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 spiral wall thickness unevenness of thin- walled tubes rolled by Assel rolling mill

In view of the internal thread defect of thin- walled tubes rolled by Assel 3- roll skew rolling mill, Assel cross- rolling process of X20Cr13 steel tube with typical specification of ??160mm??6. 5mm was numerically simulated by using 3D finite element analysis software Simufact. The influences of different mandrel movement modes, feeding angles and rolling strip profiles on the depth of internal thread were studied. The results show that the depth of the internal thread of steel tube rolled by the full floating mandrel is the most shallow, the second is that of the fixed mandrel and that of the pull mandrel is worst, and it will be gradually deepened when the feed angle increases; the hyperbolic rolling strip is more conducive to controlling the internal thread depth of the rolled tube. Under the condition of hyperbolic rolling strip, the amount of twist deformation of the rolled tube in the rolling process is about 35% smaller than that of the straight rolling strip.     

无缝钢管三辊轧制荒管壁厚偏心分析

 三辊轧制荒管壁厚偏心控制是无缝钢管壁厚精度控制的重要环节。基于生产试验分析了荒管壁厚偏心的特征,运用解析方法建立了三辊轧制荒管壁厚偏心的理论计算模型,针对实际生产条件进行了预报计算与比较,分析了三辊轧管工艺因素对荒管壁厚偏心的影响特点,并进一步讨论了改善荒管壁厚偏心的方法。研究结果表明,荒管壁厚偏心的基本特征表现为“偏心螺旋型”,在荒管壁厚不均中的占比达80%以上;毛管壁厚偏心和温度偏心是影响三辊轧制荒管壁厚偏心的最重要因素;增大三辊轧制减壁量、降低毛管温度、提高轧辊台肩高度、增大轧辊转速有利于减小荒管壁厚偏心。     

热轧无缝钢管壁厚精度控制策略与方法

热轧无缝钢管壁厚精度取决于生产工艺和装备水平,同时也与质量控制策略和方法密切相关。针对热轧无缝钢管的典型三工序变形工艺,基于生产实践和试验数据对无缝钢管壁厚精度的控制策略与方法进行了应用研究。研究表明,热轧无缝钢管壁厚精度沿着三个变形工序具有遗传性;甄选有效控制因素且建立控制因素、影响特点与壁厚精度指标的对应关系,是实施壁厚精度控制的工艺基础;控制点设置不足且各控制点之间没有建立数据关联,是热轧无缝钢管壁厚精度控制水平受到局限的重要原因之一;控制图在热轧无缝钢管壁厚精度控制中的应用还有较大挖掘空间,将控制图与在线自动检测和智能分析技术相结合是重要发展方向。     

2250 mm CVC四辊热轧机轧制带钢金属的横向流动

 为了提高2 250 mm CVC四辊热轧机板形控制精度，使用非线性有限元软件MSC Marc建立了动态刚性轧辊-弹塑性轧件耦合模型，分析了带钢金属的横向流动规律。为提高精度，采用静态弹性辊系-弹塑性轧件耦合模型得到有载辊缝形状作为动态仿真的初始辊形。分析发现，金属横向流动值随着距轧件中心距离的增大逐渐增大；摩擦力是影响不同厚度间金属横向流动差别的重要因素；金属的横向流动量与压下率、弯辊力、来料凸度以及窜辊量呈线性关系。为了定量分析各因素与横向流动的关系，建立了各因素的影响系数函数，并进行正交试验及方差分析判断交互关系，最后建立插值计算模型，并通过仿真结果验证了其正确性，为相应轧机的在线板形控制提供参考。     

无缝钢管斜轧穿孔毛管壁厚偏心分析

斜轧穿孔毛管壁厚偏心是导致无缝钢管壁厚不均的重要原因,深入认识毛管壁厚偏心的特征和影响因素,是控制无缝钢管壁厚精度的必要前提。基于生产试验对无缝钢管斜轧穿孔毛管壁厚偏心进行了表征,运用解析方法建立了无缝钢管斜轧穿孔毛管壁厚偏心的计算模型,针对实际生产条件进行了预报计算和比较,研究了斜轧穿孔工艺因素对毛管壁厚偏心的影响,并分析了改善毛管壁厚偏心的方法。研究结果表明,无缝钢管斜轧穿孔毛管壁厚偏心的基本特征表现为"偏心螺旋型",在毛管壁厚不均中占比70%以上;管坯温度偏心是影响毛管壁厚偏心非常重要的因素,建议控制在10℃以内;增大斜轧穿孔变形量和毛管旋转次数有利于改善毛管壁厚偏心,相应的措施是减小送进角、增大顶头直径、减小管坯直径、增大轧辊过渡带长度;增大斜轧穿孔速度有利于改善毛管壁厚偏心。     

