张力减径机组孔型设计简介

张力减径机孔型设计最关键的两个因素是减径系列的分配和椭圆度的选取。一个减径系列可以生产多个规格的成品管,不同的成品管规格可以通过改变减径系列的总减径率来获得。孔型椭圆度的计算尤为重要,如果椭圆度过小,在轧制薄壁钢管时,钢管的外壁容易挤入辊缝,形成轧折缺陷;而椭圆度过大,钢管横向受力不均,形成内多边形。孔型设计时椭圆度选取一般根据宽展系数和实际轧制经验确定。     

线材单一孔型系统的设计及减定径孔型的构成

介绍了单一孔型系统的构成和设计原则并对其进行优化,介绍了优化后的椭圆—圆—圆—圆孔型系统和轧制参数设计,对轧制程序表进行重新编制。生产证明,轧制工艺过程稳定,中间道次断面尺寸控制较好,盘圆成品尺寸精度达到±0.10 mm,椭圆度≯0.12 mm。     

厚壁无缝钢管张减过程横向壁厚不均研究

为解决热轧厚壁无缝钢管横向壁厚分布不均的问题,建立三维热力耦合有限元模型,对张力减径轧制过程进行了动态模拟,并结合工业试验验证仿真模型.根据仿真结果分析了轧制过程中温度、应变和摩擦力的分布,研究了单道次轧制时金属的径向和周向流动规律,并结合整个轧制过程对金属的横向流动及壁厚不均的形成过程进行了分析,研究了轧制过程中温度对金属流动行为的影响,从而总结出横向壁厚分布不均的原因.结果表明:(1)在经过单道次轧制时,金属的周向流动为从孔型顶部流向辊缝,对应孔型角±30°位置处金属的周向流动最活跃,靠近孔型顶部和辊缝位置的金属周向流动性较差.但从整个轧制过程来看,金属总的周向流动为从孔型顶部和辊缝向孔型角±30°位置处流动,从而导致孔型角±30°位置处的壁厚比孔型顶部和辊缝位置要厚.(2)温度分布对金属横向流动有重大影响.由于塑性功换热的原因,孔型角±30°位置处金属的温度比辊缝和孔型顶部处高,此处金属较软,阻力较小,孔型顶部和辊缝处金属向此处的流动性增强,导致钢管截面呈内边方形.      

φ20、φ22mm热轧带肋钢筋二切分轧制

张钢棒材生产线在现有工艺设备条件下,通过改变辊径和部分减速比的方法,改变电机转速;重新分配压下量和合理设计孔型系统,实现了φ20、φ22mm热轧带肋钢筋二切分轧制。粗轧机组采用大辊径,精轧机组采用小辊径;预变形孔型K5宽、高由33mm×42mm优化为26mm×30mm;预切分孔型K4切分角由65°缩小为60°。二切分轧制的成功使钢筋的产能提高了1倍。     

立辊孔型内倒角半径对轧件变形的影响

采用显式动力学有限元方法,对立辊孔型内倒角半径R为30、50、80、110 mm 4种情况下多道次立-平轧制过程进行了模拟.分析了立辊孔型内倒角半径对轧件切头尾量、轧件稳定段轧件边部变形程度的影响.研究发现:既定条件下,第1道次立-平轧制过程中,随内倒角半径的减小头尾不均匀区域长度减少,第2、3道次立-平轧制过程中,随内倒角半径的增加,头尾不均匀变形区域长度道次增加量减少;对比采用R为30 mm的孔型立辊和R为110 mm的孔型立辊轧后轧件的头尾不均匀长度,前者比后者少5.03%;轧件稳定段轧件变形程度随着孔型立辊内倒角半径的增加而减少.     

Φ80mm热轧圆钢精轧过程有限元模拟

唐钢长材部大型钢车间采用BD1、BD2、F1二辊可逆式轧机轧制Φ80 mm圆钢,通过热拉伸试验得出Q275B钢在不同温度、应变速率下的应力-应变曲线。为验证孔型系统及轧制规程的合理性,采用有限元分析软件ABAQUS模拟Φ80 mm圆钢精轧机各道次轧制过程,基于模拟结果中孔型充满情况改变成品孔型辊缝设置,消除成品缺陷,提高成品表面质量和尺寸精度,模拟轧制力低于轧机最大轧制力,轧机不会由于过载而跳闸。基于此模拟结果开发的Φ80 mm圆钢,成品表面质量良好,尺寸、弯曲度均符合国家标准。     

