500热连轧窄带钢粗轧工艺优化及有限元分析

针对某500热连轧窄带钢生产线Φ650三辊粗轧机组采用双根轧制代替单道次轧制的优化方案,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对Q235B钢优化前、后的整个粗轧过程进行了数值模拟分析。分析结果表明:优化前后轧件断面温度、等效应力-应变分布规律基本一致;特征点温度与实测值吻合良好,前5道次轧件侧面出现了明显的双鼓形;由于采用共轭孔型轧制,上下轧槽直径不对称,轧件上表面应力、应变比下表面略大;对优化前后的轧制力及轧件尺寸进行了分析对比,校核了优化前后粗轧机的主设备能力。优化结果表明优化后的轧线生产能力提高28.47%。     

TC11钛合金棒材热连轧过程力能参数分析(英文)

将Ф25 mm 的 TC11 钛合金棒材在四机架 Y 型轧机上连轧至Ф17 mm,孔型系统选为平三角-圆-平三角-圆。试验测试了轧件入口温度为 950 ℃时在四机架连轧过程中的温降,以及轧件温度为 750, 850, 950, 1050 ℃时不同压下量对应的轧制力、轧制力矩值;分析了轧件在不同孔型中轧制时的变形区几何形状;修正了轧制力数学模型;计算值与试验值偏差较小。因此,该数学模型计算的轧制力可以为 Y 型三辊轧制钛合金棒材提供理论研究和工程实践基础。     

Analysis of Mechanical Parameters during Hot Continuous Rolling Process of Titanium Alloy TC11 Rod

将Ф25 mm 的 TC11 钛合金棒材在四机架 Y 型轧机上连轧至Ф17 mm,孔型系统选为平三角-圆-平三角-圆。试验测试了轧件入口温度为 950 ℃时在四机架连轧过程中的温降,以及轧件温度为 750, 850, 950, 1050 ℃时不同压下量对应的轧制力、轧制力矩值;分析了轧件在不同孔型中轧制时的变形区几何形状;修正了轧制力数学模型;计算值与试验值偏差较小。因此,该数学模型计算的轧制力可以为 Y 型三辊轧制钛合金棒材提供理论研究和工程实践基础。     

40Cr凸轮轧槽不变轧制工艺的研究

针对凸轮常见生产方法存在的材料利用率过低、产量低、生产周期长等问题,尝试了轧制成形工艺。基于DEFORM刚塑性有限元法建立了凸轮轧槽不变,只改变辊缝的多道次轧制过程的三维有限元模型。模拟分析总延伸系数不同时轧件的孔型充满度,确定出最佳轧制道次为2;分析坯料直径不同时轧件的孔型充满度及变形均匀性,确定出最佳坯料直径为Φ72 mm。在Ф160 mm×200 mm两辊轧机上验证了在最佳轧制道次和坯料直径下,40Cr凸轮的轧槽不变轧制成形工艺。实验得到轧件横截面组织分布与模拟应变分布规律一致,证明了模拟结果的准确性。     

计算机模拟在轧制孔型优化和控制中的应用

通过计算机辅助软件完成棒材轧制孔型优化中的计算、成形工作,调入经优化的孔型系列,应用计算机变形模拟软件,建立轧制变形中的温度场和应力应变场变化的模拟方法。采用计算机模拟手段预测控制轧制技术中温度扩散时间对于过程温度波动的控制水平,同时完成了不同润滑条件对于轧制变形集中区域大小影响的分析。最终通过实际轧制实验验证了优化后孔型道次变形均匀性的控制水平和控制轧制技术实际应用后性能稳定性的控制能力,结果显示,实际轧件各区域组织均匀一致,钛合金轧件间强度波动小于20 MPa,实现了孔型优化和轧制控制对于轧制稳定性提升的目标。     

TC18钛合金变形本构关系及其热轧过程有限元仿真的应用

基于热模拟试验,构建TC18合金的Arrhenius型材料本构关系,并将其应用于TC18板坯多道次轧制工艺的有限元仿真,获得各道次轧制过程中的轧件温度场、等效应力-应变场、损伤场等分布情况以及载荷-轧制时间状态,进而为轧件尺寸预测以及轧机规格的选取提供指导。轧件每道次仿真所得尺寸与具体试验所得尺寸比较可知,宽展误差不超过0.7%,长度误差不超过4%。经四道次热轧试验后,在轧件边缘1 mm区域出现了裂纹,与仿真所得损伤场分布一致。上述验证表明仿真结果能够与热轧试验较好吻合。     

