高速线材10道次精轧过程的有限元模拟

通过对钢厂高速线材热连轧过程的传热分析,借助ABAQUS软件建立了线材与轧辊的3维热机耦合模型,对42A钢(0.39%～0.46%C)从Φ16 mm精轧至Φ5.5 mm轧材的10道次精轧过程的温度场,应力-应变场和轧制力进行了模拟。得出精轧后轧件心部温度升高130℃,表面温度降低10℃,轧件降温主要是轧件的热辐射和水冷造成的。10道次轧制力的计算值与实测值的相对误差为1.88%～4.50%。     

推动模型在棒线材轧制过程模拟中的应用

基于三维热一机耦合有限元分析方法建立了刚性体推动模型，模拟棒线材多道次连轧过程。刚性体推动模型与常规有限元模型的比较结果说明刚性体推动模型可以在获得相同的精度前提下，显著地提高运算效率。将所建立的有限元模型应用于304不锈钢粗轧过程的数值模拟，得到了轧件6道次连轧过程的温度场、应变场和轧件的变形过程，并比较了各道次的轧制力模拟结果和轧机许用轧制力。温度场的模拟结果与测量结果的比较证明了模型的可靠性。     

82B钢4道次预精轧过程的计算机模拟和分析

采用非线性有限元分析软件ABAQUS,通过建立的线材与轧辊的3维热机耦合模型,对钢厂82B钢(/%:0.79～0.86C、0.15～0.35Si、0.60～0.90Mn、≤0.030S、≤0.030P)φ20mm至φ16.5mm 4道次预精轧过程中轧件的温度场、应力-应变场和轧制力进行数值模拟和分析。结果表明,数值模拟结果与实测结果相符;预精轧过程轧件心部温度和表面温度的差值为～130℃;运用该模型对现场轧制过程中的前滑进行了分析,得出了影响前滑的因素主要有延伸系数、轧制孔型尺寸、轧制速度以及辊径与轧件厚度比值。     

棒线材热连轧过程综合数值模拟系统的开发及应用

为方便考察生产线布置、轧制工艺参数等对棒线材在热连轧生产过程中变形、温度和组织演变的影响,采用Fortran语言编写核心计算模块、SQL Server 2000开发数据库及数据库管理模块、VB语言编写入机交互界面,开发了棒线材热连轧过程综合数值模拟系统.利用开发的系统针对宝山钢铁股份有限公司特殊钢分公司棒材生产线生产GCr15轴承钢棒材的实际工艺参数进行了计算,计算值与现场测量值吻合较好,说明系统可以较准确地预测轧件在轧制过程中的温度场、轧制力、轧制力矩和平均奥氏体晶粒尺寸演变情况,可以为考察生产工艺对轧件组织的影响提供参考.     

GCr15轴承钢棒材连轧过程的有限元模拟

通过Gleeble-1500热模拟试验机对GCr15轴承钢(/%:0.99C,0.31Mn,0.24Si,0.010P,0.003S,1.44Cr,0.01V)热轧材进行800~1 150℃,变形速率0.1~3 s~(-1),变形量0.7的等温压缩变形试验。采用已建立的Hensel/Spittel变形抗力模型,运用LARSTRAN/SHAPE有限元模拟软件对200 mm×200 mm连铸方坯连轧Φ70 mm GCr15轴承钢棒材10道次热连轧过程进行三维热力耦合有限元模拟。通过分析各道次轧件温度场、应力应变场、宽展及轧制力参数的变化规律,预测了轧件在第5道次最有可能在角部出现裂纹,因此在轧制过程应减小第5道次变形量,防止产生裂纹;各道次出口处轧件横截面宽度、高度尺寸的模拟值与实测值的相对误差分别为0.40%~5.90%和0.28%~6.11%。     

304不锈钢棒线材热连轧温度场的数值模拟

采用三维大变形热力耦合弹塑性有限元法,借助商业有限元软件MSC.Marc,建立了辽宁特钢 304不锈钢棒线材18道次连轧过程的三维数学模型。采用3组连续模型模拟了该过程,道次出口处采用刚性 面控制轧件前进,各模型之间的数据通过插值方式传递,得出304不锈钢轧件同一截面上心部、中部和表面点 从出炉到18道次轧制过程的温降曲线。计算结果与实测值吻合,误差为5~50℃.     

