张力减径机双圆弧孔型设计与实践

介绍了传统孔型设计的原理和计算方法,分析了中厚壁钢管在张力减径过程中“内六方”产生的机理和控制方法;结合φ89 mm三辊连轧生产线的情况,提出了双圆弧孔型设计方案;用有限元模拟一段圆弧孔型和二段圆弧孔型轧制相同规格钢管时的情况。分析认为:双圆弧设计方案解决了内传动三辊张力减径机多边形孔型的加工问题;有限元分析结果和实践都证实了双圆弧孔型具有抑制“内六方”和控制外表面质量的优势,是三辊张力减径机孔型设计的一种新尝试。     

张力减径机有限元模拟及成品管质量影响因素分析

根据热轧无缝钢管张力减径过程特点,建立了20机架张力减径机的三维热力耦合有限元模型。将模拟结果与实际产品的平均壁厚对比,偏差仅为2.2%,验证了有限元模拟的可靠性。研究了张力减径过程中荒管壁厚变化曲线以及不均匀壁厚荒管和不同转速差对成品管质量影响。结果表明:荒管壁厚呈现先增加后减小的趋势;荒管形状对成品管的影响很大,且成品管遗传了荒管的特点;转速差越小,钢管的壁厚越厚,越不均匀。     

双圆弧椭圆孔型应用于张力减径的数值分析

采用三维弹塑性有限元技术,针对张力减径,采用椭圆孔型与双圆弧椭圆孔型进行数值模拟分析,通过对比两种孔型的模拟数据及试验结果得出,双圆弧椭圆孔型能够有效改善内六方趋势、降低单机架的轧制力,使轧辊的寿命得到提高。     

钢管定(减)径工艺技术(Ⅰ)--《热轧无缝钢管实用技术》

钢管定(减)径的目的是将直径较大的荒管通过定(减)径机孔型,轧制成直径较小的成品钢管,并保证钢管的外径和壁厚符合质量要求。1钢管定(减)径机的类型及特点 1.1钢管定(减)径机的分类 钢管定(减)径机可按以下四种方式进行分类.     

厚壁钢管张力减径过程的变形规律研究

荒管壁厚和张力系数是张力减径工艺的重要参数,对成品钢管质量具有直接影响。针对20机架钢管张力减径过程建立热力耦合有限元模型,并选择9种不同壁厚的钢管进行数值模拟,得到了张力减径过程中金属的流动规律,研究讨论了钢管内多边形的形成机理,总结了荒管壁厚和张力系数对张力减径工艺的影响规律。     

三辊减径机宽展孔型的设计

通过对三辊12机架微张力减径机成套设备原有孔型参数的深入消化和在实践基础上的总结分析,开发出三辊减径机宽展孔型,并在生产中实际应用,效果明显。介绍了三辊减径机宽展孔型的设计方法。     

幂函数减径率的张力减径机孔型设计

介绍了三辊式张力减径机的发展,以及张力减径机孔型设计的常用方法.根据幂函数减径率的张力减径机孔型设计理论与Φ168 mm PQF三辊连轧管机组张力减径机的特点,设计了一套适合该张力减径机使用的幂函数减径率张力减径机孔型.该孔型平衡了速度、温度等对张力减径机各组电机及减速箱的影响,特别是第2组电机的实际负载增加明显.     

张力减径机孔型的开发与应用

天津市无缝钢管厂通过改进张力减径机机架与轧辊孔型,使入口荒管直径由原来的 118mm扩大到 133mm,从而实现了Φ 127, 121mm等高精度产品规格的轧制。生产实践证明,孔型设计合理。     

张力减径机中方机架的装配调试

为生产直径较小的热轧管，近年来张力减径机被广泛应用，由于在采用张力减径机时，钢管不仅受轧辊的压力，而且还受到拉应力作用，这种应力状态对钢管的轧制变形有利。采用张力减径，不但能增大减径量，而且能减薄壁厚。正因如此，可以使减径前各轧机只生产少数几种大规格的毛管，这样不仅能提高整个车间的产量，同时也可用热轧法生产小直径无缝钢管，以取代一部分成本较高的冷轧管。     

Φ89mm连轧管机组张力减径机成品孔型的改进设计

针对张力减径机成品孔型传统设计方法的不足,提出了新的孔型设计方法,即成品孔型采用椭圆形（而不是圆形）,孔型椭圆度大于1（1．007－1．010）,孔型的短半轴与成品前一孔型的短半轴相等;成品前一个孔型采用椭圆形,适当减小椭圆度。实践证明,新的成品孔型设计方法能有效地控制钢管外径的椭圆度,提高钢管外径精度,使成品孔型的使用寿命增加1／3,并且减少了成品管青线缺陷的产生。     