中厚板轧制过程的数值模拟

以L245级管线钢材料的热物性参数(密度、泊松比、杨氏模量、热膨胀系数、热导率和比热)和热模拟压缩实验获得的高温变形时应力—应变曲线等试验数据为基础,在MSC.Marc软件中建立了该钢种材料数据库,并建立了中厚板多道次轧制过程的二维有限元模型。以铸坯厚度为220mm、成品厚度为25.4mm的热轧过程为例,通过对轧件与轧辊接触面间换热系数采用取不同常数值的方法,并依据其生产时所采集的各道次相关工艺参数,对该轧件全道次热轧过程进行了数值模拟,将各道次的轧制力计算值与实测值进行了分析比较,确定了轧件与轧辊间接触面换热系数的最佳值。利用本文模型对厚度为180mm的轧件单道次轧制过程进行了数值模拟,研究了不同变形工艺参数(轧制温度、道次压下率和轧制速度)对变形区等效应变和等效应力的影响。结果表明,在轧机设备能力及生产现场条件允许时,高温粗轧阶段纵轧道次可采用低速大压下率进行轧制成形,使变形较充分地向轧件芯部渗透,从而使钢板获得细小均匀的晶粒组织,有效改善钢板的强韧性能。     

箱形孔轧制的有限元模拟

利用ANSYS平台开发环境和ANSYS二次开发参数化设计语言APDL,并结合箱形孔轧制的特点,建立了弹塑性大变形有限元模型并对箱形孔轧制进行了动态模拟分析。有限元模型程序能通过用户图形界面输入坯料规格和孔型参数,自动建立轧制模型,得到变形后轧件尺寸以及等效应力应变分布等参数,据此可以判断孔型设计是否合理和优化轧制工艺。     

中厚板生产的道次间辊缝动态修正模型

针对块与块之间的轧制力长短期自学习不能修正轧件个体差异的缺陷,提出了道次间辊缝动态修正模型。针对变形抗力参数的变化规律,提出了两维指数平滑处理模型,该模型采用指数平滑处理法,分别针对轧制规程的各个道次,按轧制顺序对各个轧件的参数进行纵向指数平滑处理;同时,针对轧钢前面道次变形抗力参数相对于纵向指数平滑的偏差进行横向指数平滑处理,以此确定在轧钢后几个道次的变形抗力参数,从而实现辊缝的道次动态修正。国内某3 000 mm轧机实际应用表明,该辊缝动态修正模型可使90％以上的轧件出口厚度波动控制在015 mm以内,具有较强的实用价值。     

热轧平三角-圆三角孔型的数学模型及有限元分析

在三辊轧制工艺孔型设计中变形区的精确数学模型是非常重要的.借助于数学解析法,提出了平-圆三角孔型系统变形区分析模型,包括接触弧长、接触宽度、接触面积、压下量,轧后轧件尺寸参数.用弹塑性有限元方法模拟了8道次平-圆三角孔型系统连轧过程.模拟结果和数学模型所计算的变形区参数误差小于10％,可以说,推导的数学模型计算较准确,可以应用于实际孔型设计中.     

首钢京唐2 250 mm热轧带钢生产线薄带甩尾问题探究

对首钢京唐钢铁有限公司2 250 mm热轧生产线薄规格轧制过程中造成甩尾的因素进行了分类和总结,包括轧件跑偏、板形控制不良、活套工作异常或失张、轧制计划过渡不合理,并根据现场实际情况提出了减少甩尾发生的具体解决措施,保证了轧制的稳定性。     

三线切分工艺生产φ18 mm带肋钢筋的实践

介绍了日照钢铁控股集团有限公司第二棒材生产线采用三线切分工艺生产φ18 mm热轧带肋钢筋的实践,其利用16 mm钢筋的孔型系统,结合现有工艺设备,兼顾工艺共用性,开发了新的孔型系统和导卫装置,成功实现了18 mm带肋钢筋的三线切分轧制,使其产量提高了41%,产品合格率达99.9%,作业率达89%以上。     

A study of the effect of the deformation parameters on recrystallization behavior in the rod rolling process

