孔型对H型钢开坯轧制成形的影响及优化

采用弹塑性有限元方法,依托ABAQUS软件中显式计算的方法,对不同规格H型钢的往复开坯轧制进行仿真分析。应用ALE网格自适应技术解决了多道次的网格畸变问题。引入现场测试的温度数据作为模型的温度边界条件。通过对不同规格H型钢使用相同坯料的轧制过程进行模拟分析发现,孔型对开坯轧制最终成形有较大影响。分析结果表明,当采用展宽孔型轧制大规格型钢时,最终道次稳定段的轧件断面不能充满孔型,造成翼缘内侧缺肉现象;采用箱型孔预轧制小规格型钢时,这一现象则不是很明显。采用实测尺寸对H700×300规格H型钢的断面尺寸进行了对比验证。针对上述缺陷对H700×300规格的H型钢粗轧孔型进行优化,改善了翼缘缺肉现象。研究结果对于制定BD轧制规程具有指导意义。     

H型钢开坯轧制变形分析

借助有限元分析软件MSC SuperForm2 0 0 2对H型钢开坯轧制进行了模拟。分析了金属变形特点和轧件充满情况。研究表明 ,箱形孔中轧件腹板的变形与宽展较小 ;异形孔中轧件腹板与翼缘的变形很不一致 ,腹板出变形区后厚度会反弹增加 ;异形孔中轧件不能很好地充满孔型 ,轧制力也较大     

H型钢万能轧制宽展分析

借助有限元分析软件MSC.SuperForm2004对H型钢万能轧制过程进行了模拟,着重讨论了万能轧制不同阶段轧件宽展在孔型中的变化规律.由模拟结果可知,万能孔型中轧件翼缘的端部不接触轧辊,变形主要靠变形渗透,变形量很小且变形渗透随道次的增加而明显.     

采用小异型坯生产大规格H型钢的技术研究

介绍了首钢长钢轧钢厂采用等宽的连铸异型坯(430mm×300mm×85mm×80mm)开发轧制H300mm×300mm×10mm×15mm规格H型钢的过程。为了使成品的翼缘宽度能够达到300mm,在开坯机孔型中增加了较大的凸度,在减小对翼缘压下的同时增加了对腹板的压下,以利于万能轧机轧制时翼缘的宽展。此外,还制定严谨的试轧方案,针对试轧制中出现的问题、缺陷,特别是开坯机孔型中增加了较大的凸度后,轧制时H型钢圆角部位易出现折叠的问题,重新优化了开坯机孔型、万能孔型及轧制工艺,消除了折叠缺陷,产品力学性能满足标准要求。     

钢轨端头缺陷成因分析及其控制措施

攀钢新钢钒股份有限公司轨梁厂生产钢轨过程中UF轧机出钢后钢轨端头存在硬弯,端头扭转、跳 动,轨头R处撞伤,轨底摔伤等缺陷,分析了缺陷的形成原因;即万能轧机孔型均为直配,轧制重轨时头部悬空;轧机采用纵列式布置,出钢端头、底尖头长度与二辊模式差异较大;万能轧制线位置固定,轧制不同的产品需调整出口辊道高度等,由此提出了保证UF轧机出钢上翘,控制提升辊道工作面与出口轧件最低点距离,UF轧机出口辊道采取锥形辊道或UF轧机斜配孔型等相应改进措施,保证了端头质量。     

基于有限元的门架型钢缺陷分析及孔型优化

针对莱钢型钢厂H120门架型钢热轧时K5轧件内槽凹坑及成品内槽折叠缺陷问题,对粗轧孔型系统进行了有限元模拟。分析了粗轧阶段变形特点,并根据K5孔型轧制稳定阶段接触弧区域轧件的受力情况,分析了缺陷产生的原因。以此为基础,优化了孔型系统,基本解决了成品内槽横折叠缺陷问题。     

