关于石油套管定径轧制过程中残余应力的分析

在石油套管制造过程中,热轧无缝钢管制造的最后生产环节是定径工艺.此环节决定了石油套管的尺寸和几何形状,消除了石油套管轧制和热处理后的尺寸及圆度等误差,同时也影响其机械性能.分析了在符合石油套管的尺寸和圆度要求下,定径压下量与残余应力之间的关系、石油套管定径轧制时的变形规律,以便减小定径工艺所产生的残余应力,获得最佳的定径效果,提高石油套管的机械性能.     

石油套管定径轧制残余应力的模拟分析

 在石油套管制造过程中,一般要采用定径工艺消除石油套管轧制和热处理后的尺寸及圆度等误差。这一热轧无缝钢管的最后生产环节决定了石油套管的尺寸和几何形状,同时也影响其力学性能。为此,研究了满足石油套管的尺寸和圆度要求下的定径压下量与残余应力之间的关系,进行了石油套管定径轧制时的变形规律分析,以便减小定径工艺所产生的残余应力,获得最佳的定径效果,提高石油套管的力学性能,为定径工艺的制定提供理论依据。     

无缝钢管定径步进加热炉

318无缝钢管车间是在60年代建成的,采用皮尔格轧管机轧制钢管,钢管定径为五辊定径机,定径前再加热是用端部进料,侧面出料的斜底式加热炉。80年初将斜底炉改为步进梁式加热炉。     

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.     

轧制油润滑系统在2250 mm热轧线的优化

文章研究了轧制油润滑系统对热轧带钢在轧制过程中的轧制力、摩擦系数、主电机电流的关系,特别是轧制薄带及特殊钢种时精轧机轧制力大,轧辊磨损严重,机架震动严重。轧制油润滑功能的使用是精轧机稳定轧制薄带及特殊钢种的重要因素,投入轧制油润滑系统后降低了轧辊损耗、减少换辊次数、降低能耗。     

钢管连轧过程中机架孔型参数优化

为了优化某限动芯棒连轧管机的孔型参数,利用正交试验参数优化方法,结合钢管热连轧有限元模拟分析,研究轧辊孔型参数(脱离角、脱离比、过渡圆角半径、辊缝值)对轧制所得钢管的尺寸精度和轧制过程中力能参数的影响,分析各参数影响的显著性,确定各因素的优化组合.结果表明:辊缝值对外径椭圆度、壁厚不均度和轧制力矩的影响最为显著,脱离角的影响居于次位,而脱离比对外径椭圆度、轧制力、轧制力矩的影响最小.根据影响规律获得较优参数组合:脱离角35°、脱离比2.25、过渡圆角半径5mm、辊缝值35 mm.对比仿真结果,优化后的钢管尺寸精度较优化前有明显提高.     

无缝钢管定减径过程的有限元模拟

利用非线性有限元分析软件MSC．Marc对无缝钢管连轧工艺中的定减径过程进行了有限元模拟,分析了变形过程中金属的流动、管子的变形以及轧制力的变化等规律,得到了定减径过程中应力与变形的分布与变化以及各个轧制道次和最终成品管的结构形状,并通过实验的结果验证了所建立的钢管定减径过程有限元分析模型的正确性。研究的结果为生产实际提供了有益的依据。     

Assel轧管机轧制薄壁φ70 mm×3 mm合金结构钢管工艺研究和辊型改进

现场实验研究了Assel轧机轧制过程减径量、减壁量、牌坊转角、钢管径壁比(d/t)和转速对20Cr钢管扩径量(△d)、壁厚不均匀度(△t)和轴向滑移系数(ηo)的影响.设计了轧制φ70 mm ×3 mm 20Cr钢管的辊型.工业生产结果表明,毛管尺寸为φ76.3 ～76.7 mm×7.89 ～8.36 mm,Assel轧机轧制参数为喉径58 mm,芯棒52mm,转角15°,转速200 r/min时可轧出符合标准要求的φ70 mm×3 mm的20Cr钢管.     

