二辊斜轧延伸9Cr-1Mo钢厚壁管内表裂纹形成倾向性模拟研究

借助于商用有限元软件MSC.SuperForm,对φ485 mm×73 mm大口径厚壁9Cr-1Mo钢管二辊斜轧延伸过程进行了3D热力耦合模拟;采用Oyane韧性断裂准则分析了轧件损伤场及钢管内表裂纹的倾向性,发现钢管内表邻近芯棒接触区存在破裂高危带。研究了轧辊入口锥角对轧件损伤场的影响,结果表明,轧辊入口锥角由3.0°增至5.0°时,轧件最大损伤特征由0.520 7降至0.3544,发生内表裂纹的倾向性降低。     

斜轧扩管机的工艺特征

斜轧扩管机是无缝钢管生产系统中比较重要的一种机型,主要适用于生产大口径中薄壁钢管。采用空间解析和有限元模拟的结果,对斜轧扩管机的送进角、主变形和附加变形进行了分析,可为同类机组的品种开发、工艺优化、设备改造和设备设计提供依据。分析结果表明:①斜轧扩管机的轧辊调整与普通斜轧管机不同,但与普通斜轧管机一样具有送进角;②辗轧角和轧辊平移是斜轧扩管机形成送进角的必要条件,辗轧角越大、轧辊平移距离越大,则送进角越大;③斜轧扩管机的减壁变形主要转化为扩径变形,纵向变形很小;④斜轧扩管机的附加变形远小于普通二辊斜轧的附加变形,而且扭转变形很小。     

轧辊参数对斜轧穿孔变形过程及内折叠的影响

针对某钢管公司2Cr13钢无缝管穿孔过程中出现的内折叠缺陷问题,在测定2Cr13钢高温力学性能的基础上,借助于有限元软件Simufact,完成对典型规格的2Cr13钢管现有工艺穿孔过程的分析后,对轧辊参数进行了优化设计,在此基础上研究了不同轧辊入口锥角、入口锥分段长度、轧辊辊径和轧辊转速对穿孔内折叠及二次咬入的影响规律。结果表明：将原有轧辊入口锥设计为2段式,第1段变形区长度L₁₁=170 mm,入口工作锥角β₁₁=1.8°,第2段变形区长度L₁₂=110 mm,入口工作锥角β₁₂=3.2°,采用该轧辊设计方案穿孔时,最大轧制力、顶头轴向力和导板力较原有轧辊分别下降了5.56%、3.89%和20.55%,二次咬入顺利,轧件产生内折叠的倾向性较小;轧辊直径从800 mm增大到850 mm,轧制力增大,导板力减小,轧件轴向阻力减小,有利于管坯的二次咬入和穿孔过程的稳定,扩大了顶前压下率的调整范围;当轧辊转速从56.4 r/min增大到62 r/min时,轧件出口速度增大,但轧制力矩增大,能耗增加,轴向滑...     

二辊斜轧穿孔机轧辊转速对高合金钢毛管质量的影响

研究了在二辊斜轧穿孔机上穿孔高合金钢时,轧辊转速与管坯、毛管破裂的关系,分析了轧辊转速对高合金钢毛管质量的影响。实验证明,轧辊转速较低时,管坯容易形成孔腔;在轧辊转速较高时,管坯及毛管容易出现分层;在它们之间存在一个出现分层的临界轧辊转速。在φ30mm试验穿孔机上,将轧辊转速降低到出现分层的临界轧辊转速以下,消除了分层缺陷,穿出了合格毛管。     

