热轧无缝方管微张力定减径工艺研究

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14机架微张力定(减)径过程壁厚分布的有限元研究

备，微张力定（径时没有内部工具，３减）个轧辊构成的孑型对金属流动进行约束．在减径的同时实现Ｌ减壁 …。钢管在微张力定（）时受到孑型形状、减径Ｌ张力分布、机架间距等多种复杂因素的影响，容易产生横向壁厚不均、头尾端增厚等产品质量缺陷［２］。由于微张力定（）减径过程金属变形发生在三维空间，金属流动规律难以掌握．使得减径技术带有较强的
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撇
１７
１４机架微张力定（）减径过程壁厚分布的有限元研究
于辉，杜凤山，臧新良，汪飞雪
（山大学机械工程学院，河北秦皇岛０６０燕６０４）
Ｂ一～～＿山一～一 ¨．一～一～一＿一．ｈ～川．一ｎ甜戛～￡ｎ堇 Ⅲ
（ＭａｈｎｒｎｉｅｒｇＣｌｇ，Ｙａｓａｎｖｒｉ，Ｑｉｈａｇａ６０４ｈｎｃｉｅｙＥｇｎｅｉｏｌｅｎｅｎｈｎＵｉｅｓｙｔｎｕｎｄｏ０６０，Ｃｉａ）
一～一一～一～～
一一一一 Ⅻ ．ＣＳｈｗ一～～一儿ｋＳＳ＿呈
析，或对相关的经验公式进行修正，建立适当的数学解析模型．定性分析各参数对头尾端壁厚增厚的
影响．对热轧壁厚生产线进行控制，以减小管端切
损。对于横向壁厚不均问题，文献［］由１个机６对１架组成的微张力定（）机组前面６架进行连轧模减径拟研究．分析孑型对横向壁厚分布的影响。Ｌ利用ＭＳ．ｒ件对１ＣＭａｃ软４机架三辊微张力定

张减机工艺

轧制力
140kN（最大）
入口速度
0.5~1.4m/s
出口速度
0.51~7m/s（最大）
2.1 定径前的除鳞设备
高压水压力： 25Mpa
喷水环类型：
a
5
3 传动设备
电机数 6
主电机I （1~8架）名义输出功率90/900——900KW
最大输入功率162/1620——1620KW
输出速度80/800——2000 n/m
叠加电机（1~8架）名义输出功率25/250——250KW
最大输入功率45/450——450KW
输出速度80/800——1600 n/m
主电机II （9~14架）名义输出功率90/900——900KW
最大输入功率162/1620——1620KW
输出速度80/800——2000 n/m
叠加电机II（9~14架）名义输出功率25/250——250KW
最大输入功率45/450——450KW
输出速度80/800——1600n/m
主电机Ⅲ（15~24架）名义输出功率90/900——900KW
最大输入功率162/1620——1620KW
输出速度80/800——2000 n/m
叠加电机Ⅲ（15~24架）名义输出功率63/630——630KW
最大输入功率113.4/1134——1134KW
入口辊道
除鳞箱
入口导嘴
24机架张减
出口导嘴
预留热飞锯
测量装置
a
4
1 产品特性
入口荒管外径（热态） 175mm(132mm)
入口荒管壁厚（热态） 4.2~22.1mm(3.3~18.2mm)
入口荒管长度
10.2m~27.5m

定(减)径机工艺设计的软件实现

ｃｍｐｔｒｚｌｄｓｇｆｔｅｔｃｎｌｇｃｌｐｒｍｅｅ，ｔｕｒｖｄｎｈｔｅｉｅｅｕｐｎｋｒｔｉｈｏｕｅｉｅｅｉｎｏｈｅｈｏｏｉａａａｔｒｈｓｐｏｉｉｇｔｅｓｅｌｐｐｑｉｍｅｔｍａｅｓｗｉｈａｈｇｅｆｉｎｎｅｉｂｅｄｓｇｙｔｍｆｒｐｓｅｉｎ，ｓｒｔｈｓｔｉｇａｔｍａｉｎｃｎｒｌｐｏｅｕｅａａｔｒｆｃｅｔａｄｒｌａｌｅｉｎｓｓｅｏａｓｄｓｇｉｔｅｃｅｔｎ，ｕｏｔｏｔｏｒｃｄｒｐｒｍｅｅｏ
度，保证产品的质量。但是，定（）减径机工艺参数
难以准确把握，通常依据经验进行设计，给生产带来诸多不便。本系统综合并进一步开发已有各种工艺参数的
设计思路和方法．设计成一套方便快捷的计算机设计系统，提高设计和生产效率。缩短设计周期。
ＴｈｆｅＳｏｔｗａｒｏｅｒｏｒｃｅｓｅＰｒｃｄｕｅｆｒＰｏｓｏｉｔｓｒｔｄｕｉｇＭｉｆＳｌ－ｔｅｃｈＲｅｃｎｌｇｈｌ
ＷａｇＳｉｅ。ＺａｇｅｑｎｈａｇＹａｈａｎｈｊｈｎｉｉｇ。ＳｕｎｕｎｕｉＰ（１Ｄｐｒｎｆｔｒｌｃｅｃｎｎｉｅｒｇａｙａｉｅｓｔｏｃｅｃｎｅｈｏｏｙ．ｅａｔｔｅｉｉｎｅａｄＥ。ｍｅｏＭａａＳｎｙＳ
ｓｔｉｇａｄＳｎｅｔｎｎＯｏ．
ＫｅｒｓＳａｅｓｓｅｌｔｂ；Ｓｉｈ－ｔｅｃｅｃｎｌ；ＴｃｎｌｇｃｌａａｔｒＳｆｗａｅＣＡＤｙｗｏｄ：ｅｍｌｓｔｅｕｅｌｇｔｒｔｈｒｄｕｉｇｍｉｌｅｈｏｏｉａｒｍｅｅ；ｏｔｒ；ｓｐ

