钢管连轧过程中机架孔型参数优化

为了优化某限动芯棒连轧管机的孔型参数,利用正交试验参数优化方法,结合钢管热连轧有限元模拟分析,研究轧辊孔型参数(脱离角、脱离比、过渡圆角半径、辊缝值)对轧制所得钢管的尺寸精度和轧制过程中力能参数的影响,分析各参数影响的显著性,确定各因素的优化组合.结果表明:辊缝值对外径椭圆度、壁厚不均度和轧制力矩的影响最为显著,脱离角的影响居于次位,而脱离比对外径椭圆度、轧制力、轧制力矩的影响最小.根据影响规律获得较优参数组合:脱离角35°、脱离比2.25、过渡圆角半径5mm、辊缝值35 mm.对比仿真结果,优化后的钢管尺寸精度较优化前有明显提高.     

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。     

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.     

全浮动芯棒连轧管机组孔型修改效果初探

 针对全浮动芯棒连轧管机组孔型系统的修改过程,通过生产实验实时记录力能参数,并离线抽取荒管获得钢管壁厚分布曲线,随后进行对比,得到如下结论：连轧钢管壁厚分布具有螺旋形特征,纵向上最大和最小壁厚以波峰与波谷形式交替出现;孔型修改后,钢管壁厚精度降低,力能参数有所升高。分析其原因,孔型修改后,第3、5机架孔型椭圆度增大,加大了钢管压扁变形与金属横向壁厚增厚,并且机组的张力状态未能有效减弱金属横向流动趋势,最终导致壁厚不均率及力能参数升高。     

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。     

冷辊轧制状态下钢管横向壁厚不均的变化

引用了在60—120冷循环辊轧制机上轧制时管子横向壁厚不均,沿工作锥长度的变化实验研究结果。获得了荒管及其所轧管子的横向壁厚不均数据,以及对于最小厚始值情况而言,管子沿工作变形锥长度的变化数据和特点。     

轧件宽展量的研究

本文论述了研究轧件宽展量的意义,在研究变分法求解辊缝中金属横向流动问题的基础上,给出了根据最小能量原理得出的宽展量计算式,考虑了轧后应力分布和各种轧制工艺参数(压下量、接触表面摩擦力、工作辊径、轧件厚度和宽度等)对宽展量的影响。通过初轧坯和带材宽展量的测定,证明计算值和实测值基本符合,适用于各种宽度的轧件,为箱形孔型轧制和板带轧制提供了重要的数据。     

椭圆孔型张减过程模拟及横向壁厚分布预测

通过对宝钢钢管厂１５２．５ＢＯ椭圆孔型系统主变形机架生产不同壁厚管子的轧制过程进行三维弹塑性有限元模拟,得出经减径后管子沿圆周方向的壁厚分布不均,产生内多边形的缺陷,随着总减径率和壁厚的增加,引起内多边形的程度增大。根据模拟结果对１５２．５ＢＯ椭圆孔型系生产不同规格的管子引起管子在沿圆周方向的壁厚不均进行预测。     

锆合金管材两辊冷轧的轧制力模型建立和应用

管材皮尔格两辊冷轧过程中的轧制力影响成品管材的尺寸精度、轧制模具寿命以及轧制过程的稳定性。本研究基于Neumann-Siebel轧制力计算方法,考虑了轧辊弹性变形和空减径对轧制力的影响,依据Hitchcook方程对其进行了修正,利用Matlab软件建立了皮尔格两辊冷轧过程中的轧制力计算模型,并以KPW25轧机轧制Zr-4合金管材的轧制过程为研究对象,通过实验验证了该模型的可靠性。以R6072锆合金管材轧制为例,通过该轧制力计算模型分析了孔型曲线、管坯壁厚、送进量和摩擦对轧制力的影响。结果表明:轧制力在空减径段缓慢增加,进入减径减壁段后迅速增加至峰值,之后缓慢降低;孔型曲线对轧制力的分布有显著影响,当孔型指数等于2.0时,轧制力分布最为合理;轧制力随管坯壁厚、送进量和摩擦力的增大而增加。     

