳鋼比水量1.0~1.2升/千克鋼;中高碳鋼,低合金鋼比水量0.7~1.0升/千克鋼;不銹鋼,裂紋敏感鋼比水量0.4~0.6升/千克鋼;高速鋼比水量0.1~0.3升/千克鋼
G
連鑄機(jī)理論小時(shí)產(chǎn)量(t/h)
澆注平臺(tái)溫度(盛鋼桶開始澆注時(shí),桶內(nèi)鋼液測(cè)量的溫度)
T平=T中+△T1+△T2+βt
T平
澆注平臺(tái)溫度(℃)
T中
中間包內(nèi)鋼液的理論澆注溫度(℃)
△T1
中包內(nèi)鋼液初期溫度降低值(℃)(與中包預(yù)熱狀態(tài)有關(guān),一般10~15℃)
△T2
鋼液從盛鋼桶到中間包的溫度降低值(℃)
β
盛鋼桶內(nèi)自然降溫速率(℃/min)
盛鋼桶50噸為1.3~1.5℃/min,盛鋼桶100噸為0.5~0.6℃/min,盛鋼桶200噸為0.3~0.4℃/min,盛鋼桶300噸為0.2~0.3℃/min
t
盛鋼桶內(nèi)鋼液最大允許澆注時(shí)間(min)
連鑄澆注溫度(中間包內(nèi)鋼液溫度)
T中=T熔+a
T中
中間包的鋼液理論澆注溫度(℃)
T熔
鋼液的熔點(diǎn)(℃)
T熔=1538℃-[88C%+8Si%+5Mn%+30P%+25S%+5Ca%+4Ni%+2Mo%+2V%+1.5Cr%]
a
鋼液的過熱度(℃)
中包過熱度取值范圍10~30℃,鑄坯斷面大的取值高一些

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