张力减径过程管端增厚的CEC控制模型

０引言
管材的张力减径过程属于无芯棒、多道次的连
续轧制过程，主要用于扩大钢管品种范围，由一种
建立了管端增厚数学模型，并编制了速度控制软件，包钢集团的郭庆富等利用最／ｂ－－乘法和三
次插值法建立了管端增厚设定计算模型，衡阳钢管
１ＣＥＣ控制原理
ＣＥＣ控制的目的是在钢管的头端咬钢和尾端抛钢时，使金属的应力、应变状态尽可能接近稳态变形条件，在管坯咬钢阶段和抛钢阶段动态调整入
成部分管段壁厚超标而被切除［５－６１。为了减少头尾
切损，对张力减径机电机转速进行调整，即为管端增厚控制（ＣｒｏｐＥｎｄＣｏｎｔｒｏ１），简称ＣＥＣ控制［７１。
第３７卷第３期２０１３年５月
燕山大学学报
ＪｏｕｎａｒｌｏｆＹａｎｓｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
Ｖｂ１．３７Ｎｏ．３
Ｍａｖ２０１３
文章编号：１００７－７９１Ｘ（２０１３）０３ — ０２２３－０５
收稿日期：２０１２－０８ — １４基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１２７５４４５）；秦皇岛市科学技术研究与发展计划项目（２０１２０２１Ａ０８４）作者简介：＋于辉（１９７４一），男，山东泰安人，博士，副教授，主要研究方向为钢管热连轧过程的工艺理论及过程仿真，Ｅｍａｉｈｙｕｈｕｉ＠ｙｓｕ．ｅｄｕ．ｃｎ。

微张力定(减)径机轧辊机架的装配与调整

ａｅｔｅａｓｍｂｉｇｐｏｅｓｈｄｕｔｎｅｈｄｎｈｔｏｒｅｉｉｇｏｅａｓｍｌｇａｃｒｃｆｒｈｓｅｌｒｃｓ，ｔｅａｊｓｍｅｔｔｏ，ａｄｔｅｍｅｈｄｆｒｙｎｆｈｓｅｂｉｃｕａｙｏｎｍｏｖｆｔｎ
ｍｅｎｔ
微张力定（）减径机是热轧无缝钢管生产中的主
中．轧辊机架为内传动，由１主动轧辊通过２对个
要变形设备之一，它使荒管在微张力状态下实现减径、定径，从而得到多种规格的成品钢管。现代微
张力定（）减径机的轧辊机架一般采用三辊式，其在
ｓｉｆｈｅｄｅａｏｒｏｒｄｕｃｙｐｅａｔｓｙｔｍｎｄｆｒｖａｉｕｓｐｏｔｔｓ，ｎｏｍａｌｅｒｌｙａｇｒａｔｎｕｍｂｅｒｏｏｌｓａｎｒｏｉｄｆｒｓｈｍｉｌｂｙｆｒｌｔｄｓａｅｐｒｖｄｅｏｕｃｌｔｉｈｅｐｐｅｍａｋｅ．ＢａｅｈｅＴＺ３ｏｌｓａｒｓｄｏｎｔ５５ｒｌｔｎｄ，ｔｏｌｓａｔｕｕａｈａｒｃｅｒｓｉｆｔａｉｓｚｎｇｍｉｌｉｈｅｒｌｔｎｄｓｒｃｔｒｌｃａｔｉｔｃｓｏｈｅｓｄｉｉｌｓ
１轧辊机架的结构分析
微张力定（）减径机的轧辊机架安装在Ｃ型机座
２轧辊机架技术参数及影响装配精度的因素
２１轧辊机架技术参数．
（）３个轧辊相互间的辊缝要均匀，误差不超１

