连轧管机垂直刚度的有限元分析

对宝山钢铁股份有限公司宝钢分公司钢管厂Φ140mm全浮动芯棒连轧管机组轧制力及轧辊辊缝变化值进行了在线测定,将轧制力与辊缝变化值的实测结果进行线性拟合,得到轧机的垂直刚度值为5530kN/mm。在对轧机各组成部件受力分析的基础上,利用ABAQUS有限元软件,对轧机各部件分别建模并进行变形计算,得出轧机垂直刚度的模拟值为6110kN/mm。模拟值与实测值的相对误差为10.5%,表明所建有限元模型能够应用于连轧管机刚度的研究。     

全浮动芯棒连轧管机组轧制力测试与研究

通过对宝山钢铁股份有限公司全浮动芯棒连轧管机组轧制力的测试,了解了机组的工作状况,并分析了轧制过程中力的变化趋势;采用合适的理论计算公式对各机架的理论轧制力进行了计算,并与实测值进行了对比,尝试建立连轧管过程轧制力预报模型。     

钢管热连轧过程横断面壁厚变化的三维有限元模拟

针对20号钢Φ119.0mm×9.25mm规格全浮动芯棒无缝钢管8机架连轧过程进行了有限元模拟仿真分析,得到了热连轧管各机架出口等效塑性应变以及荒管壁厚变化情况,分析了轧制力和芯棒力的变化特点。研究表明,连轧管减壁量和外直径变化主要集中于开始第1~第6个机架,在第7、第8机架减壁作用很小,最终荒管壁厚均匀,且形状圆整。稳定连轧阶段的轧制力依轧制顺序呈递减趋势,第7、第8机架轧制力很小;同时芯棒力大于各机架轧制力,钢管内壁承受的作用力和塑性应变较大,应对芯棒表面进行合理润滑。模拟得到的壁厚、外径及轧制压力与实测结果吻合较好。     

我国连轧管机组的发展历程及分布状况

介绍了我国连轧管机组从二辊全浮动芯棒连轧到三辊限动芯棒连轧的机组发展历程,以及各类机组的轧制工艺特点,并对我国现有连轧管机组的数量、产能、规格组成及地区分布等进行了详细介绍。认为:我国连轧管机组发展迅速,已成为生产无缝钢管的主力机型;从目前市场需求来看,各地区对Ф180 mm以下小直径热轧无缝钢管的需求较旺盛,而Ф460 mm以上大直径热轧无缝钢管的需求偏弱;连轧管机组地区分布不均衡,在市场需求偏弱的压力下,产能同时出现过剩趋势,同质化竞争惨烈;企业需找准自身定位,努力提高自身发展质量和效益。     

全浮动芯棒连轧管机孔型对钢种适应性的模拟研究

应用MSC.SuperForm有限元仿真软件,基于现场生产工艺,模拟了Φ140 mm全浮动芯棒连轧管机Φ195 mm孔型的钢管连轧过程,研究了连轧过程中C22和超级13Cr两种钢的金属流动、轧制力等规律性.结果表明：与C22相比较,超级13Cr更易产生宽展,金属横向流动倾向性更大,所以在高合金管轧制用孔型设计时,需特别注意金属过充倾向;超级13Cr的轧制力较C22增大60％以上,机架、轧辊的弹性变形量更大,在轧辊辊缝预调时,应加大超级13Cr的预压靠量,在孔型设计时,也需考虑其弹性变形量,以补偿高合金钢轧制时大轧制力引起的机架、轧辊的弹性变形量的影响.     

