H型钢万能—轧边连轧实验研究

在三机架可逆连轧实验机组上,对Ｈ型钢的万能－轧边连轧过程进行了综合实验研究。探讨了辊面线速度不平衡对连轧张力,连轧张力对前滑,翼缘宽展、力能参数的影响规律。     

万能型钢轧机轧制规程优化设计

采用综合约束函数双下降法研究了万能可逆轧H型钢降低电耗的优化轧制过程，以总轧制能耗最小为目标，各首次轧件出口厚度为优化计算的自变量进行了优化。优化计算结果应用于生产试验表明节能效果良好。由于在轧制规程优化过程中考虑了各种约束条件，所以求得的优化轧制规程不但能满足轧机强度和电机功率要求，而且能保证所轧制的H型钢具有良好的尺寸精度。     

H型钢万能轧制过程中金属流动的有限元分析

采用显示动力学有限元软件LS-DYNA,结合生产实际,对H型钢万能轧制进行了仿真计算.在仿真结果的基础上,根据轧制平面内的节点位移矢量分布情况,分析了轧件断面内金属流动规律.仿真结果显示轧件断面内在立辊和平辊压下方向上存在"零位移线",说明在H型钢万能轧制过程中,在立辊和平辊压下方向上轧件内金属流动存在"位移中性面",并伴有翼缘端部金属流动产生"内翻"的情况.     

H型钢万能轧制力计算方法

基于分离腹板和翼缘相互影响的思路建立2种特殊的H型钢万能轧制模型.通过研究不同延伸比和面积比条件下水平辊、立辊轧制力与平板轧制的关系,总结归纳出H型钢万能轧制力计算公式,并用其他规格道次的H型钢轧制力进行对比验证.研究结果表明:在相同的面积比条件下,随着腿腰延伸比λ的增大,水平辊轧制力减小,立辊轧制力增加;随着翼缘或者腹板面积的减小,不同延伸比情况下的水平辊中间位置轧制力和立辊轧制力分别收敛于1个稳定值;该H型钢轧制力计算公式能较好地反映不同工艺参数下轧制力的变化趋势;水平辊轧制力公式计算结果与有限元模型计算结果的最大相对误差为16.7％,与实测值的相对误差为3.4％;立辊轧制力公式计算结果与有限元模型计算结果的最大相对误差为8.7％,与实测值的相对误差为4.4％.     

万能孔型中带张力轧制H型钢的研究

本文对万能孔型中带张力轧制H型钢进行了理论分析和实验研究,理论分析采用刚塑性有限元中的可压缩法;总泛函中考虑了张力功率和速度不连续面上的剪切功率;迭代求解时采用黄金分割法沿牛顿方向上进行一维搜索,加快了计算的收敛速度,理论计算得到的宽展,前滑、平均单位压力、轧制力矩等参数均与实验结果符合较好。     

我国H型钢轧机的建设与选型探讨

作者根据我国在建设中对新型结构钢材的需要,提出了H型钢轧钢车间的建设、改造与新建,大中小配套,品种系列化的设想与建议,并对建厂的布局和轧钢机结构的选用提出了看法。     

H型钢裂纹研究

研究了河北某大型H型钢厂采用半敞开方式浇注的H型钢腹板裂纹产生的原因.结果表明:解决H型钢腹板裂纹分为三个阶段,第一阶段,刚投产时出现腹板裂纹几率高达60 %～70%,分析主要是由于钢中S、P含量偏高,把其含量降低到[S]＜0.02%、[P]＜0.025%时,可把腹板裂纹控制在16%以内,此时再降低钢中S、P含量效果不明显.第二阶段最为重要,在该厂选取了26块有代表性裂纹的试样进行了细致的研究,研究认为:腹板裂纹主要是由钢中夹杂物和轧制因素造成,其中由夹杂物因素形成的裂纹占69.2%,由轧制因素形成的裂纹占30.8%%,提出改进措施后可把腹板裂纹几率降低到1%以内.第三阶段,要想再降低H型钢腹板裂纹几率,应对生产工艺进行优化进一步降低钢中O、S、P以及夹杂物含量,这样才可以取得较明显的效果.     

热轧全波纹腹板H型钢矫直的实验研究

为解决热轧波纹腹板Ｈ型钢的矫直．通过大量实验，提出了压矫腹板带动翼缘弯曲变形的矫直方法．实验结果表明该方法是可行的．     

轧制润滑对H型钢翼缘宽展的影响

轧制工艺润滑能有效减少轧制力,降低能耗,但是在H型钢轧制过程中引入工艺润滑造成了翼缘宽展不均、腹板偏心等缺陷。针对H型钢工艺润滑生产中遇到的问题,建立了H型钢万能轧制过程的有限元模型,对轧辊各部位不同摩擦分布情况进行了仿真模拟,深入研究了轧制润滑影响H型钢翼缘宽展的机理。通过分析不同工况条件下轧件变形区内的摩擦力分布、金属流动等因素,解释了翼缘宽展的机理并得到了翼缘宽展的规律。分析结果表明,对H型钢腹板进行轧制工艺润滑能有效减少轧制力、降低能耗;在其它工艺参数一定的情况下,翼缘宽展随翼缘及轧辊间的摩擦系数增大而减小,且基本上呈线性关系;在翼缘的二个表面中对内侧的摩擦系数更为敏感。现场工艺润滑方案设计时应充分考虑宽展对润滑轧辊不同位置时的敏感性差异。     

H型钢轧制过程的计算机仿真

为解决H型钢轧制缺陷问题，用塑性有限元软件建立了H型钢的轧制模型，模拟了轧制过程，并用热力耦合法分析了轧件的变形和金属流动情况和腹板的轧制力分布。仿真结果与实测数据基本吻合。     