X70钢级热轧无缝管线钢热处理工艺研究

收稿日期：ｏ５—１ —１２０１０
作者简介：天兵（９４，．徐１一）男高级工程师，事轧钢工艺技术、６从材料分析及新产品技术开发工作。
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热处理技术与装备
第２卷７
２试验用Ｘ０钢的化学成分和热处理工艺７
Ｘ０钢级热轧无缝管线钢热处理工艺研究７
徐天兵方剑２彭国良３，，
（阳华菱钢管有限公司术中心，衡技湖南衡阳４１０）２０１
摘要：分析了Ｘ０级热轧调质无缝管线钢热处理工艺及性能和组织的变化，管线钢的性能能７钢该
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第２卷第１７期
２Ｏ０６年２月
热处理技术与装备
Ｒｃ『ＩＪｓＥＨＩＩ删ＩＹ珊ＵｙＮ＾Ｇ阳
ｖ１２Ｎ．０．７。ｏ１Ｆｂ２０ｅ。０６
文章编号：６３９１２０）１０１３１７ —４７（０６０ —０３ —０
ＸＵＴａ－ｉｇ，ＡＮｉｎ，ＥｉｂｎＦＧＪａｚＰＮＧＱｈｎａ
（ｅｇａｇＨａｎｔｌｕｅＣ．Ｌｄ．ｅｈｉｌｅｔｅ￣ａｇＨｎｎ２０１）ＨｎｙｎｕｌｇＳｅＴｂｏ，ｔＴｃｎｃｎｅＨｎ，ｕａ４１０ｉｅａｃｒｎ
工艺流程：０吨ＥＴ电炉一４３Ｂ０吨（Ｆ＋Ｖ真ＬＤ）
加工调质热处理一电磁超声探伤一管端磁粉探伤一人工检验一标志一包装一入库。
’ ，

张力减径机理论资料

计算管端增厚的方法很多，我认为德国 Meer 厂和考克斯公司的的方法是较为
实用的计算方法。
德国 Meer 厂计算方法介绍如下。
1》已知
机架间距 (m)： A
毛管外径(mm)：D0、毛管壁厚(mm)：S0；
钢管外径(mm)：D 、钢管壁厚(mm)：S
2》计算
1）延伸系数
µ＝ S0*(D0－ S0)/［ S*(D－ S)］
3
△ D＝ (D0－ D)/D0 Zm— — 所有机架中钢管总的平均张力系数
3、减径的几个工艺问题
3、1 管端增厚
1）产生管端增厚的机理和特征
在钢管头部出了第一机架但还没有进入第二机架时，这一段钢管就没有张力的
2）毛管壁厚系数
ν 0＝ S0/D0
3）钢管壁厚系数
ν ＝ S/D
4）平均壁厚系数
ν m＝[(ν0＋ν)/2＋(S0＋S)/(D0＋D)]/2
4
5）减径率
ρ ＝ 1－ D/D0
6）轴向对数变形
Φ e＝ LN(µ)
7）切向对数变形
Φ t＝ LN((D－ S)/(D0－ S0))
δ i＝ 1－ (1－ ρ i)ε ε ＝ [2Zi(ν i-1－ 1)＋ (1－ ν i-1)]/[Zi(1－ ν i-1)－ (2－ ν i-1)] δ i— — 第机架中钢管的相对减壁量
δ i＝ (Si-1－ Si)/Si-1 ρ i— — 第机架中钢管的相对减径量

张力减径过程管形预报的有限元模型

收稿日期：２０ —２２０８０ —９
钢管在张减时产生弹塑性变形不仅存在材料
，
上的非线性，还存在大位移变形所引起的几何非线
基金项目：国家自然科学基金资助项目（０４０６５３４３）
作者简介：于
辉（９４）１７一，男，山东泰安人。博士研究生。主要研究方向为轧制过程工艺理论及数值模拟。
式中，［圈为单元刚度矩阵；
］为纯变形矩阵；
［］为应力校正矩阵；［］为等体积变形矩阵。
张量［．ＬｇｎｅＱ］ａｒｇ应力张量［的张量积。与ａ △
单元刚度矩阵由３部分构成，即
［＝］［］［］豳［＋＋（）２
图３钢管横断面单元划分
Ｆｉｇ．３Ｔｕｅｔｏｌｍｅｔｍｅｈｂｅｓｃｉｎｅｅｎｓ
型［］６。－７
本文针对无缝钢管１８机架三辊张力减径过
程，进行系统三维弹塑性有限元建模分析，模拟钢
管减径过程中的金属变形，量分析横向壁厚￣￣定ＨＩ－径分布，管断面出现了内六方，并与现场实测数钢据进行对比，证模型的准确性，为提高无缝钢管验产品质量具有重要指导作用。
图１张力减径工作原理
Ｆｉ．１Ｓｈｍａｉｏ－ｏｌｔｔｈｒｄｃｎｌｎｇｃｅｔｃｆｒｌｓｅｃｅｕｉｇｒｌｇ３ｒｏｉ
１有限元模型建立