Rod rolling is a process in which the deformation of the workpiece between the work rolls is quite different from the rod drawing process, but the area strains (natural logarithm of area reduction ratio) multiplied by a constant have been used in the calculation of the pass-by-pass evolution of austenite grain size in rod (or bar) rolling without any verification. Considering that the deformation parameters (strain and strain rate) at a given pass play a crucial role in determining recrystallization behavior, the calculation method for the deformation parameters associated with rod rolling should be examined. In this study, a series of numerical simulations has been carried out using an area strain model [5] and an analytic model [6] which calculate the pass-by-pass strain in the rod rolling process, focusing on the effect of the calculation method for the pass-by-pass strain on the recrystallization behavior and evolution of AGS (austenite grain size) during a given pass. These have been investigated for a six-pass rolling sequence (oval-round or round-oval) designed for this study by incorporating the recrystallization and AGS evolution model being widely used in hot rolling. It was found that the recrystallization behavior and evolution of AGS during a given pass were significantly influenced by the calculation methods for deformation parameters. The area strain model lacks mathematical grounds to be used as input to the equations for recrystallization and AGS evolution.     

Dimensional analysis in steel rod rolling for different types of grooves

Sequence design for shape-rolling processes consists of roll pass and profile design, i.e., transforming the billet into a final shape. For the prediction of the mean effective strain of the workpiece during rod rolling, an analytical model by Shinokura and Takai was used. They verified the formula by applying it to a variety of rod-rolling geometries (oval-square, oval-round, square diamond, and diamond-diamond). Today, on the other hand, the finite element (FE) techniques allow analysis of rolling processes in such a way as to simplify the work of design engineers. In this study, a round-oval pass and a round-flat oval pass are analyzed for steel rod rolling. In particular, the analysis of the spread, the surface profile, and cross-sectional area of the workpiece were conducted during rolling. Experimental data such as the maximum spread and the radius are compared with the results of the analytical model and FE analysis.     

影响五线切分棒材性能线差的因素和控制措施

针对新疆昆玉钢铁有限公司棒材车间采用五线切分轧制工艺生产HRB400E 12 mm抗震钢筋时出现5线棒材性能差别较大的问题,分析了孔型设计、控轧控冷冷却装置、反吹气(水)、尺寸线差等影响因素,提出了相应的解决措施,使5线棒材的强度差稳定控制在15 MPa以内。     

Specific pressure in steel rod rolling with grooves

In the design of roll stands for use in grooved steel rod rolling, the contact pressure between the rolls and the incoming workpiece is very important. This value can be estimated with the help of a number of analytical and semiempirical models described in the published scientific and technical literature. In this study, the possibility of using numerical simulation in determining the contact pressure during the rolling of a round bar with oval grooves is analyzed. The results of the numerical analyses are then compared with those of two other modified analytical models.     

安钢2800中板轧机物理参数测量及分析

应用冶金测量车对安钢2800mm四辊可逆式中板轧机在轧制时的物理参数进行测量和数据分析,了解了在目前工艺条件下的轧机负荷情况和薄弱环节,为更好地使用,维护轧机和进一步扩大轧制品种提供科学依据。     

平转立切分活套器的改进

针对棒材切分轧制中平转立切分活套器和出口导管易发生堵钢事故以及导管寿命短的问题,福建三钢（集团）有限责任公司棒材厂通过改进,使双线轧件的平转立扭转在全长为3030mm的活套架内缓缓完成,减少了轧件拐弯和上爬的角度,并将双线出口喇叭导管由原带喇叭口的、长850mm的扭转圆导管改成长650mm的方锥喇叭方管,不仅减少了活套器内的堵钢事故,还延长了出口喇叭导管寿命。     

高速线材轧机φ22 mm盘条的开发与应用

为了适应市场对φ22 mm冷镦钢、圆环链等产品的需求,安阳钢铁股份有限公司在高速线材生产线上对其进行了开发。通过孔型优化设计,实现了粗、中轧圆钢、带肋钢筋盘条孔型共用,减少了孔型系列,提高了生产效率;制定了料形、辊缝、张力等工艺操作规范,保证了生产顺行、产品质量。针对生产中吐丝卷形不良、盘条表面划伤的问题,分析了其产生原因,并提出了相应的改进措施,可对盘条外形尺寸、表面质量、卷形质量等进行有效控制,满足了用户要求。     

攀长钢特殊钢棒线材连轧生产线工艺设备特点

介绍了具有国际先进水平的攀长钢特殊钢棒线材连轧生产线产品品种规格、车间布置、工艺设备特点,以及步进梁式加热炉、轧机、减定径机、飞剪、吐丝机等主要设备技术参数。