钢轨万能轧制过程金属纵向流动规律的理论和实验

为分析钢轨万能轧制过程中轨头、轨腰以及轨底的纵向流动机理,根据钢轨断面特点,给出了轨头与轨底等效压下系数计算公式,并考虑了轨头与轨腰以及轨底与轨腰之间的金属横向流动体积的影响;基于轧制前后体积不变条件,推导出了轨头、轨腰及轨底的延伸系数计算模型,得到了钢轨各部分压下系数以及宽展系数对其纵向流动规律的影响。为验证理论模型,进行了钢轨的万能热轧实验,实测了不同轧制规程时钢轨各部分的延伸系数,并与理论计算结果进行比较。理论计算结果与实验结果误差不超过±5%,说明理论模型具有较高的预测精度,可用于钢轨万能轧制实践。     

H型钢万能轧制过程综合实验研究

在三机架可逆连轧实验机组上,采用铅试件和钢试件,对Ｈ型钢的万能轧制过程进行了综合实验研究,探讨了翼缘和腹板压下率差对腹板前滑、翼缘宽展以及翼缘压下率对轧制力、轧制力矩的影响规律,发现了一些钢试件和铅试件万能轧制时的不同特性,得到了一系列的轧制过程工艺资料。     

钢轨万能轧制过程的数值模拟

用MARC有限元软件对钢轨的轧制过程进行了三维弹塑性有限元模拟,分析了钢轨的轧后变形、轧制状态下钢轨内部应力的分布以及轧后残余应力分布,为合理配置精轧前万能孔型,指导物理模拟,并为提高钢轨质量奠定了理论基础。     

UIC60钢轨万能轧制工艺研究

针对UIC60钢轨断面特点与标准要求,通过采取工艺设计、车削方式优化等技术措施,解决了UIC60钢轨开发中存在的腹腔展宽量小、成品单重要求高、轧辊车削恢复困难等技术难题,一次性成功开发出UIC60钢轨,合格率达9757％。     

基于功率最小原理和遗传算法的钢轨万能轧制过程宽展预测

为得到钢轨万能轧制过程轨头和轨底的精确宽展,以轨头和轨底宽展为待定参数,在坯料断面尺寸、设备参数、轧制工艺参数已知的基础上,基于上限原理推导得出包含轨头和轨底宽展系数的钢轨万能轧制过程总功率表达式,并应用MATLAB软件遗传算法工具箱编写M文件对钢轨万能轧制总功率进行单目标优化,得到轧制功率最小时的轨头和轨底宽展系数。为验证理论模型,对18kg/m轻轨进行万能轧制实验,并用DEFORM软件模拟其万能轧制过程,将优化后宽展系数与实验结果进行对比,两者误差小于2%。     

基于不同轧制参数的万能轧机轧辊温度分析

为了研究温度对轧辊孔型变化的影响,利用有限元Ansys软件,对万能轧机轧辊的温度场进行了模拟分析,得到了稳定状态下轧辊温度场分布规律,并研究了不同轧制条件下轧辊温度场的变化情况。研究表明,轧辊温度场呈周期性变化,与速度相比冷却液的流量对工作辊温度场分布影响较明显,将轧辊模拟数据与现场实测数据进行对比其误差不超过5℃,证明了模型的可靠性。由于轧辊的变形导致轧辊孔型发生相应变化,轧辊的温度和应力变化为从中心到边部逐渐减小,轧辊内部的热膨胀、应力场、外部轧制力以及摩擦使得水平辊在圆角处的轴向和径向均发生了较大位移。     

首钢长钢万能法轧制45~#工字钢的开发

介绍了首钢长治钢铁有限公司H型钢生产线自主开发45#工字钢的工艺方案、孔型设计和轧制规程设计,以及试生产过程中存在的问题及其改进措施,该45#工字钢的生产工艺稳定顺行,产品质量良好。     

JD整体放电极线轧制中性面位置的确定

通过建立圆截面棒料的三维轧制模型和解析计算模型 ,推导出了圆截面三维轧制成形时中性角及前滑的解析计算公式 ;进行了实验验证 ,在理论分析和实验验证的基础上 ,总结出了关于圆截面三维轧制中性角大小范围的一些重要结论。研究工作对JD整体放电极线的批量生产具有指导意义。     

H型钢万能轧机高铬铸铁水平辊环的研制

对H型钢万能轧机用水平辊环的材质改进进行试验研究,用高铬铸铁材质替代普通半钢材质,通过对铸造工艺参数的摸索,成功研制出高铬铸铁水平辊环.经某轧钢厂在成品机架使用结果表明:无论是辊环表面的磨损还是轧材表面质量,高铬铸铁辊环均优于高碳半钢辊环,单次轧制量是高碳半钢辊环的1.5倍.     