微张力减径过程的数值模拟

上
，已在
知其中任意两参数的情况下，可计算第三参数的大小。分析了动弧角曲面，究当量摩擦系数对动弧角曲面的影响，研曲面中三参数之间的重要关系。这些研究将对皮带传动的设计理论起一定的
动弧角ｄ度）（Ⅸ
指导作用。
图５动弧角曲面俯视特性图
关键词：张力减径；限元法；力应变；微有应轧制力
【ｓａｔＢｓｄｏｄｃｎｃｎｌｙｏｅｍｉｉｓｅｈｒｄｃｎｉ，ｅｒｃｕｉｇｐｏｅｓＷＡｂｔｃ】ａｅｎｒｕｉｇｔｈｏｏｔｎ—ｔｔｕｉｇｍｌｔｄｃｎｒｃｓａｒｅｅｇｆｈｒｃｅｌｈｅｓｓｌｅｉＮＹｓＳＤＮ．ｔｓｆｅｄａｄｓａｎｌｄｗｒｏｔｉｅｙｎｍｅｉａｓｌｉｎＴｅｉａｄｗｔＡＳ／ — ＹＡＳｒｓｌｎｔｉｆｅｅｅｂａｎｄｂｕｒｌｉａｏ．ｈｍｕｔｈＬｅｉｒｉｃｍｕｔｒｌｎｆｒｅＷｎｌｅｎｔｅｂｓｅｍｅｓｒｄｒｓｌ．ｉｌｅｅｕｔａｅａｇｏｇｅｍｅｔｉｏｉｇｏｃａａａｚｄｏａｉｏｔａｕｅｅｕｔＳｍｕａｄｒｓｌｒｏｄａｒｅｎｗｔｌｓｙｈｓｆｈｓｔｓｈｔｅａｔａｒｓｌ．ｈｆｅｔｉｅｍｄｌａｖｒｅ．ｈｓｍｄｌｒｖｅｏｅｕｔｏｆｒｏ－ｈｃｕｕｔＴｅｅｃｉｔｏｔｏｅＷｅｉｄＴｉｏｅｐｏｉｓａｐｗｒｌｈｄｏｎｌｅｓｆｖｙｆｈｓｆｄｆｍｅｌｇａｄ萨ｌｅｓｅｃｄｃｎ．ｉｎｎｉｔｔｈｒｕｉｇｎｒｅ

集中差速传动微张力减径机的生产工艺设计(下)

中图分类号：Ｔ３文献标识码：Ｂ文章编号：１０ — ３（０７０ — ０１０Ｇ３１０１２１２０）３０２ — ５１
ＤｅｉｆＭａｕａｔｏｅｓｏｉｔｓｒｔｈｓｇｎｏｎｆｃｕｅＰｒｃｓｆＳｌｒｇｈ — ｔｅｃ
４生产工艺
４１轧制表．
与计算如下：
ｐ＝１（－／Ｏ）］１０Ｘ［一１ｐｌ０ｘ０％ｐ［一１ｐｌ０］１０＝１（－ｄＯ）ｘ０％生产车间各轧管机合理的变形分配虽不属减径工艺，但有必要提一下。在配置（）微张力减径机式中ｍ—— 等效机架数。对微张力减径机而言，ｍ『部工作机架数一＝全后，整个轧管机组的变形分配应主要考虑以下要１～．］（５０。求：①减径机合理的总（单架）减径率和孔型系列（．２）单架减径率小，则取小值）（）最大单架（）２总减径率的确定（确定外径时）；②切头损失（确定壁厚时）；③“ 内
ｏｅｍａｕａｔｒｒｃｓ，ｔｅｍａｏｃｎｌｇｃｌａｃｌｔｎａｄｔｅｄｓｎｍｅｈｄＡｌｅｃｉｅｒｈｆｈｎｆｃｕｅｐｏｅｓｈｊｒｅｈｏｏｉａｃｌｕａｉｎｈｅｉｔｏ．ｓｄｓｒｄａｅｔｅｔｔｏｇｏｂ
ＲｄｃｎｌｔｅｔｌｅｉｅｅｔｌｒｅＳｓｅＰｒ）ｅｕｉｇＭｉｗｉＣｎｒｉｄＤｆｒｎｉｉｙｔｍ（ａｔⅡ、ｌｈａｚｆａＤｖ
ＱｕＹｏｇａｉｎｔｉ

无缝钢管张力减径张力系数的理论计算与分析

无缝钢管张力减径张力系数的理论计算与分析李金锁;吕庆功【摘要】通过推导钢管张力减径塑性方程,提出了表征钢管张力减径时纵向、径向和切向变形的指标,计算和分析了张力系数对张力减径变形的影响特点,并定量分析了临晃张力系数的特点.分析结果表明:增大张力系数有利于促进钢管的纵向延伸变形和减壁变形,不利于减径变形;在3个方向的变形中,张力系数对壁厚变化的影响最为明显;钢管张力减径时,临界张力系数的大小只受钢管径壁比的影响,径壁比越大,临界张力系数越大;理论计算的临界张力系数的范围为0.35～0.50,任何情况下临界张力系数小于0.50.通过生产应用实例证实,根据钢管径壁比选择张力系数具有实用性和有效性.【期刊名称】《钢管》【年(卷),期】2015(044)003【总页数】4页(P40-43)【关键词】无缝钢管;张力减径;张力系数;塑性变形;径壁比【作者】李金锁;吕庆功【作者单位】天津冶金集团中兴盛达钢业有限公司,天津301616;北京科技大学高等工程师学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TG333.8张力减径机是现代化的生产机组，可以实现钢管的增壁厚、等壁厚和减壁厚变形，在热轧无缝钢管生产过程中得到广泛使用［1-2］。

