无缝钢管壁厚偏心率的测量分析及降低方法

运用模型对无缝钢管壁厚偏心率的形成及构成进行分析;阐述了一种降低偏心率误差的方法——穿孔时偏心高频率旋转技术,并将该方法用于监测生产过程。分析认为:无缝钢管的偏心率由来自管坯方面的偏心率和来自穿孔顶头的偏心率构成;穿孔时采用偏心高频率旋转技术,降低了偏心率的产生振幅,使轧件沿周向产生金属流动,从而达到减小偏心率的目的。     

厚板厚向温度分布对热轧过程金属变形的影响

基于温控形变耦合工艺下轧件厚向温度分布的特点,即使轧件厚向芯表温差相等,但厚向温度梯度不同,会对金属变形产生不同的影响。通过数值模拟,研究了厚板厚向温度梯度对轧件内部金属变形的影响。对于芯表温差为300 ℃的温度场,随着冷却强度与水冷时间的不同,沿钢板厚向会形成“近表层大温度梯度区+近芯部等温区”的混合温度场。随着冷却强度的增大,水冷时间的减少,近芯部等温区厚度逐渐增加。经模拟计算,当钢板近芯部等温区厚度增加至1/2板厚时,轧件芯部应变值减少约0.015。结果表明,大冷却强度、少水冷时间的温控形变耦合工艺,会弱化轧件厚向变形渗透效果。另外,随着近芯部等温区厚度的增加,头部沿纵向金属变形不均匀性减小,表明大冷却强度、少水冷时间的温控形变耦合工艺,有利于提高轧件头部沿长度方向的金属流动均匀性。     

周期轧管变形区中轧件宽度的确定

<正> 周期轧管变形区中,轧件宽度是否与轧辊孔型宽度(主要与孔型半径及开口角有关,见图1)相适应直接影响到轧出钢管的质量。如果孔型宽度(开口角)比实际轧件宽度小,变形金属就会挤入辊缝内形成“耳子”,有“耳子”的毛管翻转90°进行下一次轧制时,钢管外表面就会形成周期性分布的轧制外折;如果孔型宽度比轧件宽度大,则金属的延伸变形不佳,钢管横向壁厚不均程度就会加剧。以我厂216周期轧管车间为例,1972—1973年期间轧制φ168及φ180钢管时,由于原设计轧辊孔型宽度变化与轧件宽度不相适应,     

三辊轧管机对穿孔毛管的壁厚纠偏能力分析

针对三辊轧管机的壁厚纠偏能力问题,采用初等解析的方法,系统分析了轧制变形区对穿孔毛管壁厚偏心的纠正特点,并通过现场实验研究了三辊轧管机对厚、中、薄规格穿孔毛管的壁厚偏心的纠正效果。研究结果表明,三辊轧管机对较厚壁毛管的壁厚纠偏效果明显,而且其变形区的减径段对纠偏起主要作用,而减壁区和辗轧区的纠偏能力很小,其纠正量仅为毛管原壁厚偏心的１／９。     

二辊斜轧穿孔顶头的改进

根据轧辊和轧件在辗轧区内存在的共轭几何关系提出新的二辊斜轧穿孔顶头设计方法及其推导计算式。介绍了顶头工作段和反锥段设计原则以及设计实例。工业性试验结果表明，新设计的穿孔顶头能显著提高毛管的横向壁厚精度。     

周期轧管机咬入条件的探讨

<正> 自从周期轧管机(热轧皮尔格)问世以来,其轧辊的孔型形状一直为人们所关心和研究。不少学者根据不同的变形规律假设,各自提出不同的孔型曲线计算方法,其中最常见的是采用指数曲线方程。如: P.Gruner公式 S_x=Soe~(-lnμ·X/L(1) S_x:轧件变形部份(相当于周期孔型锻轧带)的壁厚。 X:轧件变形部份的移动坐标,X由O→L。 L:变形区长度。μ=S_o/S_n;壁厚变形系数。     

