宝钢钢管厂引进的张减辊质量研究

一.前言张力减径机组是宝钢钢管厂主要机组之一,其轧辊在工作时将受到切向拉伸与径向压缩的复合应力,而在轧辊孔型表面与钢管之间则产生相对的滚动与滑动摩擦;又因轧辊与灼热(温度980—600℃)的钢管管坯接触,使孔型表面温度升高,但与钢管脱离接触后即在连续喷水下冷却,从而使该表面还承受冷热交变应力的作用。由以上可知,张减辊工作条件比较复杂,要满足使用要求需具有足够强度与韧性,并有良好耐磨性与抗冷热疲劳性能。     

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.     

张力减径机有限元模拟中的负体积分析

针对钢管张力减径机有限元模拟过程中出现的负体积问题,结合实际计算实例从有限元基本理论出发分析了导致有限元模拟过程中负体积出现的原因。对模拟过程中出现负体积的关键环节进行了网格细化、时间步长、接触刚度等参数的重新设定或积分类型的改变,最后实际计算结果表明模拟过程中的负体积问题得到有效消除。关于有限元模拟过程中负体积问题的计算分析实例,为多机架张力减径全模型模拟中出现的负体积问题的解决提供了技术支持。     

钢管微张力定减径过程有限元模拟与分析

采用ANSYS／LS—DYNA大型通用有限元分析软件对无缝钢管张力定径过程的金属变形行为进行了模拟，较直观适时地反映了该过程的金属变形状态。得到的应力应变分布结果能够较好地解释钢管定减径过程中出现的壁厚不均等现象，模拟结果与实际生产中钢管变形行为状态基本一致。研究结果对于分析、制定和优化钢管定减径工艺制度具有较好的指导意义。     

张力减径钢管质量缺陷及预防

张力减径是热轧无缝钢管生产中不可缺少的一道轧制工序,钢管在经过减径机后容易出现一些质量缺陷.文章详细介绍了钢管在张力减径后容易产生质量缺陷及其形成原因和预防.     

KOCKS三辊张力减径机组降低成本改善质量推进钢管生产的发展

1　概述KOCKS棒材减定径机组 (RSB)和 KOCKS钢管精密定径机 (PSM)及张力减径机组 (SRB)以三个输入传动轴、轧辊径向可调或不可调整为特点的机架代表了三辊技术的“领先技术状态”。精密定径机 (PSM)可装配 3个径向可调节的三辊机架并且可用来给现有的张力减径机升级换代。已经安装在现有设备后面的精密定径机 (PSM)可在生产成本及钢管质量方面取得巨大的效益。完全克服并摆脱了传统张力减径机所受的限制 ,具体体现在以下几个方面 :1 )可获得更高的轧制力和扭矩 ;2 )实现了更小的机架间距 ;3 )可快速换辊 (3 0分钟 /机架 ) ;4)轧辊…     

无缝钢管张力减径过程内六方产生的模拟分析

根据无缝钢管张减过程的变形特点,利用MSC.Marc软件建立了三维热力耦合有限元分析模型,对18机架张力减径试轧产品进行数值模拟,模拟结果与实测数值的对比表明建立的分析模型实用可靠,精度较高.通过研究各机架出口断面不同点的壁厚变化,得出减径后钢管横向壁厚分布不均,探讨了内六方缺陷产生的原因.该模型的建立为分析产品缺陷、指导工艺设计提供了依据.     

热等静压法制造复合轧辊的研究

首次尝试用了热等静压法制造大型钢管张力减径机复合硬持合金轧辊，并获得了近实物尺寸的复合轧辊。通过对复合轧辊解剖取样，考察了复合轧辊界面结合特征，测定了复合轧辊界面结合强度，分析了复合轧辊裂纹产生的原因，为热等静压法生产复合轧辊的进一步研究提供了工艺参考和实验依据。     

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.     

钢管定径过程的有限元仿真

利用有限元软件仿真了钢管的定径过程,研究了轧辊压下量、摩擦系数和管壁厚度等与轧制力的关系.结果表明:咬入时,轧制力随摩擦系数、壁厚和缩径量的增加而提高;稳定轧制时,轧制力最大并趋于平稳.模拟了钢管定径过程中咬入和稳定轧制时钢管内应力、应变的变化规律.分析了定径过程中钢管内金属流动和弹复行为.     