一般的减径机上单机架减径量只有3%～5%，而张力减径机的单机架减径量可达7%（甚至更高），总减径量可达85%，总减壁量可达38%［3-4］。

因此，张力减径机前面的轧管机可以只生产少数几种规格的荒管，通过张力减径机来得到各种规格的成品管，从而大大提高热轧无缝钢管机组的生产效率、扩大产品规格范围［5-6］。

张力系数是控制钢管壁厚变化的关键参数，其设定和控制水平对于成品钢管的壁厚精度具有重要的影响［7］。

通常情况下，张力减径机应尽可能采用大的张力系数，以强化张力减径工序的减壁变形能力，但必须结合具体工艺条件进行合理设定。

一般张力减径的张力系数为0.34～0.50时为等壁减径，张力系数为0～0.33时为增壁减径，张力系数大于0.50时为减壁减径，实际生产中的最大张力系数可取到0.65～0.85［8-10］。

无缝钢管的热轧工艺综述

无缝钢管1.无缝钢管的制造加工方法：（1）热轧（挤压无缝钢管）：圆管坯→加热→穿孔→三辊斜轧、连轧或挤压→脱管→定径（或减径）→冷却→矫直→水压试验（或探伤）→标记→入库（2）冷拔（轧）无缝钢管：圆管坯→加热→穿孔→打头→退火→酸洗→涂油（镀铜）→多道次冷拔（冷轧）→坯管→热处理→矫直→水压试验（探伤）→标记→入库2.热轧（1）热轧的概念:热轧（hot rolling）是相对于冷轧而言的，冷轧是在再结晶温度以下进行的轧制，而热轧就是在再结晶温度以上进行的轧制。