H型钢立辊轴心可变式万能轧制法的实验研究

将万能轧机的立辊轴心向出口侧移动的轧制法，翼缘宽展量增加约６．４％，平辊轧制力减少１２％，且板形得到改善     

万能轧机轧辊的轴向固定与调整

介绍了某厂从国外引进的一套万能轧机上配有先进的灵活的轧辊轴向调整机构,很好地解决了轧钢过程中轧辊固定与调整的问题.     

万能孔型轧制高精度重轨的研究

阐述了目前市场急需的高质量重轨必须实现高精度轧制,我国现有重轨厂采用二辊孔型轧制难以满足要求。轧制高精度重轨的最好办法是使用万能精轧孔型;研究了万能轧机尺寸、孔型数量和孔型形状对重轨尺寸精度的影响,并在实验室进行了万能孔型轧制高精度重轨实验。     

波纹轨腰钢轨万能轧制数值模拟与实验研究

利用显示动力学有限元分析方法,模拟了波纹轨腰钢轨的轧制过程;分析了轧制速度、压下量、轧件初始厚度对轧制力的影响。在燕山大学三机架万能轧机上进行了波纹轨腰钢轨的轧制实验,在相同的轧制条件下,实验所得的轧制力与数值模拟所得的轧制力基本相符,证明了理论分析的正确性。说明用数值模拟所得的轧制力能参数能够用于指导实际生产中工艺参数的制定。     

新建万能轧机秤重轨的利弊

针对我国一些大型厂或轨梁厂欲新建万能轧机生产重轨提出不同看法，认为这不仅造成资金的巨大浪费，而且如果万能轧机的工艺和规格选择不当，将影响企业的竞争力和发展，建议采用增加万能精轧定径机组的办法来提高重轨的尺寸精度。     

两种万能成品孔轧制60kg/m重轨有限元模拟及分析

为提高60kg/m重轨轨头踏面的形状精度和轨高尺寸精度,在半万能轧制法的基础上,提出了全万能成品孔轧制法。用ANSYS/LS-DYNA软件对两种万能成品孔型轧制60kg/m重轨的变形过程进行了有限元模拟。重轨经全万能成品孔轧制时,在X方向的金属流动趋势和等效应力、等效应变的分布更有利于保证轨头踏面的形状精度,并且轧后重轨轨高的波动幅度比半万能轧制时小。从理论上证明了全万能轧制法轧制60kg/m重轨的可行性,为高精度重轨的轧制提供了理论依据。     

钢轨下腭轧疤缺陷形成机理研究

针对河北钢铁集团邯钢公司大型轧钢厂钢轨下腭轧疤缺陷问题,对缺陷形成机理进行了分析。结果表明,形成钢轨下腭轧疤缺陷的主要原因是轧件轨头和轨底部位金属量不均衡,在万能U₁EU₂轧机第1、第2道次轧制过程中轨头部位的延伸大于轨底部位,U₁E轧机第3道次轧出后轧件向轨底一侧偏斜且轨头部位前尖舌头较轨底部位长,咬入U₂轧机时轨头前尖撞击水平辊孔型下腭部位而导致辊面粘钢; 辊面粘结物粘结力较弱时,会形成咬入端非周期性下腭轧疤缺陷;辊面粘结物粘结力较强时,则形成周期性下腭轧疤缺陷。根据现场实际情况,提出了对轨形延伸孔轨底部位设计增加金属量约0.3%、轨形切深孔轨头部位设计减小金属量约0.1%、BD₁轧机帽形孔轧件高度设计减小约2%的治理方案,平衡了轨头、轨底部位的金属变形量,改进了万能U₁EU₂轧机各道次轧件前尖舌头形状,改善了咬入状态,彻底解决了钢轨下腭轧疤缺陷问题。     

模糊数学方法在万能型钢轧机机架圆角的多目标优化中的应用

目前,多目标优化设计中的加权系数基本上都是通过经验来给定,文章在利用ANSYS软件对万能型钢轧机机架圆角进行多目标优化过程中,应用模糊数学中的隶属函数,计算出不同加权系数组合的最优解和理想解的贴近度,从而确定出一组合理的加权系数,为加权系数的确定提供了理论依据。