提高冷轧过程控制轧制力模型的设定精度

选择考虑冷轧带钢轧制过程变形区金属塑性变形和入、出口弹性变形的Bland—Ford—Hill模型作为冷轧过程控制轧制力模型并进行分析,确定出变形抗力和摩擦系数是影响轧制力最主要的两个因素。提出用间接法（变形抗力模型和摩擦系数模型的白适应学习）和直接法（轧制力模型本身的自适应学习）来提高轧制力模型的设定精度。实际应用结果表明,上述两种方法的综合效果使轧制力模型设定精度明显提高且性能稳定,可满足在线控制的需求。     

大直径管端定径工艺关键参数与仿真研究

采用内外模扩缩径的方案对管材端部进行定径精整,收到了良好的效果。初步研究了方案的结构参数,给出了定径力与被定径管材的屈服极限、原始椭圆程度的量化关系。对变形过程中与定径精度的相关因素进行了研究,为管端定径装备的系列化设计与金属变形工艺的优化奠定了基础。     

无缝钢管回退式芯棒二辊连轧特性分析

利用有限元软件MSC.Superform对回退式芯棒钢管连轧过程进行数值模拟,探究回退式芯棒二辊连轧钢管的金属变形、力能参数及运动学特点。结果表明:与全浮动芯棒相比,回退式芯棒轧制时金属横向流动较小,降低了孔型开口处金属过充倾向;钢管平均壁厚偏薄,促进了钢管减壁,但可能会造成壁厚收缩;轧制力有一定的降低。与限动式芯棒相比,芯棒轴向力较大,钢管易发生抱棒。     

自动轧管横向壁厚精度研究

摘要：针对自动轧管机轧制薄壁不锈钢管中出现的严重横向壁厚不均问题,借助于三维有限元分析软件Simufact,对X10CrNiTi18不锈钢管典型规格112mm×4.5mm自动轧管过程进行数值模拟。研究了不同轧辊孔型结构参数、芯棒润滑状态、轧辊孔型磨损及穿孔毛管偏心对自动轧管横向壁厚精度的影响。结果表明：随着芯棒摩擦因数的增大,所轧荒管横向壁厚精度明显恶化;偏心毛管轧制所轧荒管依旧偏心,延伸轧制对穿孔毛管偏心壁厚纠偏能力有限;磨损的孔型修模后,采用负芯补轧制较增大芯棒直径轧制所轧荒管横向壁厚不均度增大;采用三段式圆弧孔型,所轧荒管横向平均壁厚更接近目标壁厚,横向壁厚不均度由原孔型的13.55%下降到9.94%,横向壁厚精度明显改善。     

Study on transverse wall thickness accuracy of tube rolled by automatic plug mill

In view of serious uneven transverse wall thickness of thin walled stainless steel tube rolled by automatic plug mill，the automatic tube rolling process of X10CrNiTi18 stainless steel tubes with typical specification of 112mm×4.5mm was numerically simulated by using 3D finite element analysis software Simufact. The influence of different roll pass structure parameters, different mandrel lubrication state, roll pass wear and eccentricity of pierced shell on transverse wall thickness accuracy of automatic rolling tube was analyzed. The results show that as the friction coefficient of the mandrel increases, the accuracy of transverse wall thickness of the rolled tube deteriorates obviously. The hollow tube rolled by eccentric pierced shell is still eccentric, and it shows that the elongation rolling has a limited ability to correct the eccentric wall thickness of the pierced shell. With repaired the worn pass, the unevenness of the transverse wall thickness of the rolled tube increases using the negative mandrel compensation rolling compared with the increase of mandrel diameter. The average transverse wall thickness of the rolled tube is closer to the target wall thickness by using three section arc groove, and the transverse wall thickness unevenness decreases from 13.55% of the original groove to 9.94%, and the transverse wall thickness accuracy is obviously improved.     

Friction Coefficient Between Rolling Tube and Mandrel of Full Floating Mandrel Mill

 In the process of steel tube production, continuous tube rolling is the foremost forming procedure and the critical step that decides the dimension precision and the surface quality. In the actual production of the 140 mm full floating mandrel mill in Steel Tube Branch in Baosteel, steel T91 was chosen to be the typical sample, self made rolling force transducer and mandrel velocity testing equipment were used, and a series of comprehensive tests on rolling parameters including the rolling force and mandrel velocity were carried out. After the experiment, the friction state between rolling tube and mandrel was analyzed. The friction coefficient was calculated and the values of 0033-0074 in each mill were obtained. The friction coefficient increases obviously along the rolling direction.     

