钢管斜轧延伸工艺参数模拟与辗轧角优化

基于建立的斜轧延伸机轧辊速度模型，模拟分析了沿轧制方向和螺旋方向上辗轧角对轧辊速度、局部送进角、局部角速度的影响，进而分析了这些参数对金属变形和流动的影响，据此可优化辗轧角。     

Assel轧机轧制薄壁管壁厚螺旋性不均研究

针对Assel轧管机轧制薄壁管时出现内螺纹缺陷问题,采用三维有限元分析软件Simufact,对X20Cr13钢管典型规格160mm×6.5mm Assel斜轧过程进行数值模拟。研究了不同芯棒运动方式、送进角及轧辊辗轧带线型对斜轧后荒管内螺纹深度的影响。结果表明:全浮动芯棒轧后荒管所产生的内螺纹深度最小,固定芯棒次之,拉力芯棒最差;随着送进角逐渐增大,轧后荒管的内螺纹深度逐渐加深;双曲线型辗轧带更有利于控制轧后荒管的内螺纹深度,双曲线辗轧带条件下,轧件在轧制过程中所产生的扭转变形量要较直线型辗轧带小大约35%。     

斜轧穿孔机轧辊辗轧锥角的设计分析

斜轧穿孔机轧辊形状设计十分重要，其中辗轧锥角的正确设计是获得高精度壁厚的关键。通过对斜轧时产生非线性变形区的理论分析，根据管壁辗轧时轧辊与顶头间应保持相等间隙的原理，推导出了设计轧辊辗轧锥角的计算公式，计算结果与德方向无缝钢管厂提供的参数吻合。     

三辊斜轧时空间结构理论的解析

本文应用空间解析几何中正交变换刚体运动理论,解析三辊斜轧时的空间结构,建立了轧机调整前、后坐标之间关系的表达式;轧辊辗轧段的辊面方程式;送进角的计算公式。     

轧制力参数对斜轧穿孔孔型的影响

为了进行斜轧穿孔模型化研究,分析了二辊斜轧穿孔轧制力对轧辊开度、变形参数和穿孔毛管壁厚均匀性的影响以及顶头轴向力对变形参数和毛管壁厚均匀性的影响。结果表明：轧制力引起的静态轧辊辗轧角变化可以忽略,而轧制力对毛管壁厚的影响很显著。顶头轴向力引起的顶头位置变化对轧件壁厚及其均匀性的影响是值得重视的。     

轧辊倾角对二辊斜轧实心坯应变、应力场的影响*

轧辊倾角在斜轧过程中是积极工艺参数,其对产品的产量和质量有重要影响,用MARC／Autoforge软件对圆坯二辊斜轧过程进行了三维热－力耦合弹塑性数值模拟,得到了不同轧辊倾角条件下的应力、应变场,验证了塑性变形强度沿圆坯直径的W形分布形态,并分析了轧辊倾角对场变量的影响进规律。结果表明,在通常轧辊倾角范围内,随送进角的增大,横断面上的变形不均匀性减轻,横向拉应力最大值σymax增大;随轧角的增大,横断面上的变表不均匀性加重,但σymax变化不大。     

轧辊直径不等的非对称轧制条件下变形区内的变形分析

为了研究非对称轧制条件下变形区内金属的变形情况,采用三维大变形热-力耦合有限元法,分析了轧辊半径不等的非对称热轧板带变形区内轧件变形的情况,得到了在不同异径比条件下,变形区内应力、应变和应变能量密度的分布规律。结果表明：在非对称轧制条件下会产生不同于普通压缩变形的附加剪切变形,而且异径比越大,产生的附加剪切变形也越大。     

论斜轧延伸轧管工艺的发展

文章阐述了斜轧延伸轧管工艺在近20年内的发展,指出:穿轧合一的三辊轧管机的再度出现,值得注视.行星轧管机继PSW轧机之后又将出现KRM四辊行星轧管机,这是斜轧延伸轧管技术发展的一个新动向.惟Accu-Roll轧管工艺没有多大发展,在实际应用中出现了降低延伸系数,进一步利用其扩径作用的做法.文章认为对这种工艺的发展目前尚难以作出定论.     