2Cr13钢无缝管内折叠的形成机理和消除措施

为了研究某钢管公司2Cr13钢无缝管实际生产中出现的内折叠缺陷问题,在测定2Cr13钢高温力学性能的基础上,借助于有限元软件Simufact,通过Oyane韧性断裂损伤场模拟预测了2Cr13钢的临界压下率范围,并对典型规格2Cr13钢管现有工艺穿孔过程进行三维弹塑性有限元模拟,分析了穿孔过程中轧件的应力/应变分布、温度场、力能参数及内折叠缺陷形成的倾向性,在此基础上研究了不同的穿孔调整参数对穿孔内折叠及轧卡倾向性的影响。结果表明,2Cr13钢临界压下率在6.0%～6.5%之间,穿孔不发生内折叠且二次咬入顺利的顶前压下率范围较窄,工艺调整范围较小;轧辊入口锥摩擦因数增大,利于穿孔的二次咬入,同时减小轧辊磨损及内折叠的发生;现行工艺穿孔时,在距离管坯前端面约80 mm处,管坯中心点三向正应力均为拉应力且同时达到最大,最大横向、径向和轴向拉应力分别为87.30、12.39和53.38 MPa;在该处及其附近区域管坯中心发生了内撕裂,进而产生穿孔内折叠缺陷;将顶前压下率由原工艺的6.39%调整为5.75%,穿孔过程中轧件中心不发生内撕裂现象,不产生内折叠缺陷。优化的调整参数为,轧辊辊距B     

斜轧穿孔机与斜轧延伸机轧辊旋转方向的合理配置

从减少钢管在斜轧变形过程中的反向扭转次数出发，研究了辊型对扭转的影响以及斜轧穿孔机和斜轧延伸机轧辊旋转方向的合理配置。研究结果对轧机设计、车间平面布置和提高产品质量有重要意义     

Assel轧机轧制薄壁管壁厚螺旋性不均研究

针对Assel轧管机轧制薄壁管时出现内螺纹缺陷问题,采用三维有限元分析软件Simufact,对X20Cr13钢管典型规格160mm×6.5mm Assel斜轧过程进行数值模拟。研究了不同芯棒运动方式、送进角及轧辊辗轧带线型对斜轧后荒管内螺纹深度的影响。结果表明:全浮动芯棒轧后荒管所产生的内螺纹深度最小,固定芯棒次之,拉力芯棒最差;随着送进角逐渐增大,轧后荒管的内螺纹深度逐渐加深;双曲线型辗轧带更有利于控制轧后荒管的内螺纹深度,双曲线辗轧带条件下,轧件在轧制过程中所产生的扭转变形量要较直线型辗轧带小大约35%。     

钢管斜轧穿孔机中最佳咬入条件的辊型设计

本文介绍在钢管斜轧穿孔机中,利用轧辊和轧件存在着共轭几何关系的原则,导出全接触的复合曲线辊型的设计公式。通过试验证实这种新辊型能够在自然穿孔条件下,实现最小的顶头前压缩量,并对新辊型改善咬入条件的特点进行了理论分析,确定了实现二次咬入的力学条件。这种新辊型对低塑性钢穿孔质量的改善和实现大前进角强化穿孔过程都有很大意义。     

锥型辊斜轧延伸工艺研究

介绍了锥型辊带钢轧角，由顶头和导板封闭孔型的斜轧延伸工艺，并通过与曼式二次穿孔工艺的实验比较，证明锥型辊工艺金属变形合理，消耗小，有较好的钢管质量和更高的生产效率。     

二辊斜轧穿孔时高合金钢圆坯的变形分布及分层形成机制

研究了二辊斜轧穿孔时高合金钢圆坯在变形区的变形分布和变化，观察和分析了分层缺陷的组织特征和影响因素，在此基础上，对二辊斜轧穿孔变形分布以及分层缺陷形成的机制进行了探讨。     

板带材轧制头部翘曲的影响因素

 用正交实验方法对影响板带材轧制头部翘曲的因素进行了铅板轧制实验研究。影响因素有上下轧辊直径比、压下率、导入角和轧辊转速。正交实验是L25(45)，研究表明：辊径比对头部翘曲影响最大，导入角的影响次之，轧辊转速的影响最小，各种因素的影响趋势变化呈现了不同的规律。实验轧机控轧6 mm铅板头部翘曲的最佳工艺参数为上下轧辊直径比1∶1，压下率5%，导入角-3°，轧辊转速164 r/min。     