钢轨万能轧制过程轨底宽展的理论及实验研究

为了得到钢轨万能轧制过程中轨底的精确宽展,在计算宽展时引入变形协调系数和轧件材质影响系数,确定轨底轧制前、后等效高度以及等效压下量,同时进行18 kg/m普碳钢轻轨的万能热轧实验。通过理论计算结果和实测值可知:当轨底压下率保持不变而轨腰压下率变大时,轨腰延伸系数变大,为了实现变形协调,轨底部分必须有额外的金属向纵向流动以增加轨底的延伸,因此,轨底的宽展明显变小;当水平辊转速变小时,摩擦因数变大,金属的横向流动阻力变大,轨底宽展随水平辊转速的减小而减小;引入变形协调系数修正后的轨底宽展模型计算值比修正前的模型更接近于实测值和模拟值,对钢轨万能轧制过程轧制规程制定具有一定的参考价值。     

中型H型钢轧件偏心控制与研究

本文论述中型H型钢轧件偏心的主要原因和解决方案。通过合理的调整顺序,改变BD轴向调整量,改变U1、U2轴向调整量等措施,有效改善了H型钢轧件偏心问题,产品性能稳定,为企业创造了良好效益。     

H型钢控制冷却过程的应力场模拟

利用ANSYS软件建立H型钢模型并进行模拟,研究热轧H型钢轧后冷却过程中的热边界条件,分析H型钢在不同温度下应力应变场的分布及规律,为控制冷却系统的设计提供指导;分析不同冷却方式H型钢的力学性能,比较不同控冷方案,选择的控冷方案为:空冷5 s后,水冷5 s,再空冷5 s。根据应力产生机理和对比控制冷却不同水流密度的模拟结果,在相同冷却时间条件下,随着水流密度的增大,H型钢的温度逐渐降低,最大应力逐渐增大。     

H型钢断面组织对其机械性能的影响

H型钢因其断面异型,轧制变形时金属流动性大,断面温度分布不均匀使得其断面组织均匀性很难得到控制。在建筑工程中H型钢的广泛应用,使得对产品的形状、尺寸精度和机械性能要求日益严格。在金属的塑性变形过程中,微观组织的演变对金属的机械性能有着很大的影响。为了研究组织对机械性能的影响,对产品的机械性能进行的拉伸实验并对组织性能进行了观测,分析了组织对机械性能的影响。并对轧制规程进行优化。     

薄板坯连铸的一种新形式

根据自1993年以来对连铸坯带液芯轧制和近终型连铸的研究与探索,开发了具有自主知识产权的四辊万能薄带连铸连轧机组,与CSP,ISP,CPR,DANIE LI等薄板坯连铸机组相比,具有改变规格灵活,铸坯侧边和内部应力状态好和有利于改善薄板坯质量等优点,可供有关冶金厂矿参考.     

H型钢控制冷却过程的应力场模拟

利用ANSYS软件建立H型钢模型并进行模拟,研究热轧H型钢轧后冷却过程中的热边界条件,分析H型钢在不同温度下应力应变场的分布及规律,为控制冷却系统的设计提供指导;分析不同冷却方式H型钢的力学性能,比较不同控冷方案,选择的控冷方案为:空冷5 s后,水冷5 s,再空冷5 s。根据应力产生机理和对比控制冷却不同水流密度的模拟结果,在相同冷却时间条件下,随着水流密度的增大,H型钢的温度逐渐降低,最大应力逐渐增大。     

接触摩擦对H型钢万能轧制影响的仿真分析

以大型H型钢生产线为基础,采用热力耦合弹塑性有限元方法建立万能轧制有限元仿真分析模型,并对不同摩擦系数下的多种工况进行了仿真分析.通过对计算结果的分析,得到不同接触摩擦系数对H型钢万能轧制过程中轧件金属流动和轧制力的影响结果.     

薄板坯连铸的一种新形式

根据自1993年以来对连铸坯带液芯轧制和近终型连铸的研究与探索，开发了具有自主知识产权的四辊万能薄带连铸连轧机组，与CSP，ISP，CPR，DANIE LI等薄板坯连铸机组相比，具有改变规格灵活，铸坯侧边和内部应力状态好和有利于改善薄板坯质量等优点，可供有关冶金厂矿参考。     

H型钢矫直过程残余应力演变机制研究

为在矫直过程中对H型钢的残余应力实施有效地主动控制,对H型钢矫直过程中残余应力演变过程的力学机制进行研究。首先运用弹塑性基本理论对具有初始残余应力的H型钢截面弹塑性反弯过程进行解析分析,论证初始残余应力对截面弹塑性反弯过程的影响方式,证明初始残余应力导致截面弯曲中性轴位移的非对称弯曲状态。在此基础上,利用差分方法建立H型钢矫直过程多次连续弹塑性反弯的数值解法,进而详细研究H型钢矫直过程中残余应力的演变机制。结果表明:截面翼缘与腹板整体拉压应力水平的消减主要依赖矫直前期的非对称弹塑性弯曲过程,而矫直后期的对称弯曲过程则进一步改善H型钢翼缘的残余应力状态;矫直过程前期与后期不同的弹塑性弯曲性质造成了其在矫直过程中对于残余应力演变的不同影响作用。     

H型钢热轧过程微观组织的数值预报

将热力耦合有限元方法与金属微观组织演变数学模型相结合,提出了热变形过程微观组织的数值预报方法。作为应用,模拟了Ｈ型钢热轧过程的微观组织演变。预报值与实测值吻合良好,表明本文方法己能成功预报热变形后的金属微观组织。