钢管轧机轧制表的编制

详细介绍了自动轧管机、二辊斜轧管机、三辊斜轧管机、周期轧管机和连轧管机等轧管机组轧制表编制的基本方法和编制中应考虑的相关因素和计算公式。     

斜轧穿孔机与斜轧延伸机轧辊旋转方向的合理配置

从减少钢管在斜轧变形过程中的反向扭转次数出发，研究了辊型对扭转的影响以及斜轧穿孔机和斜轧延伸机轧辊旋转方向的合理配置。研究结果对轧机设计、车间平面布置和提高产品质量有重要意义     

Φ460 mm PQF连轧机组提高芯棒使用寿命的措施

芯棒是保证PQF(Premium Quality Finishing)连轧机生产出高精度,高品质钢管的重要热变形工具,其表面质量和直径精度直接影响到钢管的壁厚精度和内表面质量;同时,PQF连轧机孔型精度高,钢管不均变形小,钢管在孔型中的横向变形小。文章通过分析包钢无缝钢管厂Φ460 mm PQF连轧机组影响芯棒使用寿命的因素,提出PQF连轧机提高芯棒使用寿命的一些措施。     

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。     

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。     

二辊斜轧延伸大口径P92厚壁管分层缺陷倾向性研究

为研究不同轧辊转速、送进角、轧辊人口锥角等工艺参数对大VI径厚壁P92钢管二辊斜轧延伸过程分层缺陷形成倾向性的影响,借助于商用有限元软件MSC．SuperForm,对不同工艺条件下大口径厚壁P92钢管二辊斜轧延伸过程进行了三维热力耦合模拟;采用Oyane韧性断裂准则分析了轧件损伤场及钢管分层缺陷的倾向性。研究结果表明：钢管内表邻近顶头接触区存在破裂高危带,轧件最大损伤特征值随轧辊转速的降低、送进角和轧辊入口锥角的增大而减小,发生分层缺陷的倾向性降低。此研究为揭示钢管分层缺陷形成机制,确定缺陷发生的敏感工况,制定防止或减轻分层缺陷的有效措施提供科学依据。     

楔横轧多楔轧制高铁空心车轴壁厚均匀性

在空心轴楔横轧多楔轧制中,控制壁厚均匀性是衡量车轴成形质量的重要标准.本文先分析空心轴楔横轧多楔轧制的稳定轧制条件,得到了确定空心车轴楔横轧压扁失稳的准则.在此基础上,基于DEFORM-3D软件,建立楔横轧多楔同步轧制高铁空心车轴的三维刚塑性有限元模型,分析展宽角、成形角等工艺参数对壁厚均匀性的影响,获得了工艺参数影响轧制空心车轴壁厚变化的规律.结果表明:成形角越大,壁厚均匀性越好;展宽角越大,壁厚均匀性越好,但在展宽角大于10°时,壁厚均匀性反而下降.基于多楔轧制实验,轧制1∶5缩比的空心车轴,测量了轧制力矩和轧制空心轴的壁厚,与仿真结果作比较,相对误差均在10%以内,验证了所建有限元模型的正确性.      

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.      

双排多辊式轧机冷轧钢管的轧次变形量计算

通过对双百多辊式轧机冷轧钢管变形过程的研究，推导出一个轧制周期内轧次变形量、延伸系数、壁厚相对压下量等变形参数的计算公式。     

四辊平整机辊系与带材耦合变形有限元分析

 采用大变形弹塑性有限元法将辊系弹性变形与带材弹塑性变形耦合在一起建立四辊平整机三维模型。研究了不同宽度和厚度下工作辊弯辊力对辊系变形、辊缝形状及轧件出口厚度的影响规律。计算结果对平整机设备设计和生产工艺制定具有实际参考价值。所建模型也为轧制过程离线分析提供了一种有力的手段。