200mm×200mm连铸坯连轧Φ100mm 42CrMo钢三维有限元模拟

采用MSC.Marc有限元模拟软件,针对200 mm×200 mm连铸方坯连轧Φ100 mm 42CrMo圆钢工艺过程进行三维热力耦合模拟仿真。因圆角在孔型中塑性应变较大且变形由表及里逐渐深入,因此对断面采用网格偏差划分方法以细分表层及圆角区域单元。根据连轧过程应力场、应变场和温度分布及轧制力和轧制力矩变化特点,得出合金钢轧制时圆角易出现裂纹的重要原因是该区域总等效塑性应变、等效应力和温降较大。机架间及轧后断面尺寸实测值与模拟值相符合。     

张力减径机不同孔型横向壁厚分布的有限元模拟分析

借助有限元分析软件模拟钢管张力减径的轧制过程,由3种不同张力减径机孔型轧制的同一规格钢管产品的横向壁厚分布的比较表明,采用宝钢专有技术设计的新孔型轧制的钢管与原有的德国传统孔型轧制的钢管相比,其横向壁厚较为均匀,并对钢管"辊印"缺馅的产生有抑制作用.     

优质钢的精密轧制

现代化的轧机通常都要采取一系列技术措施提高产品的尺寸精度。例如：优化孔型设计;对轧制过程实行全面自动化控制,使轧制过程各种参数保持稳定;采用微张力控制或活套无张力控制,消除连轧过程中张力对产品尺寸精度的影响;提高轧制设备的刚度和精度;实行在线检测或辊...     

万能轧机轧制电极扁钢工艺实践

采用万能轧机组开发扁钢生产工艺,生产的扁钢尺寸精度显著优于传统两辊轧制模式,尺寸精度可以达到±0.1 mm;并采用DEFORM软件对轧制过程展开三维有限元模拟。通过有限元模拟,合理设计开坯机和万能轧机机组孔型参数、各轧制道次压下量与延伸系数,保证了产品质量。     

自动轧管横向壁厚精度研究

摘要：针对自动轧管机轧制薄壁不锈钢管中出现的严重横向壁厚不均问题,借助于三维有限元分析软件Simufact,对X10CrNiTi18不锈钢管典型规格112mm×4.5mm自动轧管过程进行数值模拟。研究了不同轧辊孔型结构参数、芯棒润滑状态、轧辊孔型磨损及穿孔毛管偏心对自动轧管横向壁厚精度的影响。结果表明：随着芯棒摩擦因数的增大,所轧荒管横向壁厚精度明显恶化;偏心毛管轧制所轧荒管依旧偏心,延伸轧制对穿孔毛管偏心壁厚纠偏能力有限;磨损的孔型修模后,采用负芯补轧制较增大芯棒直径轧制所轧荒管横向壁厚不均度增大;采用三段式圆弧孔型,所轧荒管横向平均壁厚更接近目标壁厚,横向壁厚不均度由原孔型的13.55%下降到9.94%,横向壁厚精度明显改善。     

Study on transverse wall thickness accuracy of tube rolled by automatic plug mill

In view of serious uneven transverse wall thickness of thin walled stainless steel tube rolled by automatic plug mill，the automatic tube rolling process of X10CrNiTi18 stainless steel tubes with typical specification of 112mm×4.5mm was numerically simulated by using 3D finite element analysis software Simufact. The influence of different roll pass structure parameters, different mandrel lubrication state, roll pass wear and eccentricity of pierced shell on transverse wall thickness accuracy of automatic rolling tube was analyzed. The results show that as the friction coefficient of the mandrel increases, the accuracy of transverse wall thickness of the rolled tube deteriorates obviously. The hollow tube rolled by eccentric pierced shell is still eccentric, and it shows that the elongation rolling has a limited ability to correct the eccentric wall thickness of the pierced shell. With repaired the worn pass, the unevenness of the transverse wall thickness of the rolled tube increases using the negative mandrel compensation rolling compared with the increase of mandrel diameter. The average transverse wall thickness of the rolled tube is closer to the target wall thickness by using three section arc groove, and the transverse wall thickness unevenness decreases from 13.55% of the original groove to 9.94%, and the transverse wall thickness accuracy is obviously improved.     

Influence of Pass Parameters on Retained Mandrel Rolling Process

 Roller pass is one of the key factors affecting the product quality in the retained mandrel rolling process. The metal flow condition of rolling deformation area was researched using the FEA (finite element analysis) software Marc. The influences of the pass bottom radius, the sidewall radius, the sidewall angle, the roller shoulder fillet radius, as well as the roller gap on the rolling process under the conditions of different friction were discussed. Based on these results, the changes of the workpiece exit width, the mandrel axial force, the rolling force, and the rolling torque associated with various parameters were determined, which would provide the basis for designing the pass and determining the rolling condition reasonably.     