冷却工艺对Q345钢轧制过程中金属变形的影响

受原始坯规格或轧机能力限制,厚板轧制压下率不足将使轧制变形难以向轧件心部渗透,导致连铸坯原始内部缺陷难以消除、钢板组织粗化等问题,影响最终产品的质量。研究了通过控制轧制过程中的冷却工艺,实现温控和变形耦合的轧制工艺,旨在通过厚向大温度梯度轧制增强轧件的变形渗透性。重点研究了轧件厚向相同心表温差不同温度梯度条件对金属塑性变形的影响。     

“温控-形变”轧制工艺对厚板变形渗透性的影响

为了改善厚规格钢板的内部质量,研究了一种轧制水冷耦合的"温控-形变"新工艺。通过有限元模拟,分析了该工艺对轧件厚度方向轧制变形渗透性的影响规律。分别讨论了冷却工艺和轧制工艺参数对轧件内部变形的作用效果,获得了不同厚度方向温差、钢坯温度及钢坯厚度条件下,"温控-形变"轧制对轧件内部金属流动及变形程度的规律,为工业应用中生产工艺的合理制定提供了参考。     

钢管全浮动芯棒连轧过程的三维有限元分析

借助于有限元分析软件MSC.SuperForm对钢管8机架全浮动芯棒连轧过程进行模拟,分析了连轧过程轧件的应力应变分布特点.分析表明,各机架沿孔型宽度方向的压下不均匀导致了轧件在孔型宽度方向(尤其在孔顶和辊缝处)变形的严重不均匀,轧件断面特定点(孔型开口和孔顶)在轴向上应力具有拉-压-拉属性,且规律性很强.此外,研究了芯棒摩擦对连轧过程力能参数、轧制壁厚精度的影响:随芯棒摩擦系数的增大,各机架出口轧件断面横向壁厚不均度增加,同时轧制力、芯棒轴向力明显地增大.因此在实际生产中要尽力改善芯棒的润滑效果,减小其不利影响.     

二辊斜轧穿孔导板的改进

通过所求解的二辊斜轧穿孔变形过程中轧件的理想形状,对传统的穿孔导板进行了改进,实践表明,新导板的使用寿命提高,斜轧穿孔变形更为均匀。     

连轧钢管的壁厚不均原因分析

从管坯加热制度、工艺调整、轧制工具、冷却水等4个方面分析了导致连轧钢管壁厚不均的原因,并针对上述影响因素提出了相应的预防措施。分析认为:管坯加热制度应在满足生产节奏的同时,合理控制加热温度及加热速度,降低晶粒不均匀长大倾向,从而控制壁厚不均;钢管的螺旋状壁厚不均,在排除管坯加热温度缺陷后,应从穿孔机组工艺调整及轧制工具使用方面考虑;钢管的直线状壁厚不均,应从连轧管机组工艺调整、轧制工具使用及冷却水影响等方面综合考虑。     

斜轧连轧——关于消除斜轧钢管内表面螺旋道的探索

针对Assel轧管机组等斜轧机组生产的DIS值较大的薄壁毛管、荒管内表面螺旋道缺陷比较严重的问题．在借鉴他人经验的基础上，提出在穿孔机或者斜轧管机出口侧设置“第2机架”，通过斜轧连轧减轻或消除斜轧钢管内表面螺旋道，达到改善钢管内表面质量的设想。“第2机架”的设计可借鉴旋转定径技术，也可将旋压环形轧机或者松棒机作为“第2机架”。     

三辊联合穿轧钢管轧机的工艺试验与分析

联合穿轧法是在一台三辊斜轧机上用一个道次同时完成穿孔、轧管和均整三道工序。联合穿轧钢管轧机具有大变形量的特点,宜于生产高精度的小口径无缝管,尤其是尺寸精度和形状要求严格的厚壁热轧成品管。本文介绍了该轧机的主要技术性能、三种孔型方案及试件、穿轧情况。并初步分析了穿轧中出现的管尾三角形、喇叭口、内外螺纹问题及钢管的表面质量、尺寸精度。     