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。     

基于热-力耦合的粗轧过程头部弯曲规律

头部弯曲是热轧粗轧过程中常见的缺陷,生产过程中严重影响板带产品质量和轧制稳定性。实际生产中由于轧件上下表面温降和轧制工艺参数的不对称,轧件在经过粗轧后容易出现头部弯曲现象。为实现头部弯曲规律的模型化描述,基于传热学理论及刚塑性变分原理,利用ABAQUS软件建立了粗轧轧制过程热力耦合有限元模型。系统分析了在轧制线不对中的情况下轧件温度分布对头部弯曲的影响,及在轧制线不对中且轧件上下表面存在温差的情况下辊速比、压下率和入口厚度对头部弯曲的影响,最后通过拟合得到了各工艺因素对轧件头部弯曲的影响规律,实现了轧件头部弯曲的预测。仿真研究结果表明,随着上下表面温差的增加,轧件下扣逐渐加重;辊速比、压下率和入口厚度均对头部弯曲有影响,且相互耦合;随着辊速比的增加,弯曲角度逐渐变大,轧件头部由扣转翘;随着厚度的增加,轧件头部逐渐趋于平直;随着压下率的增加,弯曲角度在一定范围内波动;现场实测数据表明,基于所建立的预测模型,预测角度偏差在±5°之内的比例达到90.10%,验证了所建立模型的有效性,实现了头部弯曲的准确预测,能够为粗轧过程工艺优化提供参考。     

常法半钢轧辊铸造缺陷分析及控制

铸造半钢轧辊新型材质具有优良的性能,用于生产热轧带钢连轧机组的粗轧机架和精轧前段工作辊,还广泛应用于生产型钢、线材和棒材的粗轧机架。通过对常法半钢轧辊若干铸造裂纹、大面加渣、辊颈缩松、渣孔等缺陷的分析和攻关,根据具体缺陷采取有针对性的控制措施,收到了很好的效果。     

热连轧无缝钢管内表面凹坑、孔洞缺陷的形成分析

介绍了热连轧无缝钢管内表面凹坑、孔洞缺陷的基本形式和分布规律。通过轧制差厚铅板实验说明规律性的热连轧无缝钢管内表面凹坑、孔洞缺陷的形成主要是由于轧件不均匀变形所致，并提出避免这两种缺陷出现的基本思路。     

钢管斜轧延伸工艺参数模拟与辗轧角优化

基于建立的斜轧延伸机轧辊速度模型，模拟分析了沿轧制方向和螺旋方向上辗轧角对轧辊速度、局部送进角、局部角速度的影响，进而分析了这些参数对金属变形和流动的影响，据此可优化辗轧角。     

三辊定减径机轧后钢管弯曲的原因分析

无缝钢管经过三辊定减径机轧制生产工序后,有时会产生弯曲,影响产品质量和深加工.通过研究管材纵轧变形机理,从摩擦系数、变形抗力和前滑等几个方面分析了轧辊辊径、轧辊硬度、轧件温度的变化对三辊定减径机轧后钢管弯曲产生的影响.     

Influence of roll with cone defect on shape in a six-high mill and its control model

Cone defect in rolls may be caused by bad grinding. Cone defect leads to shape defect in unilateral waves of the finished strip. By using a six-high mill as example and by considering the features of the devices and technology, an influence model of roll with cone defect and a suitable shape control technology of a six-high mill was established to guarantee good shape. This model was then applied to a production practice of 1220 cold continuous rolling units. Quantitative analysis of different kinds of roll with cone defect and its effect on shape control shows that the additional shape caused by cone defect are unilateral waves. In conclusion, optimising the amount of tilt settings can effectively control the additional shape caused by cone defect, which provides enterprises with a useful reference for the high-precision control of shape.     

带钢平整轧制过程中板形缺陷的遗传和演变规律

应用ABAQUS有限元软件对平整轧制过程进行三维弹塑性建模及仿真研究,通过温度场模拟入口带钢的初始板形缺陷,利用刚性工作辊的辊形变化综合表达各板形控制手段对承载辊缝形状的调控功效.基于以上力学模型,针对具有初始板形缺陷的带钢,仿真研究平整轧制后带钢的板形缺陷及其与初始板形缺陷及平整工艺条件的关系,揭示带钢平整轧制过程中板形缺陷的遗传与演变的规律.仿真计算结果表明,承载辊缝形状是决定带钢板形缺陷遗传和演变的最主要因素,轧前带钢的初始板形缺陷的程度,即最大纵向延伸差的大小,对平整后带钢的板形缺陷仅有一定程度的遗传性影响.