如何提高挤制铜管坯壁厚均匀度

本文论述了影响挤制管材壁厚偏心率的因素及先进的挤压机所必须具备的性能     

冷轧硅钢横向同板差优化方案研究

对冷轧硅钢横向同板差的影响因素进行了研究。利用6Sigma的研究方法,开展DOE实验方案设计,得到同板差与4个变量的回归模型。通过对模型中各变量进行优化,得到同板差最优值。在满足客户对同板差要求的前提下,可根据热轧平均凸度,对中间辊窜辊、辊型进行优化,以减少冷轧切边量、避免切边浪费、提高硅钢综合成材率。     

Research and application on the automatic measuring device for testing transverse thickness difference of cold-rolling steel sheet

Many advanced technologies have been applied in developing the automatic measuring device for testing transverse thickness difference of cold-rolling steel sheet,such as the technologies of automatic control,sensor measurement,marking identification,photographic location,computer application and information transmission.This measuring device can measure the transverse thickness difference of the steel plate accurately and quickly,with a high detection level of automation.It is an effective detection equipment for transverse thickness control of steel plate.Horizontal width of steel plate measuring 0.8-1.4 m, horizontal measurement point positioning accuracy±0.02 mm,thickness range 0.2-2.0 mm, measurement accuracy within±1μm.     

基于优化RT-PLS的热轧带钢头部厚差诊断研究

摘要：头部厚度偏差是热轧带钢的重要产品质量指标,在板带轧制厚度控制中起着重要作用。实际生产中,基于多种原因带钢头部厚度常会出现偏差超限现象。为了分析头部厚差超限的主导原因,采用偏最小二乘法,结合马氏距离相对变换和潜变量优化选取方法,建立了基于优化相对变换偏最小二乘法(Relative Transformation Partial Least Squares,RT-PLS)的带钢头部厚差诊断模型。实例表明：优化RT-PLS诊断模型能够准确查找出导致带钢头部厚差超限的主要特征参数,指导生产现场的调节,成功降低了后续带钢的头部厚差,使厚度命中率由92.18%提升至97.13%,为带钢头部厚差的诊断研究提供了一种有效的诊断方法。     

Custom 450钢异形方管热挤压成形的数值模拟及试验研究

为了确定Custom 450钢最佳的热变形区间以指导实际热挤压过程的工艺参数设计,采用Gleeble-3800热模拟试验机在真应变为0.2～1.0,应变速率为0.01～10s-1,变形温度为900～1200℃的条件下开展了热压缩试验,确定了该钢发生完全动态再结晶的工艺参数区间;基于热压缩试验结果,采用热力耦合有限元方法...     

2507双相不锈钢热轧板表面起皮缺陷的特征及成因分析

针对2507双相不锈钢热轧板表面起皮缺陷问题,通过对热轧板取样,使用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪观察起皮缺陷处表面,并进一步对基体处进行了观察,对比了两者金相组织特点以及物相组成,分析了起皮缺陷的成因及形成过程.研究发现:起皮缺陷处组织变形流向与基体明显不同,铁素体体积分数为83.97％,显著高于其基体的62.33％,...     

Study on dynamic recrystallization behavior of hot rolled TRIP steel produced by CSP process

The dynamic recrystallization behavior of hot rolled TRIP steel produced by CSP process was studied by means of Gleeble-3500 thermal simulation testing machine in the temperature range of 950-1150℃ with the strain rate of 0.1-10s-1 and the strain of 65%. And the effect of initial austenite grain size on the dynamic recrystallization behavior of TRIP steel was explored. The results show that the finer initial austenite grain size, the higher deformation temperature and the lower strain rate, the more positive austenite dynamic recrystallization of TRIP steel. Moreover, it is found that when the coarse grained samples (initial austenite grain size is 767.54μm) deform in the range of 1050℃ to 1150℃, the austenite dynamic recrystallization will take place, and the dynamic recrystallization activation energy of TRIP steel is deduced as 361539.17J/mol. The Zener-Hollomon parameter equation as a function of strain rate and temperature is determined. And the model of critical strain for dynamic recrystallization, the flow stress model of austenite at high temperature and the grain size model for dynamic recrystallization are also established. The calculation results are coincided well with the experimental results.     