浅析二辊穿孔机壁厚不均的原因

针对φ76mm穿孔机现状,就二辊穿孔机参与变形工具所组成的变形区几何尺寸及工具的相对位置间的关系,解释了穿孔机造成壁厚不均的原因。     

轧辊孔型参数对轧制过程影响的数值模拟

本文采用有限元法模拟硬质合金轧辊轧制螺纹钢的过程,研究了轧辊孔型参数对轧制过程的影响,并通过现场轧制实验验证数值模拟的结果。结果表明:轧制规格Φ12 mm螺纹钢过程中,成品前孔采用单椭孔型时,轧件X轴、Y轴、Z轴的最大轧制应力分别为672 MPa、730 MPa、661 MPa,而成品前孔采用平椭孔型时,其X轴、Y轴、Z轴的最大轧制应力分别为731 MPa、855 MPa、815 MPa;X轴、Y轴、Z轴的最大轧制应力分别提高为8.7%、17.1%、23.2%。而在两种轧制条件下,硬质合金轧辊螺纹轧槽内的温升基本相同,最高温度约300℃,而轧制平椭轧件时轧槽的高温区域较多,这是由于在两种轧制条件下塑性变形程度的不同造成。通过现场轧制实验,采用牌号为YGR55的硬质合金轧辊轧制规格Φ12 mm螺纹钢,成品前孔为平椭孔型时,硬质合金螺纹轧辊的单槽过钢量约700吨,而成品前孔为单椭孔型时,其单槽过钢量超过1 200吨。同时表明,有限元数字分析模型能为硬质合金轧辊设计、使用起到重要的参考作用。     

椭圆孔型宽高比对线材表面变形状态的影响

针对高速线材在不同宽高比的椭圆孔型中轧制时的表面变形问题,采用非线性有限元方法,从等效塑性应变及塑性应变能密度的角度说明椭圆孔型宽高比对线材表面变形状态的影响.研究表明,线材在不同宽高比的椭圆孔型中具有相同的变形规律,轧件与轧辊接触临界点附近线材表面变形差异最大,塑性应变及应变能密度在此处出现峰值,易形成褶皱缺陷.减小...     

高速线材粗轧机第3架特殊圆孔型设计

在高速线材生产中,由于进入第3架轧机轧件形状的特殊性,需采用立椭孔型,文中介绍了该特殊孔型的构成,确定孔型参数的经验公式,根据几何关系,推导侧壁圆弧和过渡圆弧圆心的计算过程。其计算数据与设计图纸一致。     

无芯棒拉拔过程应力应变分析及壁厚变化

管材无芯棒拉拔时,直径减小的同时壁厚也会发生改变,其增厚值可达13.2%,甚至更大。但现有文献对无芯棒拉拔过程进行应力应变分析时,通常忽略壁厚的变化,这对预测管件壁厚,从而对工艺参数进行控制不利。该文不同于以往壁厚不变的假设,而是采用应力应变方程统一求解的方法,按增量理论给出壁厚变化的理论解以及应力分布。同时,选取不同的初始直径管坯进行无芯棒拉拔实验,分析变形后出口端壁厚变化规律,并与理论计算结果进行比较。结果表明,随拉拔道次变形量的不断增大,出口端管材的壁厚变化率先增大后减小,但是最终的变形总是增厚,实验结果与理论计算值吻合较好。     

管材弯曲壁厚变形的有限元模拟与试验分析

利用某大型有限元软件模拟了管材回转牵引式弯曲的变形过程,弯管内外侧壁厚变形与试验测定值基本相符。有限元模拟结果显示,弯管内外侧壁厚应变比较均匀,弯曲切点以外的直管部分也产生了一定程度的壁厚变化。等效应力较大值集中在靠近已弯曲成形侧的终止端部位,已弯曲成形的管壁仍存在较小的应力,而弯曲起始端作为应力传递区,局部存在较大等效应力。     

无芯棒拔制不锈钢管壁厚的变化规律

通过对不同规格、不同变形量不锈钢管的无芯棒拔制,在壁厚变化量实测的基础上,进行回归分析,得出了壁厚变化量的计算式。该计算式对精确控制成品管壁厚精度具有实际意义。     

等径角挤扭工艺的研究

针对等径角挤压（ECAP）工艺和挤扭（TE）工艺中,材料变形不均匀,1道次变形获得的应变量不够大的缺点,将2种工艺有机结合,提出了等径角挤扭（ECAPT）工艺。利用UG和DEFORM-3D软件进行几何造型和有限元模拟,研究变形过程、应力应变分布和载荷变化,并用纯铝进行2道次ECAPT实验,测量试样显微组织和力学性能的变化。结果表明,ECAPT使组织产生更大的应变量,随着行程的增加,载荷增大,在TE通道平稳阶段达最大值,试样头部挤出TE通道后载荷降低;材料的宏观形貌同模拟结果一致,显微组织发生了明显细化,其中第1道次z面和第2道次y面细化效果明显;力学性能得以较大提高,屈服强度由43．31MPa提升至52．19MPa,抗拉强度由71．30MPa提升至130．38MPa。     

自动轧管机组芯棒孔型改进

对自动轧管机组的芯棒孔型进行了研究,试验表明,采用带椭圆段的自动轧管机芯棒和均整机芯棒,可以减小钢管壁厚不均,增大均整时的壁厚压下量。     

基于参数化的轧具孔型设计与分析

针对冷轧轧具设计复杂,尤其孔型设计难度大,导致研发过程耗时、耗力的问题,提出了参数化设计与孔型设计理论相结合的方法,以简化轧具孔型设计步骤,提高设计结果的精确度。在SMS MEER设计法的基础上进行修正,使孔型尺寸参数化,选择对应的孔型开口,创建参数模型;然后基于Python对Abaqus进行二次开发,创建轧辊三维模型;对轧具轧制过程进行有限元分析,研究了轧制力、直径、壁厚有关参数并分析其原因。研究表明,轧制力的走势符合理论依据,轧制出的钛管直径最大误差值为0.067 mm,壁厚的最大误差值为0.039 mm,符合轧制管的精度要求,验证了该种方法的实用性和可行性,缩短了研发周期,节约了研发成本。