(2)热轧的优缺点优点：a.热轧能显著降低能耗，降低成本。

热轧时金属塑性高，变形抗力低，大大减少了金属变形的能量消耗。

b.热轧能改善金属及合金的加工工艺性能，即将铸造状态的粗大晶粒破碎，显著裂纹愈合，减少或消除铸造缺陷，将铸态组织转变为变形组织，提高合金的加工性能。

c.热轧通常采用大铸锭，大压下量轧制，不仅提高了生产效率，而且为提高轧制速度、实现轧制过程的连续化和自动化创造了条件。

缺点：a.经过热轧之后，钢材内部的非金属夹杂物（主要是硫化物和氧化物，还有硅酸盐）被压成薄片，出现分层（夹层）现象。

分层使钢材沿厚度方向受拉的性能大大恶化，并且有可能在焊缝收缩时出现层间撕裂。

焊缝收缩诱发的局部应变时常达到屈服点应变的数倍，比荷载引起的应变大得多。

b.不均匀冷却造成的残余应力。

残余应力是在没有外力作用下内部自相平衡的应力，各种截面的热轧型钢都有这类残余应力，一般型钢截面尺寸越大，残余应力也越大。

残余应力虽然是自相平衡的，但对钢构件在外力作用下的性能还是有一定影响。

如对变形、稳定性、抗疲劳等方面都可能产生不利的作用。

c.热轧不能非常精确地控制产品所需的力学性能，热轧制品的组织和性能不能够均匀。

其强度指标低于冷作硬化制品，而高于完全退火制品;塑性指标高于冷作硬化制品，而低于完全退火制品。

d.热轧产品厚度尺寸较难控制，控制精度相对较差;热轧制品的表面较冷轧制品粗糙Ra值一般在0.5～1.5μm。

三辊微张力减径过程金属变形行为模拟与分析

力应变分布结果能够较好地解释钢管定减径过程中出现的壁厚不均等现象，拟结果与实际生产中钢管变模
形行为状态基本一致。
关键词：管；钢三辊微张力定减径；有限元
中图分类号：Ｇ３．１Ｔ３５７文献标志码：Ａ文章编号：６２— ００２０）３— ２７— ４１７３９（０６００３０
在无缝钢管生产工艺中，减少孑型磨损及为Ｌ
性有限元法为理论基础进行模拟分析，余各架其
的模拟仅需改变模型的几何尺寸及相应的边界条
件。
管内空缺陷，高成品管的尺寸精度，辊定减径提三机得到广泛使用。成品钢管尺寸精度受到减径前尺寸、减径量、Ｌ形状、孑型摩擦条件及张力大小等因素的影响，因此，研究该成型过程中的金属变形行为，于充分提高产品质量具有较重要的意义。对
（．ｈｎｑｎｎｖｒｔ，ｈｎｑｎ００４，ｈａ１ＣｏｇｉｇＵｉｅｉＣｏｇｉ４０４Ｃｉ；ｓｙｇｎ
２ｉｕｎＵｉｒｔｏｃｅｃｎｎｉｅｒｇＺｇｎ３０，ｈａ、ＳｈａｎｖｓｙｆｉｅｄＥｇｅｉ，ｉｇ６００Ｃｉ）ｃｅｉＳｎａｎｎｏ４ｎ
ｄｎｉａｏｔａｎｐａｔａｒｄｃｉｎ．ｅｔｌｔｈｔｉｒｃｉｌｐｏｕｔｏｃｃＫｅｙｗｏｒ：ｔｅｕｄｓｓｅｌｔｂｅ；３ｒｌｔｎ —ｅｓｏｅｕｉｇ；Ｆ一ｏｌｉｙｔｎ荷并求解、果后处理分施结析。在建立模型时，充分考虑所需的建模参要

无缝钢管张力减径过程中内六方的成因分析及解决办法

配使得钢管在每个机架上的变形程度不一致，易
及传动上的方便，邻机架上下倒置摆放，相这相当于将轧辊每次旋转６。正是这种布置使钢管的０，壁厚变化趋势叠加。如果采用不同角度布置，最
机架叠加后，管金属在沿轧辊孔型方向流动不钢均匀。钢管在减径过程中，薄的部位在不断减减
２解决措施
薄，厚的部位在不断增厚。如果钢管此时能产增
生一定角度的旋转，则增厚和减薄趋势不会叠加，这样金属在沿轧辊孔型方向的流动趋于均匀，内六方问题将得到根本上的解决。
中，沿钢管孔型周边壁厚的变化是不均匀的。减
的不均匀对内六方的影响。
由于接触传热的复杂性，一般将接触传热用
经验公式ｑ＝ｈ（）示。式中ｇ为接触换ｉＴ— 表ｉ
热热流，；等效接触导热系数，响接触换热ｈ为影
４１
Ｎｏ．２
Ｊｎ０ｌｕｅ２２
《中国重型装备》ＣＮＥＶＱＩＭＥＴＨＩＡＨＡＹＥＵＰＮ
单机架轧制后
第二机架轧制后
图２沿１６周长的ｑ分布图／；
Ｆｇｒｑｉｔｂｔｎａｏｇ１６ｐｒｍｅｅｉｕｅ２Ｊｄｓｒｕｉｌｎ／ｅｉｔｒｉｏ
ｗｉｈｃｒｅｅｈｎｌｇｏｄｉｉｎ，ｖｒｏｓｔｕｒｎｔｔｃｏｏｙｃｎｔｏａｉｕｍｅｓｒｓｏｅｕｉｇａｄｅｉｉａｉｎｅａｈｘｇｎａｅｅｎｐｆｒａｕｅｆｒｄｃｎｎｌｍｎｔｎｇｉｔｒｌｅａｏｈｖｂｅｕｔｏ — ｎ

无缝钢管微张力减径过程的数值计算

ｏｅｍｌｓｔｅｉｅｆｓａｅｓｓｅｌｐｐ
ＪＡＹｕ，ＷＡＮＧＢｏｆｎ，Ｌｉｎｃａ，ＷＡＮＲｉｈｉＩａ— ｇｅＩＪａ —ｈｏＧｕ —ａ（ｎｅｎｏａＵｉｒｉｆｃｎｅａｄＴｃｎｌｇ，Ｂｏｏ１００ｈｎ）ＩｎｒＭｏｇｌｎｖｓｙｏｉｃｎｅｈｏｙａｔｕ０４１，ＣｉａｉｅｔＳｅｏ
Ｋｅｒｓ：ｓａｅｓｓｅｌｉｅ；ｍｉｒｅｓｎｒｄｃｎ；ｎｍｅｉａａｃｌｔｎ；ｓｒｓ；ｓｒｉｙｗｏｄｅｍｌｓｔｅｐｐｃｏｔｎｉｅｕｉｇｏｕｒｌｃｕａｉｃｌｏｔｓｔｎｅａ
１前言
・
４・４
重型机械
２１ｏ２０ｌＮ．
无缝钢管微张力减径过程的数值计算
贾宇，王宝峰，李建超，王瑞海
（内蒙古科技大学材料与冶金学院，内蒙古包头０４１）１００
摘
要：根据微张力减径机组轧制工艺，采用ＡＳＳＬＮＹ／Ｓ—ＤＮ大型通用有限元分析软件对无ＹＡ
缝钢管的微张力减径过程进行了数值计算，得到了钢管经过各机架时的应力场、应变场、壁厚的分布
规律，以及金属的变形状态。模拟结果能够较好地诠释钢管减径过程中出现的壁厚不均等现象，模拟结果与实际生产中钢管变形行为状态基本吻合。研究结果对于技术人员分析、制定和优化钢管减径工张力减径是相对于无张力和张力减径之
的张力Ｊ，从而使之达到所需要的钢管尺寸和

