H型钢热连轧过程的金属变形分析

借助有限元分析软件Abaqus/Explicit建立了中型H型钢连轧过程的有限元模型,通过截面控制技术实现了连轧过程的有限元模拟,着重分析了型钢热连轧过程中轧件金属的流动情况和变形规律.分析表明,由于变形条件不同,H型钢万能轧制腹板与翼缘变形不太一致,并且腹板与翼缘连接处金属变形最为复杂,轧边机轧制时主要对翼缘端部压下,制定规程时应以万能轧制时为主.研究为H型钢的轧制工艺、改进产品质量、合理制定万能压下规程提供了依据和参考.     

H型钢腹板和翼缘均匀延伸研究

H型钢腹板和翼缘在不同的变形区内变形,容易造成腹板和翼缘的不均匀变形。为了保证腹板和翼缘的均匀延伸,传统的方法是使翼缘的压下率比腹板的压下率大3%~5%,往往会出现波浪或裂纹。用实验的方法,改变翼缘和腹板延伸比,保证腹板和翼缘均匀延伸,因而提高了H型钢的轧制质量。并提出了推荐的轧制规程,为实际生产制定轧制规程提供依据。     

万能轧机轧制H型钢变形区的研究

万能轧机生产H型钢一般需要与产品形状相似的异形连铸坯作为原料。通过对万能轧机轧制H型钢时变形区的分析,提出轧制时腹板减少的金属一部分用于延伸,另一部分转移到翼缘,参与到翼缘的展宽和延伸。这样,降低了腹板的延伸系数,增加了翼缘的延伸量,使翼缘的变形与腹板的变形之间更加均衡。为此,设计了新的万能轧机粗轧机X孔型,提出了相应的水平辊和立辊的压下量控制方案。经实践,采用该方法降低了万能轧机机组对坯料的要求,即可以采用方坯或矩形坯,增加了万能轧机对轧件的控制能力,提高了生产效率。     

H型钢万能轧制过程综合实验研究

在三机架可逆连轧实验机组上，采用铅试件和钢试件，对Ｈ型钢的万能轧制过程进行了综合实验研究，探讨了翼缘和腹板压下率差对腹板前滑、翼缘宽展以及翼缘压下率对轧制力、轧制力矩的影响规律，发现了一些钢试件和铅试件万能轧制时的不同特性，得到了一系列的轧制过程工艺资料。     

H型钢轧制规程对端部舌形的影响

在轧制过程中,由于H型钢腹板和翼缘的延伸不均匀,出现了"端部舌形"。在目前的实际生产中,端部舌形过大,切损严重,造成了极大的浪费。为了减小H型钢端部舌形长度,结合实验与现场生产的实际情况,建立合理的有限元模型,模拟热轧H型钢的万能轧制变形过程。根据模拟结果,分析端部变形的特点及金属的流动状况,并分析端部舌形的成因。通过优化轧制规程,减小H型钢端部舌形的长度。在万能轧机上进行轧制H型钢的实验。通过实验验证,优化后的轧制规程有效地减小了H型钢端部舌形的长度,因此可以减小H型钢端部的切损量,提高金属所得率。     

采用小异型坯生产大规格H型钢的技术研究

介绍了首钢长钢轧钢厂采用等宽的连铸异型坯(430mm×300mm×85mm×80mm)开发轧制H300mm×300mm×10mm×15mm规格H型钢的过程。为了使成品的翼缘宽度能够达到300mm,在开坯机孔型中增加了较大的凸度,在减小对翼缘压下的同时增加了对腹板的压下,以利于万能轧机轧制时翼缘的宽展。此外,还制定严谨的试轧方案,针对试轧制中出现的问题、缺陷,特别是开坯机孔型中增加了较大的凸度后,轧制时H型钢圆角部位易出现折叠的问题,重新优化了开坯机孔型、万能孔型及轧制工艺,消除了折叠缺陷,产品力学性能满足标准要求。     

H型钢开坯轧制变形分析

借助有限元分析软件MSC SuperForm2 0 0 2对H型钢开坯轧制进行了模拟。分析了金属变形特点和轧件充满情况。研究表明 ,箱形孔中轧件腹板的变形与宽展较小 ;异形孔中轧件腹板与翼缘的变形很不一致 ,腹板出变形区后厚度会反弹增加 ;异形孔中轧件不能很好地充满孔型 ,轧制力也较大     

H型钢残余应力控制研究

建立成品规格为200 mm×200 mm×8 mm×12 mm的H型钢连轧模型,利用大型有限元软件ANSYS/LS-DYNA对H型钢的连轧过程进行模拟,分析了H型钢万能轧制过程中腹板和翼缘的延伸不均匀、断面温差等对残余应力的影响。并通过金相观测实验,分析轧件有残余应力时微观组织与无残余应力时的不同。从有限元分析和实验结果可以看出,合理分配腹板和翼缘的压下量及控制冷却速度降低断面温差,可以降低H型钢残余应力。     