热镀锌机组沉没辊系受力模型及影响因素

 热镀锌机组沉没辊系在锌锅内工作状态下受力情况复杂,受外界影响较大。充分考虑热镀锌机组设备与其工艺特点,首先分析沉没辊系在工作状态下受力情况,分别建立矫正辊插入量与包角的关系式、基于辊面锌渣沉积厚度的辊面摩擦因数经验模型。随后采用条元离散法建立沉没辊系辊面接触压力、摩擦驱动力矩模型,基于简支梁模型确定沉没辊系轴端支撑力、轴端摩擦阻力矩模型。最后将沉没辊系受力模型应用于国内某热镀锌机组镀锌工艺段,以典型规格带钢确定沉没辊系受力影响因素,并依据机组实际工况及板形要求来确定生产工艺参数的5种不同水平,来分析其对辊系受力状态的影响规律,为沉没辊系工艺优化提供指导依据。结果表明,4种工艺参数对辊系接触压力及摩擦力矩影响都存在差异性,矫正辊插入量与辊面接触压力呈现非线性关系;带钢张力对各辊接触压力影响程度不同,其中沉没辊受到的影响最大,而其余两辊受到张力几乎不影响;辊面平均摩擦因数、带钢速度对辊的接触压力几乎不影响;辊系摩擦驱动力矩、轴端摩擦阻力矩随着矫正辊插入量及辊面平均摩擦因数增大都呈现出不同程度增大。带钢张力与沉没辊摩擦驱动力矩、轴端摩擦阻力矩呈线性变化关系,而带钢张力对其余两辊影响很小。带钢速度对辊系的摩擦驱动力矩、轴端摩擦阻力矩影响很小。     

Friction Model for Strip Rolling

To improve the accuracy and speed of finite element calculation,a new friction model was proposed,in which a layer of thin friction element between the roller and workpiece was introduced to consider the contact friction.This model was used in the three-dimensional elastic-plastic finite element model of strip rolling process.Taking the geometrical size and physical characteristics of intermediate medium between roller and workpiece into consideration,the stiffness of the friction element was corrected by two factors,i.e.,the thickness of friction element and β factor.Without any assumption about the value and direction of friction force and neutral point position,the rolling process was simulated by using this model.The results obtained by this model were compared with the experimental results and the feasibility of the model was verified.     

张力减径过程管形预测的分组有限元模型

针对无缝钢管张力减径产品的管形问题,将张力减径过程分为机架内的轧制变形和机架间的网格再生过程,在有限元软件Marc平台上,建立了管形预测的分组有限元模型,进行三维热力耦合有限元模拟研究。结合某厂产品的轧制工艺,进行了管形模拟分析,并与实测数据进行对比,验证模型的可靠性。该模型为提高产品质量、指导工艺设计提供了研究手段。     

圆孔型系统张力减径后钢管横向壁厚不均匀性的模拟

用有限元法模拟152．5BR圆孔型系统主变形四机架连轧过程发现：张力减径后钢管的横向壁厚分布不均匀,产生内六方趋势,内六方趋势的大小与主变形机架的数量呈直线关系。利用这种关系可预测152．5BR圆孔型系统生产的各种规格钢管的横向壁厚不均匀程度。实际生产轧制试验证明了该有限元模拟结果的正确性。     

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.     

板带热轧变形过程中的非均匀应变问题分析

 采用有限元分析软件ANSYS/LS DYNA模拟板带轧制过程，分析了轧辊直径、轧件温度、轧件入口厚度和接触摩擦对变形区等效塑性应变的影响。结果表明：轧辊直径、轧件入口厚度和接触摩擦显著影响应变分布的不均匀性，应变的不均匀会导致再结晶晶粒的不均匀分布，而轧件温度对应变分布的影响规律不十分明显。该研究结果将为组织性能预报提供基础数据。     

定张减温降计算模型

在对轧制时钢管的温降原因进行分析的基础上，给出一种定张减温降计算模型，该模型考虑了辐射、接触传导、内部传导对温度的影响。通过对轧制实验测定得到钢管的温降数据与此模型实例计算的结果进行对比分析，表明该模型比较准确，能够满足生产实际的要求，可用于自动控制系统中定张减温降的计算，从而为控制系统比较准确地对轧机进行设定及调整提供依据。     

斜轧钢管缺陷的有限元分析

根据钢管斜轧过程的变形特点,利用ANSYS/LS-DYNA软件进行三维热力耦合弹塑性有限元分析,建立了二辊斜轧钢管有限元模型及其摩擦、传热和接触等重要边界条件。通过仿真计算,获得了二辊斜轧过程中的应力场、应变场、温度场参数的变化特点,并阐述了二辊斜轧过程中出现的多边形效应、前卡现象和扭钢现象以及产生的原因。     

Finite element analysis of the bulge defect forming and eliminating on tube continuous rolled by full floating mandrel mill

Based on the ABAQUS explicit dynamic simulation platform,the finite element model of single stand mill with restrained mandrel was adopted to research the influence of mandrel - roller velocity ratio (MRVR),mandrel friction and tension between stands on rolling force.The analysis results show that when the MRVR is lower than 1,the rolling force increases obviously with the increase of MRVR and reaches the peak value when the MRVR is about 1.The rolling force increase induced by the MRVR increase is the main reason of the formation of the bulge defect on the tube head and tail at the entering and exiting stage during tube continuous rolling process by full floating mandrel mill,which can be intensified by the increase of mandrel friction coefficient.The rolling force decreases with the increase of tension.As the tension is larger, the rolling force decrease amplitude is larger.The influence of backward tension on rolling force is greater than that of forward tension distinctly.Tension control can be used to decrease the rolling force increase induced by the MRVR increase,which is imposing tension at the same time when the MRVR increases,in order to improve even eliminate the bulge defect,and enhance the tube dimension precision.