轧件形状尺寸柔性轧制的特点和应用

介绍了轧件形状尺寸柔性轧制技术。在钢板柔性轧制方面，分别阐述了变厚度、变宽度和圆形等异形钢板的生产和应用，以及常规和带活套两种冷轧差厚板轧制方法的技术特点及应用；在型钢柔性轧制方法方面，分别给出了外部尺寸固定H型钢轧制方法、可变腹板深度的H型钢轧制方法及孔型系统图。最后，讨论了横向变厚度轧制及三维变厚度轧制的类型、特点及其轧制方法和应用实例。     

H型钢万能轧制的数值模拟

为了解决H型钢轧制缺陷问题,优化工艺方案,借助于有限元分析软件MSC.Marc2003,建立H型钢的轧制模型,模拟轧制过程,并分析了轧件的变形和金属流动情况和翼缘的等效总应变的分布。其模拟结果与实测数据基本吻合。     

钢绞线用YL82B热轧盘条翘皮缺陷原因分析

针对国内某钢厂生产钢绞线用YL82B热轧盘条时,盘条表面存在翘皮缺陷的问题,对其产生原因进行了宏观观察和金相检验分析。发现轧制过程中轧件下表面喷上冷却水导致其变形不均匀、连铸坯存在角部和侧面振痕处横向裂纹是缺陷产生的主要原因。通过除去轧件下表面冷却水、提高连铸机设备对弧精度和优化连铸机振动参数,解决了翘皮缺陷问题。     

小型H型钢全轧程数值模拟及斜轧孔型轧制力模型研究

本文运用有限元方法对HW100mm×100mm、HW150mm×150mm两种规格小型H型钢全轧程进行了三维热力耦合数值模拟,介绍了小型H型钢轧制的有限元模型和模拟参数设置。针对模拟结果,详细分析了典型道次轧件的金属流动状况、有效塑性应变和温度变化规律,并对数值模拟结果进行了验证。本文还建立了小型H型钢斜轧孔型的轧制力模型,计算了各道次轧制力解析结果,并将轧制力解析结果、数值模拟结果与轧机实际负荷电流趋势进行了对比,规律性吻合较好。     

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。     

热轧钢板表面翘皮缺陷的形成机理及控制

通过扫描电镜（SEM）和EDS能谱分析仪对IF钢热轧板的表面翘皮缺陷进行了分析,发现翘皮一侧明显与基体相连接,且沿轧制方向呈连续的直线分布;裂缝附近的微观组织具有明显的轧制组织特性,说明翘皮缺陷发生在轧制后半程。为此,结合工艺参数、设备状况进行了研究。结果表明：翘皮缺陷产生的主要原因是板坯边角部与芯部温差过大,在热轧过程中发生不均匀变形而导致的,对此提出了相应的控制措施。     

热轧花纹H型钢轧制工艺的开发

热轧花纹H型钢是一种绿色环保钢材,可以大大降低钢结构加工成本,马钢在其大H型钢生产线上对热轧花纹H型钢进行了开发。介绍了马钢大H型钢生产线的工艺装备及流程,以Q355B牌号244 mm ×252 mm×11 mm ×11 mm规格花纹H型钢的开发为例,介绍了钢坯加热制度,开坯、万能轧制工艺和孔型设计,以及矫直工艺。该产品的开发在现有大H型钢产线装备条件下,经过孔型和压下规程的合理设计,采用X-H轧制方法,在万能轧机组最后一道次轧制翼缘外侧花纹,花纹符合标准要求、清晰度优良。与国外轧制工艺进行了对比,降低了对设备精确度的要求,轧制方法更加简便,尺寸调整手段更加多样化,为国内热轧型钢产品开发提供了技术支撑。     

孔型法轧制50AT轨孔型系统的选择

介绍了50AT轨的断面形状和尺寸精度要求,分析了长腿布置在轧制线上方与长腿布置在轧制线下方两种孔型系统的优缺点,并运用MARC软件对该两种孔型系统中的梯形孔进行了变形仿真分析,发现前者轧件的弯曲和扭转均较小,因而轧制稳定,在攀钢Φ950mm生产线上进行的实际生产也证明了这一优点,因此应选用长腿布置在轧制线上方的孔型系统...     