锥台复合截面环件精密轧制毛坯的优化设计方法

针对广泛用于油气管道阀门、航空发动机机匣及结合环中的锥台复合截面环件较难同时获得所需的直径尺寸和台阶形状的问题,提出"等壁厚型"和"变壁厚型"两种环坯设计方法。借助ABAQUS模拟平台,建立两种轧制环坯设计下的锥台复合截面环件轧制过程的有限元仿真模型,分析两种环坯轧制过程中的台阶充型规律及最终的成形环件尺寸误差。结果表明,"变壁厚型"环坯比"等壁厚型"环坯轧制成形后尺寸精度高。为获得最优的尺寸精度,在"变壁厚型"环坯设计基础上,添加尺寸修正系数η。通过对比不同修正系数η下的环坯轧制成形尺寸精度,得出尺寸修正系数η在1η1.1范围内的"变壁厚型"环坯为最优环件轧制毛坯。基于模拟结果,在WD51Y-250多功能轧环机上进行锥台复合截面环件轧制实验,验证有限元模拟的可靠性和环坯设计方案的可行性。     

连轧管机辊缝调整机构设计分析

研究了三辊连轧管机侧摆式、顺摆式、径向式3种辊缝调整机构对连轧荒管壁厚精度的影响。从动态特性、机构耐用性、拆装难易程度等方面,对3种设计形式的辊缝调整机构进行了对比分析。认为:摆臂式辊缝调整机构各方面的性能指标均较好,是综合性能先进的连轧管机辊缝调整机构。     

张力减径对钢管壁厚的影响

通过对不同张力减径阶梯形钢管的试验、测定和分析得出,采用φ100自动轧管机组提供的钢管,经过引进设备SRM270-D-24型张力减径机减径减壁后,其钢管的壁厚偏差明显改善。     

108三辊穿孔的现状

简介了108三辊穿孔机的主要性能和中间试验、试生产以及改进情况。总结了该机匹配三辊轧管机组投产以来的生产经验。对可穿钢种、荒管规格、内外表面质量、壁厚精度以及顶头状况进行了介绍。该机以减径穿孔为主,适于穿制低塑性荒管和连铸坯,D/S在6.85的最佳范围內可高速穿孔获得优质荒管,宜于匹配具有大变形量或生产中等壁厚的延伸机机组。     

三辊液压定心装置在穿孔机上的应用

介绍了穿孔机三辊液压定心装置的结构及工作原理。该装置以特制的双行程液压缸为动力,在无缝钢管穿轧生产过程实现抱杆、抱管和打开3个动作,保证了钢管穿轧过程轴向抛管的配合要求。生产实践表明,该装置完全能够满足无缝钢管穿孔工艺要求,可在相关机组上推广应用。     

提高Φ140 mm自动轧管机组薄壁定尺管成材率的措施

介绍了Φ140 mm自动轧管机组生产薄壁管的工艺、生产、设备现状,指出制约薄壁定尺管一次成材率的关键因素是壁厚精度。通过剪切与穿孔速度控制方式的改变、机内辊的增设与改进、轧管机孔型参数的优化,有效地提高了薄壁定尺管的管端壁厚精度,减少了管端壁厚不均造成的切损,降低了吨管钢耗,提高了一次成材率。     

锥形辊穿孔机顶头辗轧锥角的精益设计及验证

建立了锥形辊穿孔机顶头辗轧锥角数学模型,以精确求得锥形辊穿孔机顶头辗轧锥角;并采用有限元法对设计效果进行验证.结果表明：采用穿孔机顶头辗轧锥角的精益设计方法设计的顶头,其轧制的毛管壁厚相对误差在2％～3％,壁厚最大偏差在1％以内,满足API标准要求且达到较高精度.该设计方法为穿孔工具设计软件及工艺控制模型的建立提供数学理论依据,可有效提升企业产品的市场竞争力.