无槽轧制技术在粗轧H-V机组上的开发应用

莱钢在棒材生产线粗轧H-V机组前5架轧机开发应用了无槽轧制技术。遵循轧辊最大利用率的原则设计轧辊的最大辊径与最小辊径,采用30%～40%的压下量,以Z.Wusatowskl宽展模型为依据,运用QBASIC编程软件设计了轧件宽展计算程序,确定各道次的压下量和宽展量,进口采用滑动导卫,通过单一改变辊缝即可调整轧件的断面尺寸,轧件变形更均匀。无槽轧制技术降低电耗1%,吨钢降低轧辊消耗费用5元。     

热线理论计算线材精轧机组的温升

基于热线理论提出计算高速线材轧制温升的新方法.由于线材精轧轧制速度快,散热条件差,可认为轧制过程是绝热的,线材轧制外功几乎全部转换为热.线材温升的热量全部来自于变形区内的速度不连续线所做的剪切功率,称此速度不连续线为热量分布线(热线).道次温升为变形区内全部热线温升的总和,在假定道次变形中椭圆长轴或短轴不变条件下推导出高速线材精轧机组温升计算公式.对φ6.5 mm线材精轧进行了实际温升计算与测量,结果表明:计算的理论温升略低于实际测量温升,线材精轧入口温度越低,出口累计温升越大.     

温度模型对中厚板轧制压力预算精度的影响

通过建立的中厚板轧制压力3种预算温度模型对Q235钢（/%:≤0.22C,≤1.40Mn,≤0.35Si）200mm铸坯经12道次轧成20 mm板的各轧制道次轧制压力进行预算模拟,分析轧制温度模型对中厚板轧制压力预算精度的影响。结果表明,轧制温度模型通过轧件变形抗力对轧制压力预算精度产生影响,在中厚板轧制时,采用轧制温度模型△t=24Z[(t+273)/1000]⁴/h对轧制压力进行预算的精度相对稳定且误差相对较小,为0.67%~12.41%。     

立辊孔型内倒角半径对轧件变形的影响

采用显式动力学有限元方法,对立辊孔型内倒角半径R为30、50、80、110 mm 4种情况下多道次立-平轧制过程进行了模拟.分析了立辊孔型内倒角半径对轧件切头尾量、轧件稳定段轧件边部变形程度的影响.研究发现:既定条件下,第1道次立-平轧制过程中,随内倒角半径的减小头尾不均匀区域长度减少,第2、3道次立-平轧制过程中,随内倒角半径的增加,头尾不均匀变形区域长度道次增加量减少;对比采用R为30 mm的孔型立辊和R为110 mm的孔型立辊轧后轧件的头尾不均匀长度,前者比后者少5.03%;轧件稳定段轧件变形程度随着孔型立辊内倒角半径的增加而减少.     

螺纹钢三切分轧制有限元分析

借助有限元分析软件MARC／Autoforge，对螺纹钢三切分轧制进行了有限元模拟，重点分析了轧件的变形与预切分道次的作用。研究表明，三切分轧制轧件变形很不均匀；预切分道次可减轻轧件的变形与不均匀变形程度，对轧件的尺寸有一定的调节作用，增加预切分道次是合理的。     

棒材自由规格减定径轧制技术

为满足用户对圆钢产品小批量多规格的要求,解决连轧机经常换辊的问题,可以采用自由规格减定径轧制技术,即在棒材连轧机后增设规圆机组,规圆机组的轧辊配置有二辊、三辊和四辊,通过调整辊缝不更换孔型的方式,满足小范围内改变产品规格的要求。但轧件的精度除取决于轧机精度外,变形方式也是重要因素,要避开晶粒粗大区,同时必须控制轧件的自由宽展。设置定径轧机,可将 20～40mm热轧圆钢的尺寸精度由±0.5mm提高到±(0.1～0.2)mm。     

中厚板轧机无回缩变精度快速辊缝设定法

分析中厚板轧制过程不同道次辊缝设定精度对轧件终轧尺寸精度的影响，证明了轧件终轧尺寸精度对前面道次的辊缝设定精度不敏感。基于此特性，提出中厚板电-液联合辊缝设定新方法——无回缩变精度快速辊缝设定法。采用该方法，轧制过程液压缸油柱不用回缩，而且前面道次液压不进行微调，从而节省了辊缝设定时间。实践证明该优化方法可明显提高轧制节奏，具有较大的推广价值。     

