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.     

无缝钢管回退式芯棒二辊连轧特性分析

利用有限元软件MSC.Superform对回退式芯棒钢管连轧过程进行数值模拟,探究回退式芯棒二辊连轧钢管的金属变形、力能参数及运动学特点。结果表明:与全浮动芯棒相比,回退式芯棒轧制时金属横向流动较小,降低了孔型开口处金属过充倾向;钢管平均壁厚偏薄,促进了钢管减壁,但可能会造成壁厚收缩;轧制力有一定的降低。与限动式芯棒相比,芯棒轴向力较大,钢管易发生抱棒。     

全浮动芯棒连轧管过程三维热力耦合有限元模拟

应用三维热力耦合弹塑性有限元模拟仿真及其接触分析技术,建立了全浮动芯棒连轧管过程有限元模型及其摩擦、传热和接触等重要边界条件.针对八机架椭圆-圆型孔系全浮动芯棒连轧管过程,实现了全三维热力耦合弹塑性有限元模拟仿真.获得了连轧管过程的应力场、应变场、温度场及轧制力学参数的变化特点.揭示了钢管连轧过程中浮动芯棒速度变化及荒管外径和壁厚分布变化的规律.     

Friction Coefficient Between Rolling Tube and Mandrel of Full Floating Mandrel Mill

 In the process of steel tube production, continuous tube rolling is the foremost forming procedure and the critical step that decides the dimension precision and the surface quality. In the actual production of the 140 mm full floating mandrel mill in Steel Tube Branch in Baosteel, steel T91 was chosen to be the typical sample, self made rolling force transducer and mandrel velocity testing equipment were used, and a series of comprehensive tests on rolling parameters including the rolling force and mandrel velocity were carried out. After the experiment, the friction state between rolling tube and mandrel was analyzed. The friction coefficient was calculated and the values of 0033-0074 in each mill were obtained. The friction coefficient increases obviously along the rolling direction.     

芯辊直径对异形环件热轧变形影响的有限元研究

采用Simufact软件建立了大型异形截面环件辗扩过程的三维有限元模型,模拟计算并揭示了芯辊直径对环件热辗扩过程中的等效应变、轧制力、环件尺寸的影响规律。结果表明:随着芯辊直径的增大,在径向孔型中,会导致金属在环件内表面流动阻力增大,从而使环件内表面等效应变减小,而在轴向方向,上下表面等效应变并没有明显变化;芯辊与环件内表面接触面积变大,使更多金属发生塑性变形,使径向轧制力逐渐增大,而轴向轧制力的变化趋势并无明显变化;在环件尺寸方面,芯辊直径的变化对环件尺寸的影响并不明显。     

连轧钢管限动芯棒温度场及热疲劳有限元分析

针对340MPM机组（Multi-Stand Pipe Mill限动芯棒连轧管机组）芯棒服役过程建立三维有限元模型,研究芯棒在服役过程中温度场变化规律.同时,通过对热应力的研究,分析了芯棒热疲劳裂纹萌生机理及裂纹在芯棒内部的扩展规律.对比实测数据与模拟结果,认为所建立的有限元模型能够反映芯棒温度变化趋势.芯棒首次脱管后表面最高温度为630℃,此后经历三次反复的水冷降温和空冷返温过程,冷却结束后表面最高温度为98℃.脱管后,芯棒表面轴向和环向压缩热应力均达到900 MPa,第三次水冷结束时刻,轴向拉伸热应力达到186 MPa,环向拉伸热应力达到221 MPa.芯棒的拉压交变热应力使其表面出现热疲劳裂纹并逐渐扩展,环向裂纹扩展至距表面17.5mm深、轴向裂纹扩展至距表面20mm深时会显著受阻,热应力对轴向裂纹的促进作用强于环向裂纹.     

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 transverse wall thickness accuracy of tube rolled by automatic plug mill

In view of serious uneven transverse wall thickness of thin walled stainless steel tube rolled by automatic plug mill，the automatic tube rolling process of X10CrNiTi18 stainless steel tubes with typical specification of 112mm×4.5mm was numerically simulated by using 3D finite element analysis software Simufact. The influence of different roll pass structure parameters, different mandrel lubrication state, roll pass wear and eccentricity of pierced shell on transverse wall thickness accuracy of automatic rolling tube was analyzed. The results show that as the friction coefficient of the mandrel increases, the accuracy of transverse wall thickness of the rolled tube deteriorates obviously. The hollow tube rolled by eccentric pierced shell is still eccentric, and it shows that the elongation rolling has a limited ability to correct the eccentric wall thickness of the pierced shell. With repaired the worn pass, the unevenness of the transverse wall thickness of the rolled tube increases using the negative mandrel compensation rolling compared with the increase of mandrel diameter. The average transverse wall thickness of the rolled tube is closer to the target wall thickness by using three section arc groove, and the transverse wall thickness unevenness decreases from 13.55% of the original groove to 9.94%, and the transverse wall thickness accuracy is obviously improved.     