冷镦钢线材表面微折叠缺陷原因分析及改进措施

冷锻钢最常见的质量问题为加工开裂，而导致加工开裂的常见原因为轧制折叠缺陷。对冷镦钢线材在轧制过程中出现的50 μm深微折叠缺陷的产生原因进行了分析，主要是轧制制度不合理、减定径孔型过充满、轧机孔型不对中、轧件存在轻微划伤缺陷而造成的。为此，对轧制压下量、孔型设计、轧制工艺备件进行了改进，杜绝了微裂纹缺陷的产生及冷镦开裂质量异议。     

冷镦钢线材表面微折叠缺陷原因分析及改进措施

冷锻钢最常见的质量问题为加工开裂，而导致加工开裂的常见原因为轧制折叠缺陷。对冷镦钢线材在轧制过程中出现的50 μm深微折叠缺陷的产生原因进行了分析，主要是轧制制度不合理、减定径孔型过充满、轧机孔型不对中、轧件存在轻微划伤缺陷而造成的。为此，对轧制压下量、孔型设计、轧制工艺备件进行了改进，杜绝了微裂纹缺陷的产生及冷镦开裂质量异议。     

中厚板轧制过程的数值模拟

以L245级管线钢材料的热物性参数(密度、泊松比、杨氏模量、热膨胀系数、热导率和比热)和热模拟压缩实验获得的高温变形时应力—应变曲线等试验数据为基础,在MSC.Marc软件中建立了该钢种材料数据库,并建立了中厚板多道次轧制过程的二维有限元模型。以铸坯厚度为220mm、成品厚度为25.4mm的热轧过程为例,通过对轧件与轧辊接触面间换热系数采用取不同常数值的方法,并依据其生产时所采集的各道次相关工艺参数,对该轧件全道次热轧过程进行了数值模拟,将各道次的轧制力计算值与实测值进行了分析比较,确定了轧件与轧辊间接触面换热系数的最佳值。利用本文模型对厚度为180mm的轧件单道次轧制过程进行了数值模拟,研究了不同变形工艺参数(轧制温度、道次压下率和轧制速度)对变形区等效应变和等效应力的影响。结果表明,在轧机设备能力及生产现场条件允许时,高温粗轧阶段纵轧道次可采用低速大压下率进行轧制成形,使变形较充分地向轧件芯部渗透,从而使钢板获得细小均匀的晶粒组织,有效改善钢板的强韧性能。     

钢轨全万能轧制技术研究与实践

为生产高尺寸精度钢轨,开发了全万能成品孔型。介绍了3种典型全万能成品孔型的结构特征,比较了其优缺点,模拟计算了轧件变形情况,并在生产线上进行了角部开口孔型的轧制试验。结果表明,角部开口孔型钢轨断面尺寸精度高,表面过渡光滑,无棱角;全万能轧制钢轨轨高尺寸精度提高,107 m长度范围内轨高波动可以减小到0.4 mm以下,配合其他措施有望达到0.2 mm以下。同时,其指出全万能成品孔型对设备精度要求高,设备维护是钢轨全万能轧制技术顺利应用的重点。     

万能轧机轧制H型钢变形区的研究

万能轧机生产H型钢一般需要与产品形状相似的异形连铸坯作为原料。通过对万能轧机轧制H型钢时变形区的分析,提出轧制时腹板减少的金属一部分用于延伸,另一部分转移到翼缘,参与到翼缘的展宽和延伸。这样,降低了腹板的延伸系数,增加了翼缘的延伸量,使翼缘的变形与腹板的变形之间更加均衡。为此,设计了新的万能轧机粗轧机X孔型,提出了相应的水平辊和立辊的压下量控制方案。经实践,采用该方法降低了万能轧机机组对坯料的要求,即可以采用方坯或矩形坯,增加了万能轧机对轧件的控制能力,提高了生产效率。