芯棒直径对楔横轧5Cr21Mn9Ni4 N空心气门壁厚均匀性的影响规律

楔横轧空心轴类件存在壁厚分布不均问题,特别是在小直径大长径比空心件楔横轧成形中更为突出.本文在Gleeble-1500D热模拟实验机上进行了5Cr21Mn9Ni4N耐热钢的热压缩实验,得到了5Cr21Mn9Ni4N的热变形本构方程.通过改变芯棒直径,采用有限元仿真和实验相结合的方法,研究了楔横轧轧制空心气门过程中的壁厚变化规律.研究结果表明,带芯棒轧制时,芯棒直径存在临界值,在该值下进行轧制,空心气门预制坯壁厚均匀性最优;楔横轧空心件时,金属轴向均匀流动是壁厚均匀的必要条件;轧件轴向拉应变减小,径向压应变变大,周向应变在0附近且为拉应变时,壁厚较为均匀.      

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.     

82B钢4道次预精轧过程的计算机模拟和分析

采用非线性有限元分析软件ABAQUS,通过建立的线材与轧辊的3维热机耦合模型,对钢厂82B钢(/%:0.79～0.86C、0.15～0.35Si、0.60～0.90Mn、≤0.030S、≤0.030P)φ20mm至φ16.5mm 4道次预精轧过程中轧件的温度场、应力-应变场和轧制力进行数值模拟和分析。结果表明,数值模拟结果与实测结果相符;预精轧过程轧件心部温度和表面温度的差值为～130℃;运用该模型对现场轧制过程中的前滑进行了分析,得出了影响前滑的因素主要有延伸系数、轧制孔型尺寸、轧制速度以及辊径与轧件厚度比值。     

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.     

型钢负偏差轧制

型钢负偏差轧制可以节约金属材料,减轻结构重量,提高后续加工效率,且经济效益显著。实现型钢负偏差轧制的途径包括：改善加热工序以保证钢坯加热温度均匀;根据金属流动及轧辊磨损情况改进孔型;改进轧机导卫、量具等工艺件;合理控制和调整负偏差,并改进精整工序等。     

Method for Improving Transverse Wall Thickness Precision of Seamless Steel Tube Based on Tube Rotation

The tube rotation method(TRM) refers to the rotational movement of steel tube about its axis as well as translation in rolling direction in stretch reducing rolling process.The influence of the TRM on transverse wall thickness precision of seamless steel tube was studied.Thickness distribution of the TRM was obtained by superimposing the thickened amount of single pass rolling.Results show that the TRM can effectively improve the evenness of thickness distribution.In order to analyze the influence mechanism of the TRM,the finite element method was adopted to simulate the thickness distribution in stretch reduction process.Results show that the TRM changes the roundtrip flow between two fix places of conventional stretch reducing and inhibits the directional accumulation of metal.In addition,the TRM has a correction effect on thickness cusp.All these advantages of the TRM help to improve the transverse wall thickness precision of seamless steel tube.     

简析厚板轧制道次规程的设定

厚板工艺复杂,品种规格多,厚板道次规程设定对于厚板产品的精度和质量具有至关重要的作用.文中详细介绍了厚板轧制过程中道次规程设定计算的主要步骤,给出了轧制过程中阶段划分原则,以及不同转钢次数、不同转钢位置而产生的不同轧制阶段的对应关系;同时给出了一次转钢和两次转钢厚度计算公式及影响因素,并分析了两次转钢厚度之间的关系和变化规律;针对具体的每个轧制阶段给出了统一的道次规程计算流程,并通过实际的轧制道次规程设定数据对道次规程的计算流程进行了说明分析.此道次规程设定同时适于厚板楔形板的轧制.     

轧制参数对板带热轧温度分布的影响

提出了一种研究Q345钢的模型,该方法基于使用有限元法（FEM）的热机械分析。为了评估材料在轧制过程中的轧制行为,采用了有限元程序Abaqus/Explicit,并对热轧工艺进行了三维建模。考虑了传热机构的合适模型,并预测了轧制带材的温度分布和热轧带钢轧制过程中的温度变化。考虑了以下各种工艺参数的影响:轧制速度（90～210 r/min）,较高的轧制速度导致变形金属内的温度降低;压下量（5%～15%）,更高的压下量导致表面和带材中心的温度降低;带材的初始厚度（115～345 mm）,在越大的板厚度中受到的热变形影响的区域的尺寸越小;传热系数[30～50 W/（m²·K）],随着传热系数的增加,带材的表面温度和中心温度降低。