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。     

H型钢万能轧制过程中金属流动的有限元分析

采用显示动力学有限元软件LS-DYNA,结合生产实际,对H型钢万能轧制进行了仿真计算.在仿真结果的基础上,根据轧制平面内的节点位移矢量分布情况,分析了轧件断面内金属流动规律.仿真结果显示轧件断面内在立辊和平辊压下方向上存在\     

冷连轧升降速过程板形变化及其张力补偿技术

针对冷连轧升降速过程中轧制压力的波动造成冷连轧机组升降速阶段轧制不稳定和板形质量不佳等问题,为了减小轧制力波动,获得优质板形,在结合冷连轧机组的设备及工艺特点的前提下,充分考虑到乳化液流量充足与不足两种情况下轧制速度的波动对轧制压力变化的影响,分析了冷连轧升降速过程中板形演变机理.在此基础上,以冷连轧机组升降速过程中整...     

工作辊辊形对铝箔板形影响的有限元分析

将铝箔轧机辊系及轧件统一考虑建立了有限元分析模型,分别计算了在冷辊(开始轧制)和热辊(稳定轧制)状态下,不同工作辊辊形的辊缝及轧制压力的轴向分布,分析了工作辊辊形对铝箔板形的影响.建议铝箔轧制时上工作辊采用AFW辊形,下工作辊采用平辊的工艺制度.     

板坯连铸直轧感应补热有限元分析与试验

 为减少连铸与热轧工序之间坯料再加热的能源消耗,连铸直轧技术蓬勃发展,其关键技术之一在于连铸与轧制工序之间的补热工艺。针对板坯连铸直轧实际生产中对补热工艺的要求,建立了纵向磁通和横向磁通感应补热有限元模型,分析了板坯的补热过程。结果表明,纵向磁通对板坯表面整体补热效果好,但无法解决板坯边角温度偏低的问题;横向磁通可有效地对板坯边角进行局部补热;选择合适的电流大小和板坯移动速度,可使板坯温度分布更均匀。同时,使用自制的感应补热样机做补热试验,对补热效果进行检验,所得的试验结果与模拟结果一致。分析结果对板坯连铸直轧在实际生产中的感应补热工艺具有指导意义。     

Accu-Roll轧管机热轧奥氏体无缝钢管的数值模拟与工艺参数优化

根据钢管斜轧过程的变形特点,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对Accu-Roll轧管机热轧奥氏体无缝钢管的轧制过程进行有限元数值模拟.通过模拟仿真计算,分析无缝钢管截面的变形特点及轧制力和应力应变分布的变化规律,通过将模拟结果与实测数据进行比较,验证了模型的可靠性.模拟结果表明,在轧制过程中孔型形状不当易造成双鼓形,整个轧制过程中最大轧制应力为403.4 MPa,最大等效应力值为231.8 MPa.     

提高冷轧退火板产品合格率的研究

涟钢冷轧产品初检合格率与同类产品相比偏低，主要是屈强比偏高、伸长率低、冲压性能差等。针对这一问题，对热轧、冷轧以及退火平整等工艺参数对冷轧冲压板产品合格率的影响进行了分析，结果表明通过优化热轧卷取温度、冷轧压下率、退火制度以及平整伸长率，可以将退火板卷的初检合格率提高到99．48％，满足冷轧冲压板批量生产的要求。     

圆坯连铸机浇铸20钢铸坯的生产实践

通过对20钢的冶炼、浇铸工艺的改进优化,解决了圆坯连铸机浇铸20钢铸坯时出现内裂纹、中包水口蓄流和粘结漏钢等问题,成功生产出了质量较高的圆坯.     

应用刚塑性体的变分原理求解钢轨万能轧制过程的力能参数

为了简化钢轨万能轧制过程的三维几何模型,首先把带箱形孔型立辊简化为等效的平辊,然后分别给出轨腰、轨头及轨基的运动学许可速度场,求出在此速度场下相应变形区的塑性变形功率以及速度间断面上消耗的功率,计算中考虑了由于前滑和后滑而产生的摩擦功率.根据刚塑性体的变分原理求解水平辊和两个立辊轧制力和轧制力矩的近似解.通过比较理论值和实验值可知,利用变分原理求出的力能参数近似解稍大于实验值但最大误差不超过20%,因此根据变分原理进行力能参数计算和轧制工艺参数设定及优化是比较可靠的.     

2250热连轧R2轧机轴向力生成机理

针对某2250热连轧R2轧机轴向力过大导致传动系统的主电机轴承座和水平轴轴承座移位事故的问题,研制了轴向力在线监测系统并对轴向力进行长期在线监测.从理论上剖析了轧机轴向力生成的主要原因并进行了计算机仿真研究和探讨,得出轴向力的大小与辊系交叉角密切相关.通过减小辊系轴承座与牌坊之间的间隙来控制交叉角的大小,从而可以有效地减小轧机轴向力,这一结果得到现场实验验证.     

张力对减定径轧制中轧件变形影响的有限元分析

运用有限元软件分析了高速线材减定径连轧过程,探讨了张力对轧件变形及宽展的影响,尤其是对轧件头、尾尺寸的影响,得到了轧件宽展和张力之间的定量关系,指出轧件尾部更易于产生过充满而形成耳子,为减定径连轧张力的正确设定提供了依据.