微张力减径机孔型设计和轧制表计算方法

微张力减径机孔型设计和轧制表计算方法
马辉;韩明旭;司富国;马铁丹
【期刊名称】《鞍钢技术》
【年(卷),期】2004(000)006
【摘要】根据鞍钢无缝钢管厂Φ100机组实际,详细介绍了其孔型设计方法及其应用,以及轧制表计算公式和电机转速、力能参数的计算.
【总页数】4页(P53-56)
【作者】马辉;韩明旭;司富国;马铁丹
【作者单位】鞍钢集团新钢铁有限责任公司;鞍钢集团新钢铁有限责任公司;鞍钢集团新钢铁有限责任公司;鞍钢集团新钢铁有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TF341.6
【相关文献】
1.微张力减径机孔型设计对45钢厚壁管"内六方"的影响 [J], 李秀莲;苟复钢
2.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
3.张力减径机轧辊孔型设计方法的研究 [J], 张芳萍;孙斌煜;杜晓钟;赵春江
4.张力减径机孔型设计初探 [J], 李辉;李青
5.张力减径机双圆弧孔型设计与实践 [J], 王文强;成海涛;肖永忠;王锐;李静敏
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张减资料

给常州减径机讲稿2004年10月17日1、前言1、1张力减径机与微张力减径机的区别总的来，张减与微张减在设备和变形原理上是完全一样的，只是在实际运用时，根据不同的条件和要求，选择的工艺参数（张力系数）不同而已。

张力减径一般机架数≥16，工艺上最大的特点是减壁减径，一般单架最大减径率＞6.0%，总减径率可达到80%以上。

但同时它的切头损失非常大（最大的切头长度可超过2米）。

微张力减径的机架数≤14，过去单架最大减径率不超过3.5%、总减径率小于35%。

由于张力系数≤0.5，只能实现等壁或减壁减径，因此切头损失比张减大大减少——大多情况下，切头长度大多可控制在300MM以内。

同时，只要措施得当，中、厚壁管的“内六方”可控制在较好水平。

因此微张力减径机比较适用于荒管长度≤15米的热轧无缝钢管机组和中、厚壁管生产。

1、2介绍主要内容介绍的主要内容是减径的变形理论、几个工艺问题和生产工艺的编制、轧机调整。

2、变形理论（微张减工艺的基础）2、1基本变形理论——钢管张力减径变形的基本方程式2、1、1 推导所用的符号和定义S ——钢管壁厚D ——钢管外径F ——钢管横断面积F＝πS（D－S）ν——钢管壁厚系数ν＝S/DDm——钢管平均直径1Dm＝D－Sζr ——径向应力ζ e ——轴向应力ζt ——切向应力Φr ——径向对数变形Φr＝l nS/S0Φe ——轴向对数变形Φe＝l nL/L0＝ln F0/F＝lnµΦt ——切向对数变形Φt＝l n(D－S)/(D0－S0)2、1、2 基本出发点1）三向的应力—应变关系——圣维南塑性应力应变理论(ζr－ζm):(ζe－ζm):(ζt－ζm)＝Φr:Φe:Φt 式中：ζm为平均应力ζm＝(ζr＋ζe＋ζt)/32）屈服条件——最大切应力理论ηma x＝(ζ1-ζ3)/2＝Kf/2在钢管减径条件下，即为：ζe－ζt＝K fKf为材料的变形抗力，主要与材料的屈服极限ζs、变形温度、变形速度以及加工硬化等有关。

微张力减径机孔型设计和轧制表计算方法

5 100 机组孔型图见图 1。
图 1 5 100 机组孔型图
(1) 机架个数求机架个数的公式为:
n=
lgD e lg (1-
Do
Θ总)
+
q
式中: q——机架折合数 (取 1～ 2) ;
D e ——成品管直径 mm ;
D 0 ——毛管直径 mm ;
Θ总——总减径率 %。
马辉, 工程师, 1991 年毕业于东北大学金属压力加工专业, 现在鞍钢新钢铁有限责任公司生产部工作 (114021)。 © 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
D0
Θi=
Θ总m ax n- 1
Θ1= (0185～ 1) Θi
以上各式中, D 0 为 85mm 时, 系数取下限; D 0
为 100～ 105mm 时, 系数取中限; D 0 为 127mm
时, 系数取上限。 Θ2～ Θ10= Θi。
设 Θend为剩余减径率, 用于分配成品机架和成
。 S e) ]
张力系数分配曲线见图 3。
Z 1= 015Zm , Z 2～ Z 10= Zm , Z 11= 015Zm , Z 12= 0。
轧辊转速 nk= 60v 2D k 其中 D k 为轧辊直径; v 为轧制速度。
D k= D w - d ico sΗk 其中 D w 为轧辊理想直径, D w = 355mm ; Ηk = Ηk0+ ∃ Ηk0; Ηk0 = Π 6 (1- e ΛD W ) ; ∃ Ηk0 = Π 6× (d i 2ΛΓe) (Z i- Z iΚ)。

