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张力减径过程管端增厚机理与控制策略研究

郭延松  
【摘要】:无缝钢管在国民经济发展的诸多行业中都起着重要的作用,而张力减径机组作为热轧无缝钢管的最后一道热变形工序,直接影响成品管的尺寸精度和力学性能。各国钢管企业都通过这一环节扩大钢管产品规格、提高产品质量、降低生产成本。因此进行张力减径过程基本工艺理论、管端增厚机理及控制的有限元模拟研究,深入了解张力减径过程金属变形特点、掌握关键工艺参数对管端增厚的影响规律,对进一步优化工艺参数、减少切除损失、节约能源和资源具有重要的理论意义和实用价值。基于MSC.Marc建立无缝钢管张力减径过程三维热力耦合有限元模型,并利用实际生产数据验证有限元模型的可靠性和准确性,进一步分析张力减径过程管端增厚机理,并通过改变初始温度、摩擦系数、减径量、张力系数研究轧制过程中张力和轧后头尾端切损量的变化规律。利用有限元方法对原有管端增厚控制CEC技术进行研究分析,根据其工作原理对现有三级CEC控制策略进行改进,并开发新型管端控制技术,以达到管端切损量降低20%-50%的国际先进水平。基于张力减径过程基本理论,采用VB软件编制张力减径工艺程序,以计算、输出指定钢管系列的关键工艺参数,并可实现无缝钢管新品种工艺参数的准确计算,方便无缝钢管行业者。


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