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钢管张力减径试验研究及切头尾控制下的有限元模拟

米楠  
【摘要】: 全世界每年钢管制品的消耗量近五千万吨,钢管生产新技术的发展始终是世界钢铁行业所关注的焦点问题之一。钢管张力减径过程是热轧无缝钢管生产中的精轧工序,其中的金属变形非常复杂,金属流动规律难以精确掌握,实际生产中不得不以多次反复试验来决定轧辊孔型及轧制生产工艺流程,从而造成产品成本高,生产周期长,开发新产品困难等问题。在张力减径机投入使用的初期,人们就发现钢管经过张力减径机轧制后,钢管两端的壁厚大于中部,称为管端增厚。这是张力减径的固有特点。而由此产生的管端壁厚若超过了成品的公差范围,就必须予以切除,从而使机组收得率降低,经济效益下降。因此,各钢管生产厂家均对减少管端增厚的措施进行了多方面的研究,并取得一些成果。其中,管端轧制时控制各机架轧辊转速动态变化的方法,在现有的机组上采用较多,称为管端增厚控制(Crop End Control)。 本文通过在管材连轧机上进行管材轧制试验,根据试验轧机及管材参数建立有限元仿真模型,对轧制过程进行模拟。模拟结果与实验结果吻合,验证了有限元方法的可靠性。 其次,本文通过VB编制了CEC速度制度软件,该软件可以在不同参数输入下,快速计算实施CEC的时间和对应速度,并为使用者提供了多种数据输出方式。 最后,采用有限元方法分别对不变速情况和头尾端控制下的张力减径过程进行模拟对比,验证了上述CEC速度制度软件的正确性和实用性。因此,本研究对于制定合理的轧管张力减径工艺具有重要的现实意义。


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