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ＴｅｃｈｎｉｃａｌＳｔｕｄｙｏｎＳｉｚｉｎｇａｎｄＲｅｄｕｃｉｎｇＨｏｔＲｏｌｌｅｄＳｅａｍｌｅｓｓＳｑｕａｒｅＴｕｂｅｓｔｈＭｉｃｒｏＴｅｎｓｉｏｎ
ｆＢｏａｏｔｏｕＳｔｅｅｌ（Ｇｒｏｕｐ）Ｃ０．，Ｂａｏｔｏｕ０１４０１０，ＮｅｉＭｏｎｇｇｏｌ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｅｐａｐｅｒ，ｔｈｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｇｒｏｏｖｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｒｏｔａｔｉｎｇｓｐｅｅｄｏｆｒｏｌｌｅｒｓｆｏｒｈｏｔｒｏｌｌｅｄｓｅａｍｌｅｓｓｓｑｕａｒｅｔｕｂｅｓａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄｔｈｒｏｕｇｈａｎａｌｙｚｉｎｇａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｇｔｈｅｓｅｒｉｅｓｏｆｌａｗｓｆｏｒｒｏｇｏｖｅｏｆｓｉｚｉｎｇｍｉｌｌｗｉｔｈｍｉｃｒｏｔｅｎｓｉｏｎｉｎＣｏｍｍｏｎａｎｄＳｐｅｃｉａｌＳｔｅｅｌＴｕｂｅｓＣｏ．Ｌｔｄ．．Ｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆ１１０ｍｍ ×１１０ｍｍｘ６ｍｍｈｏｔｒｏｌｌｅｄｓｅａｍ— ｌｅｓｓｓｑｕａｒｅｔｕｂｅｓｓｈｏｗｔｈａｔｂｏｔｈｏｆｔｈｅｐｈｙｓｉｃａｌｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｃｏｕｌｄｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｒｅｌａｔｉｖｅｓｔａｎｄａｒｄｓＳＯｔｈａｔｔｈｅｄｅｓｉｎｇｏｆｓｉｚｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ，ｇｒｏｏｖｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｒｏｔａｔｉｎｇｓｐｅｅｄｏｆｒｏｌｌｅｒｓｏｒｆｈｏｔｒｏｌｌｅｄｓｅａｍｌｅｓｓｓｑｕａｒｅｔｕｂｅｓｉＳｒａｔｉｏｎａｌａｎｄｆｅａｓｉｂｌｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｏｔｒｏｌｌｅｄ；ｓｅａｍｌｅｓｓｓｑｕａｒｅｔｕｂｅｓ；ｍｉｃｒｏｔｅｎｓｉｏｎ；ｓｉｚｉｎｇａｎｄｒｅｄｕｃｉｎｇ；ｇｒｏｏｖｅ
第４０卷第４期
２０１４年８月
包钢科技 NhomakorabeaＶｏ１．４０．Ｎｏ．４
ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏ￣ｏｆＢａｏｔｏｕＳｔｅｅｌ
Ａｕｇｕｓｔ，２０１４
热轧无缝方管微张力定减径工艺研究
薛丽华，高明，李佳瑞
（内蒙古包钢西北创业普特钢管有限公司，内蒙古包头０１４０１０）
摘
要：文章对内蒙古包钢西北创业普特钢管有限公司微张力定减径机的孔型系列规律进行分析研究，设计了生
产热轧无缝方管的生产工艺、孔型参数及轧辊转速。经现场轧制规格为１１０ｍｍ×１１０ｍｍ×６ｍｍ热轧无缝方形钢管产品检测结果表明：热轧无缝方管的外形尺寸和力学性能均满足相关标准要求，热轧无缝方管的定径生产工艺、孔型参数及轧辊转速设计合理可行。关键词：热轧；无缝方管；微张力；定减轻；孔型中图分类号：ＴＧ３３５．７１文献标识码：Ｂ文章编号：１００９—５４３８（２０１４）０４— ００１９— ４０
方矩形钢管是用途极广和最常见的异型钢管，也是一种经济断面管材，与相同截面积的其他非圆钢管相比，具有重量轻、强度高、抗弯截面模量大、节省金属、易于安装等优点 … 。在我国，方矩管的生
ＸＵＥＬｉ —ｈｕａ，ＧＡＯＭｉｎｇ，ＬＩＪｉａ—ｒｕｉ
（ＣｏｍｍｏｎａｎｄＳｐｅｃｉａｌＳｔｅｅｌＴｕｂｅｓＣｏ．Ｌｔｄ．ｏｆＮｏｒｔｈｗｅｓｔＰｉｏｎｅｅｒＣｏ．Ｌｔｄ