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。     

冷轧带钢平整机高精度高速度轧制力模型开发

与普通冷轧相比,平整轧制压下量很小,轧件的弹性变形和工作辊的弹性压扁对轧制压力分布有较大影响,通常的圆弧形轧辊轮廓假设不再合理。文章推导了分段二次曲线分布压力作用下轧辊弹性压扁量的计算模型,考虑轧制速度对变形抗力的影响,采用卡尔曼理论计算轧件的弹塑性变形,研究开发了冷轧带钢平整机轧制压力模型。轧制力计算值与实测值吻合精度高,计算速度快,表明,本模型可以用作平整轧机的轧制力设定模型。     

薄板轧制的接触摩擦及其对轧制力的影响

借助非线性有限元软件Marc,采用弹塑性有限元方法对轧制力进行了模拟,模拟结果与实测值对比说明计算模型是精确可靠的。利用此模型,在压下量及其他条件不变情况下只改变接触摩擦,计算了接触摩擦的改变对轧制力的影响。得出了轧制力沿接触弧的分布、摩擦力沿接触弧的分布及接触摩擦与轧制力的关系等一些有意义的结果。     

基于影响函数法的冷轧带钢轧制力计算

根据经典轧制力模型 ,在考虑轧制力模型与轧辊压扁模型耦合的前提下 ,开发了基于影响函数法的冷轧带钢轧制力计算程序 ,并用实际生产中的采样数据模拟计算了HC轧机各道次的轧制压力分布和总轧制力 ,将所得计算结果与现场实测数据进行比较。结果表明 :所得轧制力计算结果与实测值相近 ,轧制压力分布与实际相符 ,为HC轧机板形控制提供了一种计算轧制力的有效方法。     

钢管斜连轧工艺参数对轧制力及荒管尺寸精度的影响

为分析斜连轧工艺参数对轧制力及荒管尺寸精度的影响,取工艺变参数及范围:顶头前伸量15~28 mm、穿孔段送进角7°~9°、穿孔段孔喉34~35 mm、轧管段轧辊转速182~190 r·min-1,在斜连轧实验机组上对Φ40、Φ42 mm的管坯进行单变量多组实验。结果表明:在实验参数范围内,随顶头前伸量增大,穿孔段轧制力减小,顶头轴向力先减小后增大;随送进角的增大,穿孔段轧制力减小,顶头轴向力微增大;当管坯直径一定时,随孔喉减小,轧制力增大,而当孔喉一定时,随管坯直径增大,轧制力增大。在穿孔段工艺参数一定时,轧管段轧辊速度不同的情况下,若张力轧制时穿孔段及轧管段轧制力均减小,相反若推力轧制时均增大。对斜连轧后荒管的分析结果显示微张力轧制得到的荒管壁厚精度达±0.2 mm,外径精度达±0.35 mm。     

铝/钢复合管轧制开裂的原因分析

对影响铝/钢复合管冷轧开裂的因素进行了研究,从轧制的加工率、送进量及润滑剂三方面对复合管开裂的影响进行了分析。在润滑剂确定的情况下,导致轧制开裂的主要因素有两个:管材的相对壁厚越薄,越易开裂;管材的外径小于轧辊直径,管材容易开裂。选择合适的润滑剂和送进量,可以避免轧制开裂。     

皮尔格冷轧管机关键工艺参数周期送进量研究

针对目前皮尔格冷轧中关键工艺参数周期送进量无定量计算、选择随机性大的缺点,在分析周期送进量对轧制过程无缝钢管变形特点影响的基础上,以轧制304不锈钢管为例,通过理论计算获得送进量数值,建立周期送进量数值模拟模型,研究其对轧制过程金属变形及成品质量的影响规律,为其工艺参数选择提供依据。利用三维有限元软件建立数值仿真模型,以之前求得的周期送进量为依据,开展轧制过程仿真,得到轧制成形过程中应力状态、成品管尺寸以及残余应力等关键数据,并结合现场轧制试验共同验证成品管能否达到预期的性能。通过理论计算、数值模拟及试验验证相结合的方法,为周期送进量的选取提供支持。有限元模拟与实际试验测量得到的结果相差不大,误差不超过8%,证明了有限元模拟结果的准确性。通过理论计算得出的10 mm送进量下的残余应力比依据生产经验选取的12 mm送进量下的残余应力要减小10%以上,进一步验证了周期送进量为10 mm能够在一定程度上提高实际生产成品管的质量。     

中厚板轧制过程平面形状控制道次轧制压力分布数值分析

采用显式动力学弹塑性有限元方法和几何模型更新技术,对中厚板轧制过程中平面形状控制道次进行了模拟。对平面形状控制道次中3个阶段轧制压力分布、轧制力变化进行了分析,所计算平稳阶段轧制力值与实测轧制力值吻合较好。     

三辊冷轧管机轧制过程的数值模拟与试验研究

在简化三辊冷轧管机轧制过程的基础上,根据钢管冷轧过程的变形特点,采用Simufact有限元软件对其轧制过程进行有限元数值模拟。通过仿真模拟,分析了钢管的等效应力、等效应变分布规律及其截面变形特点,并与实际数据进行比较。分析结果表明:建立的有限元模型符合实际,模拟过程与实际轧管成型情况相符合;金属的塑性变形主要发生在减径段和减壁段;随着送进量、轧制频率的增加,轧辊的轧制力相应增大。     

Ti-Zr-Mo合金累积复合轧制工艺

通过试验确定了复合轧制温度等工艺参数,计算了Ti-Zr-Mo(TZM)板累积轧制复合过程变形抗力及轧制力,并对累积复合轧制过程各道次TZM复合板进行了性能测试和组织分析.结果表明:经过三次累积复合的材料抗拉强度和界面结合状态最佳,随累积变形量的增加,复合板晶粒显著细化,晶粒断面直径200 ～500 nm,晶粒在轧制过程中被拉长、展宽,轧制横断面上组织分布均匀化.轧制复合工艺可使TZM板材抗拉强度提高50％,2 mmTZM复合板最高抗拉强度可达968 MPa,伸长率2.0％.     