CSP热轧TRIP钢动态再结晶行为研究

摘要：采用Gleeble-3500热模拟试验机,在温度为950~1150℃、应变速率为0.1~10s-1和变形量为65%的条件下研究了CSP热轧TRIP钢的动态再结晶行为,探讨了初始奥氏体晶粒尺寸对TRIP钢动态再结晶行为的影响。研究结果表明,初始奥氏体晶粒尺寸越小,变形温度越高,应变速率越慢时,TRIP钢中奥氏体越易发生动态再结晶。其中,粗晶试样（初始奥氏体晶粒尺寸为767.54μm）在1050~1150℃内变形时,将发生动态再结晶。其热变形激活能为361539.17J/mol,确定了Zener-Holloman参数与应变速率和温度的关系式,建立了动态再结晶临界应变模型、高温奥氏体流动应力模型和动态再结晶晶粒尺寸模型,理论模拟结果与试验结果吻合较好。     

全浮动芯棒钢管连轧金属流动的有限元分析

结合生产实际,采用ABAQUS显式动力仿真平台,对宝钢140mm全浮动芯棒钢管连轧过程中金属的变形及流动规律进行了仿真分析.分析结果表明:金属的横向流动主要表现为从孔顶区域流向侧壁区域;金属的纵向延伸主要发生在孔顶区域,且钢管外壁金属相对内壁金属向前滑移.孔型侧壁区域金属的横向堆积及纵向延展不充分是导致荒管壁厚不均的主要原因.     

厚壁无缝钢管张减过程横向壁厚不均研究

为解决热轧厚壁无缝钢管横向壁厚分布不均的问题,建立三维热力耦合有限元模型,对张力减径轧制过程进行了动态模拟,并结合工业试验验证仿真模型.根据仿真结果分析了轧制过程中温度、应变和摩擦力的分布,研究了单道次轧制时金属的径向和周向流动规律,并结合整个轧制过程对金属的横向流动及壁厚不均的形成过程进行了分析,研究了轧制过程中温度对金属流动行为的影响,从而总结出横向壁厚分布不均的原因.结果表明:(1)在经过单道次轧制时,金属的周向流动为从孔型顶部流向辊缝,对应孔型角±30°位置处金属的周向流动最活跃,靠近孔型顶部和辊缝位置的金属周向流动性较差.但从整个轧制过程来看,金属总的周向流动为从孔型顶部和辊缝向孔型角±30°位置处流动,从而导致孔型角±30°位置处的壁厚比孔型顶部和辊缝位置要厚.(2)温度分布对金属横向流动有重大影响.由于塑性功换热的原因,孔型角±30°位置处金属的温度比辊缝和孔型顶部处高,此处金属较软,阻力较小,孔型顶部和辊缝处金属向此处的流动性增强,导致钢管截面呈内边方形.     

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。     

Flow behavior of molten steel in SEN during full nozzle self swirling flow continuous casting

Full nozzle self swirling flow continuous casting is an important technology to optimize the mold flow field from the source. Numerical simulations were carried out to investigate the influence of casting speed and inlet area of the swirling flow generator on steel flow behavior in SEN (submerged entry nozzle). The results show that the casting speed and the inlet area have important effects on the swirling steel flow in SEN. The swirl intensity increases with the increase of casting speed, decreases with the increase of inlet area, and decreases approximately linearly with the downward flow of molten steel in SEN. The swirling flow velocity can reach 410m/s with the generator inlet velocity of 11m/s. Due to the effect of swirling flow, molten steel at the nozzle center moves upwards. The flow field in SEN along the radial direction can be divided into three regions, namely, the isotropic turbulent fluctuation region, the anisotropic turbulent fluctuation region, and the near wall region. With the increase of inlet velocity, the anisotropic turbulent fluctuation region increases. This study reveals the key control factors on steel flow behavior in a full nozzle self swirling flow continuous casting process, which provides a good support for the parameter optimization of the swirling flow continuous casting process.     

全水口自旋流连铸水口钢水流动行为

摘要： 全水口自旋流连铸是从源头上优化结晶器流场的重要技术,利用数值模拟手段,研究了拉坯速度和旋流发生装置入口尺寸对自旋流连铸钢水流动行为的影响。研究表明,拉坯速度和入口尺寸对水口内钢水旋流具有重要影响,旋流强度随拉速增大而增大,随入口面积增大而减小,且随钢水向下流动近似呈线性减小;当旋流装置入口流速为1.1m/s时,水口内钢水旋转速度达4.10m/s,受旋流影响水口中心钢水反重力向上流动;水口流场沿径向可分为湍流各向同性区、各向异性区和近壁区,随入口速度增加湍流各向异性区范围增大。研究明确了全水口自旋流连铸过程钢水旋流行为的关键控制因素,为旋流连铸的参数优化提供了支撑。     

不锈钢-碳钢复合带肋钢筋的制备工艺研究

使用金属熔覆和热轧的方法成功制备了覆层为Cr13不锈钢的复合钢筋.通过有限元数值模拟发现,在粗轧区域的高温变形过程,塑性应变主要集中在轧件表层和1/4位置,芯部的变形较表层偏小,随着变形的不断进行,塑性应变不断向碳钢芯部渗透.复合钢筋在成品机架K1变形时,不锈钢全部包裹在碳钢上,但是在横断面的不锈钢覆层厚度分布不均匀,...