高碳钢线材轧制工艺参数对晶粒尺寸的影响

结合高碳钢线材的生产实际，利用物理冶金理论和实验模型，对奥氏体的变形-再结晶过程进行模拟计算，计算出各道次的奥氏体晶粒尺寸并分析变化规律。模拟计算结果表明，亚动态再结晶在粗轧和中轧阶段起主要作用，在轧制后半程，静态再结晶起主要作用。分析改变生产工艺参数对晶粒尺寸的影响以及晶粒细化的途径。为进一步的相变、性能预测提供指导依据。     

CSP连轧过程温度和轧制力的有限元分析

借助Marc商用软件,采用弹塑性大变形热力耦合有限元法,对0.19%～0.20%C钢68 mm薄板坯CSP 6道次连轧过程的温度以及轧制力进行模拟,分析了轧制过程中各道次轧件温度和轧制力的分布与变化规律。结果表明,在轧件变形过程中,接触热传导和变形热是影响温度变化的主要因素,二者的综合作用决定了轧件的温度变化规律;轧制结束后,轧件从表面向内在一定厚度范围内出现明显的温度梯度,超过该临界厚度值,轧件温度基本保持不变。在轧制稳定阶段,轧制力在微小范围内波动。     

椭-圆孔型连轧大圆钢三维热力耦合弹塑性有限元分析

采用MSC．Marc三维大变形热力耦合弹塑性有限元软件和接触分析技术，对Φ230mm大圆钢两机架热连轧过程中轧件三维变形进行了有限元仿真，计算了轧件主要力能参数的分布值和极值，以此对轧辊强度、孔型尺寸及相关的轧制工艺参数进行分析，得出采用道次小变形量和快速轧制工艺，有助于减缓热作模具钢轧后端部表面残余应力升高和温度降低，避免表面裂纹的产生。     

关于高速线材精轧机调整的探讨

针对高速线材精轧机因调整不当经常出现的堆钢事故，通过对精轧机轧件采样探讨了各个道次的变形情况，分析了一对圆孔型间料形调整对堆钢关系的影响，从而总结出精轧机调整的一般方法和轧制不同规格时精轧机的标准料形和辊缝．     

连轧大规格合金芯棒钢三维热力耦合模拟仿真

采用MSC.Marc/Autoforge3.1sp1三维大变形热力耦合弹塑性有限元软件及其接触分析技术，在分析现场工艺设备条件给出准确边界条件的基础上，对φ200mm大规格合金圆钢在6VH钢坯连轧机组上两道次热连轧过程进行了三维模拟仿真，准确地计算、分析、校核了轧件的应力场、温度场和轧制力、轧制力矩等重要参数的分布值，以此对轧辊强度、孔型尺寸及相关的轧制工艺参数进行分析、校核、修正和改进，从中确定更加合理安全可行的大规格合金圆钢轧制方案。     

Φ5.3mm盘条高精度轧制工艺与实践

结合线材生产线设备布置情况,制订了Φ5.3mm盘条高精度轧制方案,通过严格控制轧线温度,成品孔型重新设计,精确计算减定径机组轧件尺寸与速度,在计算机控制系统采用Φ5.0mm盘条轧制程序表的基础上,开发出了椭圆度不超过0.20mm的Φ5.3mm高精度盘条,尺寸精度达到Φ5.3mm±0.1mm。     

薄板坯CSP线连轧过程变形的有限元模拟

借助Marc商用软件 ,采用弹塑性大变形热力耦合有限元法 ,对薄板坯CSP生产线Q2 35钢 15 0 4mm× 4 2mm轧件第 2道次的热轧过程进行轧件温度场分布以及轧制力能参数变化的模拟和分析。结果表明 ,从轧件入口到轧件出口 ,沿轧制方向等效应变逐渐增大 ,最大值为 0 5 7;模拟得到的轧制力为 2 3380kN ,现场轧机记录轧制力为 2 35 37kN ,预测误差为 0 6 7% ,所采用的有限元模拟方法能较好地反映金属的实际变形。