翼缘压下量对H型钢万能轧制影响的仿真分析

采用热力耦合弹塑性有限元方法建立了万能轧制有限元模型,以大型H型钢基础研究道次为基准,不改变水平辊压下量,仅改变立辊压下量,针对不同腿腰延伸比,完成不同工况的模拟分析,得出了不同翼缘压下量对H型钢万能轧制过程中轧件翼缘宽展和轧制力的影响。     

用万能法轧制H型钢时腹板单位压力分布规律的实验研究

作者在用万能法轧制Ｈ型钢时对腹板单位压力分布规律进行了研究，从Ｈ型钢轧制变形机理人手，分析了腹板上单位压力呈单坡形分布的原因以及腹板和翼缘延伸系数的改变对单位压力的影响。     

轧制过程中H型钢轧制压力的变化情况分析

H型钢的轧制压力分布是研究人员非常关心的问题。本文采用显式动力学有限元分析的方法 ,模拟了不同变形参数条件下H型钢在万能轧机中的变形过程 ,得出了影响H型钢轧制压力变化趋势的主要因素 ,并对其产生原因进行了分析。计算结果显示 :轧件腿宽、温度、内宽和腿腰延伸比 ,对轧件腰部轧制压力的变化趋势有比较明显的影响。轧件的腿宽和初始厚度 ,对轧件腿部外侧轧制压力的变化趋势有较明显的影响     

改善耐火H型钢腹板性能的研究

应用显微组织分析、MARC有限元温度场分析，轧制实验等方法，对耐火H塑钢的腹板性能连行了全面练合分析。得出耐火H型钢翼缘性能良好而腹板塑性较差．主要原因是由于腹板冷却速度过快造成的，提出改善腹扳性能同时保证翼缘性能的措施，取得轻理想的结果。     

大规格H型钢腹板冷却浪原因分析及解决措施

腹板冷却浪是大规格H型钢产品一种较难调整的缺陷,其严重影响产品品质和高效生产。以易出现腹板冷却浪缺陷的典型规格H 800 mm×300 mm为例,分析得出缺陷的形成机理是存在残余应力。通过生产试验,针对腹板冷却浪缺陷的主要影响因素,如腹板厚度、腹板与腿部温差、腿腰延伸比,进行了理论分析,并提出了相应改进措施。结果表明,腹板越厚,单位时间内温降后温度越高,因此生产中腹板应按照标准厚度轧制或者正偏差轧制,腿部厚度应尽量轧薄,腰部厚度应尽量轧厚;此外,在TM轧机后安装翼缘冷却装置及在轧机出、入口导卫上部增加挡水板,使轧辊冷却水分流到轧件的两侧,防止落到腹板槽内,加剧其冷却温降,从而减少腹板与翼缘的温差;还有,在轧制过程中保证H型钢腿部延伸较腹板延伸略大,同时保证腹板不受拉,可以平衡一部分轧件热收缩的影响,从而减轻腹板冷却浪的产生。基于上述措施,确保了H800 mm×300 mm等大规格H型钢的质量稳定,为其批量稳定生产提供了保障。     

H型钢轧制翼缘不同压下量的应力应变分析

应用ＭＡＲＣ软件并对其进行二次开发, 建立了Ｈ 型钢轧制模型, 在腹板相对压下量不变条件下研究了翼缘不同的压下量对轧制过程中应力应变的影响。增大翼缘压下量可改善腹板的力学性能, 同时使翼缘的力学性能下降。     

H型钢质量缺陷成因分析及控制策略

采用异形坯轧制的H型钢表面存在腹板裂纹、腹板凹坑、翼缘烂钢和R角裂纹等缺陷,通过金相显微镜组织观察、SEM观察及能谱测定、异形坯开坯后温度场ANSYS数值模拟等手段对裂纹形成机制分析。认为H型钢腹板裂纹形成主要与异形坯R角附近纵裂有关,腹板麻面形成主要与皮下气泡和加热炉加热制度有关,翼缘烂钢主要与保护渣卷渣有关,R角裂纹主要与BD-Ur-E-Uf轧制过程温度场梯度大导致应力差异性大有关。针对成因提出了改进措施。     

热轧大型H型钢残余应力相关研究

在全轧程热力耦合计算结果的基础上,对大型H型钢冷却后的残余应力场进行仿真分析。得到了沿着长度方向大型H型钢腿腰连接部位及翼缘整体表现为拉应力、腹板为压应力的残余应力场计算结果。H型钢冷却过程中,腹板的残余压应力有可能导致腹板冷却波浪的产生。对使用过程中切割翼缘时残余应力场的转变过程进行仿真分析,得到当切口到达H型钢腿腰连接部位时,切口处拉应力突然增大的结果。切口处应力场的突然变化与腹板开裂直接相关,H型钢腹板的开裂属于脆性断裂。对控制大型H型钢残余应力的方法进行仿真研究,得到了通过翼缘外侧强制冷却改善残余应力分布的结果。