带钢热连轧精轧过程轧制力模型研究

在精轧过程中变形区不仅存在粘着区,而且存在着滑动区,但是大多数轧制力计算模型都从变形区全粘着出发,采用以西姆斯公式为基础的简化回归公式。本文将轧辊与带钢接触表面分为粘着区和滑动区;考虑了摩擦力在轧制过程不断变化,得出了不同轧制道次下摩擦力影响系数的回归公式;并且考虑了不同钢种轧制时残余应变对变形抗力的影响,建立了精轧轧制力预测模型。通过与某钢厂实测数据对比,该预测模型具有较高的计算精度。     

基于接触摩擦量化作用的镁合金轧制力预报研究

本研究针对镁合金热轧制工艺,通过协调有限元分析结果及物理试验数据,提出一种关于热轧制接触摩擦因子的确定方法,耦合多轧制工艺参数进一步拟合出其求解关系式,工艺参数包括：轧制温度,轧制速度以及压下率。在之前对AZ31B镁合金板材轧制过程轧制力预报模型及温度场数学模型建立研究的基础上,综合考虑接触单位压力及摩擦应力两方面因素的作用,对前期轧制力预报模型进行了优化重构,经确定接触摩擦作用到轧辊的压力约占整体轧制力的4.36%。     

二十辊轧机轧制力动态预设定模型研究

针对某厂二十辊森吉米尔轧机生产不锈钢时存在非稳态过程轧制力设定偏差较大,带钢厚度超差段较长的问题,建立了摩擦因数数据库,采用迭代反算方式计算摩擦因数并存于数据库,在轧制力计算时提供摩擦因数;然后在机组原有ALSTOM轧制模型及Bland-ford公式的基础上,考虑了弹性区和温度变化的影响,建立了轧制力动态预设定模型,可在AGC投入前进行动态计算,时间间隔为1.5s;设定结果与实测数据比较表明,相对误差基本在±3%以内,厚度偏差2%以上的长度控制在5m以内,实现了森吉米尔轧机生产不锈钢时轧制力的精确设定。     

中厚板残余应变的工程计算方法

针对合金元素含量较多的中厚板在轧制过程中其残余应变对轧制力的影响无法通过自学习来克服的问题,在常规变形抗力模型的基础上,分析了残余应变对中厚板变形抗力的影响,并由此提出了残余应变的工程计算模型。应用表明,该模型能使变形抗力的计算误差控制在7%以内。     

基于GA-PELM的板材热连轧轧制力预测

在板材热连轧过程中,轧制力的计算精度直接影响板带钢的实际厚度,也是实现精准在线控制的前提.然而,由于实际的轧制过程受多种因素影响,使用传统模型进行预测的精度往往比较低.为了提高轧制力的预测精度,提出了并行异构极限学习机(PELM)的轧制力预测模型,该模型学习速度快且泛化能力强,同时为了保证模型的稳定性,采用遗传算法(G...     

热轧宽带钢工作辊磨损辊型预报模型及应用

研究了带钢宽度范围内轧制力分布对工作辊磨损的影响,以及"猫耳"状边部轧制力对工作辊磨损的影响;利用实测轧制力分布结果,采用切片法计算了工作辊磨损分布,并对磨损辊型进行预报。基于现场实测数据优化了模型系数,磨损模型求解的预报值与实测磨损辊型值相接近,说明磨损预报模型具有较高的精度;并且模型公式简单、计算速度较快,可用于工作辊磨损辊型的在线预报。     

带钢热连轧过程轧制力三维有限元模拟

在现代计算机控制的带钢生产中,轧制力的设定极其重要.根据宝钢轧制力模型和现场实测数据,结合热连轧过程中带钢三维变形和热力耦合的特点,应用DEFORM-3D软件建立了带钢热连轧前两个道次的有限元模型,模拟了热连轧过程中两个道次的轧制力变化,并与宝钢模型计算值和实测值进行了对比.结果表明,有限元法计算的轧制力与现场实测数据接近,两者误差在5.0%以内,同时有限元法的计算精度高于宝钢轧制力模型,特别是在第一道次,轧制力计算精度高出4.0%,该模拟为现场轧制工艺参数的调整优化提供了重要的参考价值.     

轧钢机力能参数神经网络预测

在分析轧机轧制过程中的力能参数的基础上 ,测量并计算了 50 0 mm轧机的轧制力。探讨了用神经网络模型确定轧制力的方法 ,预测了轧制力 ,并将三种方法得到的轧制力进行了比较。结果表明用神经网络模型预测的轧制力误差远小于基于传统数学模型计算的轧制力误差 ,它能较好他反映实际轧制过程的特征。     

轧环机工作参数理论设计

分析了环件轧制的力学规律和运动学性质。研究和建立了环件轧制的咬入条件、锻透条件、轧制力与力矩关系、直线运动与旋转运动关系。在此基础上 ,确定了轧环机主要工作参数的理论设计方法和计算公式 ,为轧环机设计制造提供了依据。