无缝钢管张力减径工艺参数研究

发布时间：2022-08-23 10:29

　　钢管市场的竞争本质是质量和成本的竞争。张力减径作为热轧无缝钢管的最后一道变形工序,对成品管的几何尺寸至关重要。在轧制厚壁管时成品管内壁容易出现内六方缺陷,造成成品率下降,降低企业竞争力。随着数值模拟技术的不断成熟和计算机运算能力的不断提高,通过有限元方法模拟张力减径过程,进而研究张力减径过程中金属流动规律及工艺参数对内六方缺陷的影响,实现优化成品管质量成为现实。本文在搜集大量国内外无缝钢管张力减径研究资料的基础上,开展了以下工作:根据张力减径理论,采用Visual Basic编写张力减径工艺软件,实现了孔型参数和轧辊转速的快速计算。使用软件Marc对钢管尺寸为Φ119mm?9.75mm经25机架轧制成Φ51mm?10mm张力减径过程进行仿真,研究壁厚在张力减径过程中的变化规律。通过制定对照组研究了孔型参数、壁厚系数及轧辊转速对成品管壁厚不均的影响。仿真结果表明:相较正宽展孔型,负宽展孔型可有效抑制壁厚不均的产生;壁厚不均的产生主要出现在张力减径过程中的壁厚增厚阶段,通过调整轧辊转速减小壁厚增厚阶段增厚量可进一步改善壁厚均匀度;优选荒管的壁厚系数可改善壁厚的均匀度;通过优化孔型减小张力减... 

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 张力减径工艺简介及其发展
        1.2.1 张力减径工艺介绍
        1.2.2 张力减径工艺发展
    1.3 张力减径主要尺寸缺陷
    1.4 张力减径工艺理论研究现状
        1.4.1 轧辊孔型的研究现状
        1.4.2 横向壁厚不均的研究现状
        1.4.3 张力减径过程数值模拟研究现状
        1.4.4 张力减径工艺研究存在的不足
    1.5 课题来源、内容及意义
        1.5.1 课题来源和内容
        1.5.2 研究意义
第2章 张力减径过程工艺理论及软件
    2.1 张力减径过程中的金属流动
    2.2 张力减径工艺参数
        2.2.1 钢管热尺寸
        2.2.2 减径率分配原则
        2.2.3 张力分布
        2.2.4 管坯壁厚分布
        2.2.5 轧辊转速确定
        2.2.6 轧辊孔型的几何参数
        2.2.7 轧辊孔型与轧件的接触弧长
    2.3 张力减径工艺软件开发
        2.3.1 孔型设计方法
        2.3.2 工艺软件系统
        2.3.3 工艺软件界面
        2.3.4 工艺参数计算
    2.4 本章小结
第3章 钢管张力减径过程的数值模拟
    3.1 Marc软件简介
    3.2 张力减径有限元模型的建立
        3.2.1 材料属性
        3.2.2 摩擦处理
        3.2.3 边界条件的施加
        3.2.4 其他设置
    3.3 模拟实例及结果分析
        3.3.1 模拟实例及验证
        3.3.2 模拟结果分析
    3.4 本章小结
第4章 张力减径工艺参数研究
    4.1 孔型优化
        4.1.1 孔型优化设计
        4.1.2 模拟结果分析
    4.2 工艺参数对壁厚不均的影响
        4.2.1 壁厚系数对壁厚不均的影响
        4.2.2 速度制度对壁厚不均的影响
        4.2.3 机架数对壁厚不均的影响
    4.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]宝钢无缝钢管张力减径有限元模拟与验证[J]. 王超峰,胡斌斌,杜凤山.  塑性工程学报. 2018(03)
[2]张力系数对钢张力减径管壁厚度参数的影响研究[J]. 霍晓栋,赵春江,白磊,熊杰,周研.  热加工工艺. 2016(11)
[3]无缝钢管生产过程质量预报及关键参数优化控制[J]. 陆治越,杨慧强.  科技风. 2015(09)
[4]单机架减径率对无缝钢管周向壁厚影响的研究[J]. 陈今良,白磊,王军,王海波.  钢管. 2015(01)
[5]幂函数减径率的张力减径机孔型设计[J]. 丁炜,孙强,梁海泉,丁宏钧,赵杰,万碧波.  钢管. 2013(06)
[6]张力减径过程管端增厚的CEC控制模型[J]. 于辉,汪飞雪,刘利刚.  燕山大学学报. 2013(03)
[7]双圆弧椭圆孔型应用于张力减径的数值分析[J]. 陈今良,赵春江,双远华,石建辉,杨广科.  塑性工程学报. 2012(05)
[8]无缝钢管张力减径过程中内六方的成因分析及解决办法[J]. 罗登高.  中国重型装备. 2012(02)
[9]无缝钢管张力减径过程中产生内多边形的原因分析[J]. 马辉,韩明旭.  鞍钢技术. 2006(01)
[10]钢管“内六方”成因分析及对策[J]. 赵晓林,边勇兴.  钢管. 2004(03)

硕士论文
[1]热轧无缝钢管张力减径过程数值模拟及仿真系统开发[D]. 胡斌斌.燕山大学 2018
[2]张力减径过程管端增厚机理与控制策略研究[D]. 郭延松.燕山大学 2018
[3]无缝钢管微张力减径工艺参数的研究[D]. 王琦.太原科技大学 2016
[4]无缝钢管减径过程工艺参数设计及数值模拟研究[D]. 周伟鹏.武汉科技大学 2015



本文编号：3677598