半浮动芯棒连轧管机工艺及变形特点

介绍了半浮动芯棒连轧管机生产工艺过程及变形特点,分析了半浮动芯棒连轧管机与全浮动芯棒连轧管机及限动芯棒连轧管机的区别。提出了小型无缝钢管生产机组选用半浮动芯棒连轧工艺的优势。     

Φ140 mm浮动芯棒连轧管机组再认识

简述了宝山钢铁股份有限公司Φ140 mm浮动芯棒连轧管机组的工艺流程、生产效率及生产品种调整情况,介绍了包括浮动芯棒连轧管机"竹节"控制、张力减径机CEC控制和多边化孔型、穿孔机改造、穿孔管壁厚偏心率控制效果等在内的重大工艺技术创新与发展。通过品种调整、工艺技术创新和长期数据积累,始终保持了该机组优秀的生产业绩。对于Φ180 mm以下规格连轧管机组,Φ140 mm浮动芯棒连轧管机组仍然是具有竞争力的机组。     

世界上限动芯棒连轧管机的应用和发展

介绍了全浮动、半浮动和限动芯棒连轧管机的工艺特点及世界上限动芯捧连轧管机的发展情况。分别介绍了意大利达尔明厂φ355.6mm PPM—MPM机组,墨西哥坦姆萨公司φ273mmMPM机组,美国钢铁公司费尔葬尔德厂φ244.5mm PPM—MPM机组,加拿大阿尔戈马钢公司φ177.8mmMPM机组以及阿根廷希德尔卡厂和国内天津无缝钢管总厂的φ250mm限动芯棒连轧管机组的生产工艺流程,主要设备特点及其性能。     

热轧无缝钢管用芯棒的类别与特点

简述热轧无缝钢管的生产工艺方法及芯棒的形态与种类;分析不同类型轧管机芯棒运行的方式与特点,及其对机组的生产规格范围、轧制节奏和轧件的变形程度、荒管的壁厚精度等的影响;介绍芯棒的材质与成型方法。分析认为:芯棒按长度与直径之比将其分为长、中长及短芯棒3种类型,根据芯棒的运动状况分为固定、浮动、限动、半浮动4种运行方式。大部分中长、长芯棒是实心的,但Assel机组和部分连轧管机组在采用限动芯棒操作时使用空心芯棒;绝大部分中长、长芯棒都是圆柱形的,只有极少数限动芯棒连轧管机组在轧制薄壁荒管时使用锥形芯棒。     

PQF三辊连轧管机辊缝调整

通过调整PQF三辊连轧管机辊缝获得小于或大于孔型名义规格的平均等效壁厚,并得到相应的计算公式,进而确定芯棒所能轧制的钢管壁厚范围,并结合Φ460 mm PQF连轧管机294 mm和369 mm孔型进行验证。分析认为:调节辊缝将伴随钢管壁厚横向不均的产生,降低了钢管壁厚精度;辊缝调节量越大,钢管壁厚的不均性越严重;钢管壁厚越小,辊缝调节量对壁厚不均性的影响越明显;在辊缝调整量相同的条件下,大规格调整产生的壁厚不均性更大。     

2 230 mm冷连轧机板形控制性能仿真分析

以2 230 mm六辊CVC冷连轧机为研究对象,在ABAQUS有限元软件平台上建立了六辊CVC轧机辊系变形三维非线性仿真模型。通过数值模拟,分析了弯辊和轧辊轴向横移综合调控下承载辊缝凸度调节域的变化规律。同时,分析了2 230 mm冷连轧机弯辊力、轧辊轴向横移位置以及轧制力等工艺参数对板形调控性能的影响,为板形在线控制调节和辊型曲线优化设计提供了理论依据和应用参考。     

轧辊辊缝差和轧机组装间隙对精轧钢带尾板侧偏的影响

为了探讨精轧区轧辊辊缝差和轧机组装间隙这两个重要因素对精轧钢带尾板侧偏的影响,依据热轧生产线的操作条件,运用Abaqus软件建立了钢带热轧的第1、2和4机架精轧模型与尾端弯曲钢带。通过设定不同层级的轧缝差与变换上、下轧辊相对位置,模拟分析了各机架的轧辊辊缝差和组装间隙对轧辊两侧轧制力差、钢带尾端中心偏移、钢带运动行为的影响。结果表明:调整轧辊辊缝差可以有效地矫正钢带中心线偏移量,降低因钢带中心线偏移所产生的轧制力差,减少尾板撞击的发生概率;轧机组装间隙不对称会使钢带轧制时发生侧偏并撞击边导器,影响钢带运行的稳定性与钢带的成形质量。最后,试验验证进一步证实了上述结论的正确性与合理性。     