400mm厚连铸坯轧制时缺陷的压合模拟

对某宽厚板厂最新投产的400mm连铸坯,以刚-粘塑性有限元模拟分析了其轧制Q345特厚钢板时的缺陷压合过程和临界压合条件。结果表明：在足够的压下率下,特厚板中心矩形裂纹能够被压合;缺陷尺寸、轧辊半径和坯料厚度对缺陷压合影响很大。缺陷尺寸和轧辊半径越大、坯料厚度越小,压合所需的临界压下率越小;在1120mm×4300m...     

三辊定径机的工艺探讨

定径是无缝钢管生产的重要工序，其孔型设计和管端壁厚控制是两个影响成品质量的重要工艺问题。在生产实践的基础上，提出了三辊定径机的工艺设计原则，依据钢管壁厚，确定孔型的设计参数；依据钢管的规格系数确定管端增厚的长度，从而确保了无缝钢管的外径精度和管端的壁厚精度。     

合金钢棒材轧制的平均轧辊半径计算模型

 在合金钢棒材生产中,轧制过程中椭圆与圆孔型对棒材成品的尺寸精度及质量缺陷起决定性作用,在计算轧制工艺规程时一般用平均轧辊半径等效代替轧槽轮廓变化的轧辊半径,因此,平均轧辊半径计算模型的可靠程度对轧制工艺(轧制速度、压下量、轧制力等)的合理选取和产品几何尺寸精度的提升具有重要作用。在现有平均轧辊半径模型基础上,考虑不同合金钢种宽展影响,利用孔型轧制表面轮廓预测模型推导得出变形轧件断面形状与轧制临界点的求解公式,提出了用出口轧件断面面积与临界平均宽度来计算等效矩形平均高度的方法,得到了椭圆与圆孔型平均轧辊半径的新计算模型,并进行了轧制试验验证。试验结果表明,与现有模型相比,新计算模型在一定程度上提高了平均轧辊半径的计算精度。同时,基于合金成分影响系数探究了不同合金钢种轧制变形后的临界点分布对应关系。考虑到孔型侧壁直线的存在,对圆孔型轧制接触状态进行了阶段划分,当合金成分系数较小(碳结钢与珠光体-马氏体钢)时,轧制临界点落于圆弧轧槽上,所有计算模型均有效;当合金成分系数超过1.33(奥氏体钢与铁素体钢)时,轧制临界点扩展至侧壁直线上,原有计算模型失效,轧制工艺参数由新计算模型求解。基于新模型的合金钢种轧制临界分布对棒材轧制钢种变换工艺参数的快速制定具有重要指导意义。     

双机架可逆冷轧机组动态特性分析

为了研究轧制过程中控制量变化后双机架可逆冷轧机组的动态特性,利用动态连轧理论,开发了双机架可逆冷轧机组动态特性仿真程序,分析了辊速和辊缝变化对出口厚度和张力的影响规律。研究结果表明:对于4道次轧制的情况,辊速和辊缝在正向轧制时对出口厚度的影响大于逆向轧制时的影响;辊速对厚度有较大的调控能力,但也会引起较大的张力波动。研究结果可为双机架可逆冷轧机组的厚度和张力控制提供有益的参考。     

无缝钢管回退式芯棒二辊连轧特性分析

利用有限元软件MSC.Superform对回退式芯棒钢管连轧过程进行数值模拟,探究回退式芯棒二辊连轧钢管的金属变形、力能参数及运动学特点。结果表明:与全浮动芯棒相比,回退式芯棒轧制时金属横向流动较小,降低了孔型开口处金属过充倾向;钢管平均壁厚偏薄,促进了钢管减壁,但可能会造成壁厚收缩;轧制力有一定的降低。与限动式芯棒相比,芯棒轴向力较大,钢管易发生抱棒。     

多道次立 平辊轧制立辊孔型对轧件头尾形状影响的有限元分析

 利用显式动力学有限元方法和几何模型更新方法模拟了不同立辊孔型下多道次立 平辊轧制过程，对轧后各道次的轧件头尾形状进行了分析。结果表明：采用平立辊轧制时，轧件影响深度比采用孔型立辊时小，且轧件尾部出现尖角，而采用孔型立辊时未出现；采用孔型辊时，孔型立辊底部导角大小对轧件头尾形状影响较小，且轧件伸长率比采用平立辊时大。同时，平立辊轧制过程头尾情况与用铅实验值吻合较好，说明了本次分析的正确性。