φ89连轧机组钢管轧制壁厚规律仿真研究

按相关技术要求,选用ck45、X1OCr13和42CrMo4等三种不同材料的钢管,针对衡阳钢管φ89连轧管机组钢管连轧过程进行热一力耦合数值模拟仿真,研究了不同壁厚的荒管连轧过程中壁厚沿纵向的分布规律。结果表明：整个连轧过程中,钢管壁厚总体是减薄的,但并非单调减少;钢管出第1机架后,壁厚基本不变;钢管出第2机架后,开口处有少量减薄,而顶部已减薄的壁厚却逐渐增厚;孔型开口处的壁厚存在拉薄现象。     

薄壁无缝钢管顶管过程拉凹缺陷研究

摘要：为了解决CPE顶管机组轧制薄壁无缝管实际生产中出现的管壁拉凹问题，基于某钢管公司114mm CPE顶管机组的装备和工艺条件，借助于有限元分析软件Simufact，对42CrMo4钢管典型规格111mm×435mm顶管过程的辊模力、各机架轧件出口壁厚、应力应变及相对滑动速度进行了分析。结果表明，顶管过程中，减壁量较大的机架之间存在张力作用，机架减壁量越大，轧件在辊缝处壁厚减薄量越大；轧件在辊缝处所受到的轴向应力均为拉应力，在靠近轧件头部一段距离内轧件所受到的轴向拉应力较大，发生壁厚拉凹的倾向性增大。机架过大的减壁量和减壁率引起的轧件沿孔型宽度方向的严重不均匀变形、机架间大的张力及芯棒与轧件间过大的速度差引起的芯棒拽入力是顶管过程管壁拉凹缺陷产生的主要原因。     

Method for Improving Transverse Wall Thickness Precision of Seamless Steel Tube Based on Tube Rotation

The tube rotation method(TRM) refers to the rotational movement of steel tube about its axis as well as translation in rolling direction in stretch reducing rolling process.The influence of the TRM on transverse wall thickness precision of seamless steel tube was studied.Thickness distribution of the TRM was obtained by superimposing the thickened amount of single pass rolling.Results show that the TRM can effectively improve the evenness of thickness distribution.In order to analyze the influence mechanism of the TRM,the finite element method was adopted to simulate the thickness distribution in stretch reduction process.Results show that the TRM changes the roundtrip flow between two fix places of conventional stretch reducing and inhibits the directional accumulation of metal.In addition,the TRM has a correction effect on thickness cusp.All these advantages of the TRM help to improve the transverse wall thickness precision of seamless steel tube.     

提高轧制力设定精度的一种离线优化方法

轧制力参数设定是轧机设定模型的核心参数之一,对决定成品卷的厚度精度及板型质量至关重要。京唐酸轧二级模型计算轧制力时采用Bland-Ford-Hill公式,经分析确定影响轧制力计算精度的参数主要为变形抗力和摩擦力因数。因此提出了一种利用特定钢种的初始历史实际轧制数据离线调整其变形抗力和摩擦力因数的方法,从而提高本钢种在线轧制力模型的设定精度。实际应用表明,使用通过此方法优化后的变形抗力和摩擦力参数计算轧制力,轧制力设定模型的精度得到了明显提高,能够满足在线控制需求。     

宝钢φ460无缝钢管三辊连轧管机组的技术进步

简述了宝钢460无缝钢管项目热轧线的技术设计。对比当今世界上最先进的同类大口径三辊连轧管机组,分析了宝钢460三辊连轧管机组的技术进步：加大原料管坯直径;提高锥式穿孔机的轧制力矩,增大穿孔机轧辊直径,并在进料侧使用管坯预旋转装置;减少连轧管机及定径机的孔型系列;提高连轧管机的最大允许轧制力;采用12机架定径机,最后3个为可调型机架;应用了液压小舱技术及CARTA工艺控制软件包等。     

二次冷轧机组乳化液体积分数在线控制技术

 针对二次冷轧机组轧制升降速过程中轧制压力波动的问题,充分考虑乳化液直喷系统的设备与工艺特点,在分析了轧制速度、乳化液体积分数等对带钢表面析出油膜厚度、轧制变形区油膜厚度、摩擦因数、前滑值、轧制压力影响的基础上,建立了乳化液体积分数与轧制速度之间的对应关系,通过在线实时调节乳化液体积分数弥补升降速过程轧制压力的波动,形成一套二次冷轧机组乳化液体积分数在线控制技术。本技术在某钢厂1 220二次冷轧机组应用后,有效地减少了升降速过程轧制压力与带钢厚度波动,提升了轧制稳定性与产品质量,具有进一步推广应用的价值。