冷轧机轧制过程中的轧辊振动研究

以冷轧机轧辊垂直振动为研究对象,在分析冷轧机振动机理的前提下,建立轧机垂直振动简化模型,运用数值仿真方法,分析了轧制压下量、摩擦系数及辊缝阻尼的轧制工艺参数对轧机垂直振动的影响。分析结果表明:减小轧机压下量有利于提高轧机振动临界速度;增加辊缝摩擦系数有利于减小轧辊的振动位移;增加辊缝阻尼能够有效降低振动幅值。在此基础上提出了抑制冷轧机垂直振动方法为:优化各道次压下量,以使轧制临界速度由1340 m·min-1提升到1520 m·min-1;适当降低乳化液浓度,以使辊缝摩擦系数增大,此调节过程应考虑窜流现象;增设液压衬板减震器或多孔阻尼减震器,以增加辊缝阻尼。     

Friction evaluation in hot strip rolling by direct measurement in the roll gap of a model duo mill

Using a model duo mill, and model material and lubricants, the hot strip rolling process has been simulated. The normal roll pressure, the shear stress and the shear-stress angle in the roll gap of the mill was measured by load tranducers, the purpose being to evaluate assumed frictional influencing factors, such as: strip reduction, rolling velocity, lubrication and different materials rolled. In order to improve the present simple-friction model for force calculation in hot strip rolling that uses just an average friction value, three friction models were evaluated: the friction laws by Coulomb, Tresca and Wanheim-Bay. The best model was then chosen on the basis of the measurements made in this study. Finally, suggestions for the improvement of the model of strip rolling is made.     

热轧来料楔形对冷连轧机组轧制状态的影响

针对某1420mm冷连轧机组生产中出现的轧制状态不稳定和板形异常问题,通过测量轧辊磨损与机组来料板廓,确定了机组轧制状态的影响因素———热轧来料楔形,并利用有限元软件求解了承载辊缝形状的变化,定量计算了不同凸度支撑辊的辊系对楔形来料的抵抗能力。研究结果对异常来料的工艺问题具有指导意义。     

UCM轧机中间辊最优轴向横移位置计算

采用有限元法建立了1450mm六辊UCM轧机辊系变形模型,计算了中间辊轴向横移位置对轧机横向刚度的影响。分析了带钢宽度、轧制力、辊径等参数对中间辊最优轴向横移位置的影响规律。结果表明,带钢宽度和工作辊辊径对中间辊最优轴向横移位置影响显著;轧制力、中间辊辊径以及支撑辊辊径对其影响较小。     

辊缝油膜承载力对冷轧机振动的影响

针对某冷轧厂在线轧制过程中轧机的振动问题,从辊缝油膜承载力的角度分析其对轧机振动的影响,得出轧制过程中辊缝间距的减小导致辊缝油膜需提供更大的承载力来维持轧机稳定。从乳化液浓度、轧辊转速、乳化液金属微粒含量方面探讨了增强辊缝油膜承载力的方法,得出乳化液浓度与轧辊转速在增强油膜承载力的同时减小了辊缝的摩擦系数,也易导致轧机振动。通过试验得出,调节乳化液金属微粒含量能够在原有摩擦系数的基础上增强辊缝油膜承载力,从而保证轧机的稳定运行。     

热轧不锈钢板带粗轧机架高速钢轧辊的研制

由于不锈钢热轧板带产线粗轧温度高、压下量大、轧辊咬入角大、辊面受挤压力和摩擦力更大等工况特点,原轧辊材质的应用受到了限制。介绍了热轧不锈钢板带粗轧新型高速钢轧辊的研制情况,主要介绍了其化学成分、热处理工艺、内层材质的设计及其组织性能。该新型高速钢轧辊在国内某1 780 mm不锈钢热轧产线粗轧机组的应用取得了较好效果,毫米轧制量为7 000 t/mm,下机辊表面光洁,表面粗糙度为1.3～1.6 μm。