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本文以国内某大型H型钢生产线为背景,采用有限元模拟方法,研究H型钢在万能轧机中轧制时的变形和温度变化,根据模拟计算结果回归了一些关键参数的近似计算公式。针对H型钢生产过程中容易产生中心偏差缺陷的实际情况,采用有限元方法研究了万能轧边法对中心偏差的改善作用。主要工作进展如下:1.利用有限元方法模拟了H型钢在万能轧机中轧制及轧后冷却过程中的温度场变化。研究了各工艺参数对温度的影响,获得了各参数对温度的影响曲线。通过对计算数据的分析,得到了腰腿平均温度的近似计算公式,该公式对轧制规程的初始设定有重要的意义。
2.通过对H型钢在万能轧机中轧制时变形的计算,求出轧件腿宽、腰宽、腿腰延伸比、水平辊及立辊直径、压下率等因素发生变化时,金属的流动变化情况,为分析这些因素对轧制工艺参数所产生的影响提供参考。根据有限元计算结果对各因素对水平辊和立辊轧制压力的影响趋势进行了详细的分析,找出了影响轧制压力的主要因素,为轧制力的计算奠定了基础。
3.根据计算结果,获得了各参数对轧制力的影响规律曲线,为现场工艺参数的调整提供了依据。根据计算结果,回归得到了轧制力的近似计算公式,该公式考虑了各因素对轧制力的影响,保留了主要的影响因素,去除了次要影响因素,反映出了轧制力的变化情况。
4.选取合适的宽展系数是计算坯料尺寸时重要计算步骤,选取合适的前后滑率是计算连轧常数时重要的计算步骤。根据有限元计算结果分析了各因素对宽展系数和前后滑的影响,回归了宽展系数和前后滑率的计算公式。这些工作直接针对具体的现场问题,对现场工艺参数设计和调整有实际意义。
5.H型钢轧制过程中不可避免会产生中心偏差缺陷。本文通过有限元计算方法,模拟了具有初始中心偏差缺陷的H型钢在万能轧边机中的变形过程,分析了轧边机水平辊辊缝、立辊压下量以及轧件厚度等因素发生变化时,万能轧边机对中心偏差纠偏效果的变化情况,找到了影响纠偏效果的主要因素。
6.结合国内某大型H型钢生产线,进行了现场数据测试工作。获得了H700×300、H500×300、H340×250三个品种的轧制工艺参数以及轧制力、轧制温度和轧辊转速等检测数据,利用激光测速装置测量了轧件在万能粗轧机中的轧制速度,根据测量结果计算了轧件的后滑率,对这些检测结果进行了分析。上述工作的进行,为有限元计算提供了必要的参数,同时也为计算结果的验证提供了依据。