第11期 姜永正等：厚壁无缝钢管张减过程横向壁厚不均研究 1517. 孔型顶部 摩擦力/N 呈内六方形 辊缝 1.979e+03 3.2 轧辊孔型对金属横向流动的影响 1.605e+03 1.231e+03 对轧辊的孔型角作如下规定：孔型顶部位置孔 8.570e+02 型角为0°，逆时针方向为正，顺时针方向为负，两 4.829e+02 个辊缝孔型角分别对应±60°.并对钢管横截面上 1.089e+02 金属的流动方向作规定：径向方向指向圆心方向为 2.651c+02 负，背离圆心方向为正，周向方向沿逆时针方向流 -6.392e+02 -1.013e+02 动为正，顺时针方向移动为负.由于模型的对称性， -1.387e+02 取钢管的1/6部分进行分析.图11为单道次轧制 -1.761e+02 时钢管内壁节点的位移矢量图，图中显示金属质点 并不只是沿径向移动，而且还沿圆周方向运动.内 壁各位置的径向位移V,和切向位移V,见表2.表 中数据说明在经过单道次轧制时，金属的径向流动 从孔型顶部向辊缝处逐渐变小，金属的周向流动则 图9钢管轧制过程摩擦力分布 为从孔型顶部流向辊缝，孔型角土30°位置处金属 Fig.9 Friction distribution in the rolling zone 切向位移最大，说明此处金属的周向流动最活 到第5道次时，内六方开始出现，在剩余的第7和 跃，而靠近孔型顶部和辊缝位置的金属周向流动性 第8道次中内六方现象得到加强.最终成品管截面 较差。 (d) (e) ( (g) (h) 图1018道次出口钢管截面形状.(a)第1道次(b)第2道次：(c)第3道次：(d)第4道次：(e)第5道次：()第6道次；(g)第 7道次：(h)第8道次 Fig.10 Tube cross section shape from Pass 1 to Pass 8:(a)1st pass;(b)2nd pass;(c)3rd pass;(d)4th pass;(e)5th pass;(f)6th pass;(g)7th pass;(h)8th pass 表2内壁各位置的位移 Table 2 Displacement of inner wall nodes 位置/() 0 -10 -20 -30 -40 -50 -60 V:/mm -1.03 -0.84 -0.63 -0.43 -0.26 -0.05 0.16 V/mm -0.0122 -0.1200 -0.2400 -0.4100 -0.2300 -0.1100 -0.0102第 11 期 姜永正等：厚壁无缝钢管张减过程横向壁厚不均研究 1517 ·· 图 9 钢管轧制过程摩擦力分布 Fig.9 Friction distribution in the rolling zone 到第 5 道次时，内六方开始出现，在剩余的第 7 和 第 8 道次中内六方现象得到加强. 最终成品管截面 呈内六方形. 3.2 轧辊孔型对金属横向流动的影响 对轧辊的孔型角作如下规定：孔型顶部位置孔 型角为 0 ◦，逆时针方向为正，顺时针方向为负，两 个辊缝孔型角分别对应 ±60◦ . 并对钢管横截面上 金属的流动方向作规定：径向方向指向圆心方向为 负，背离圆心方向为正，周向方向沿逆时针方向流 动为正，顺时针方向移动为负. 由于模型的对称性， 取钢管的 1/6 部分进行分析. 图 11 为单道次轧制 时钢管内壁节点的位移矢量图，图中显示金属质点 并不只是沿径向移动，而且还沿圆周方向运动. 内 壁各位置的径向位移 Vγ 和切向位移 Vτ 见表 2. 表 中数据说明在经过单道次轧制时，金属的径向流动 从孔型顶部向辊缝处逐渐变小，金属的周向流动则 为从孔型顶部流向辊缝，孔型角 ±30◦ 位置处金属 切向位移最大， 说明此处金属的周向流动最活 跃，而靠近孔型顶部和辊缝位置的金属周向流动性 较差. 图 10 1∼8 道次出口钢管截面形状. (a) 第 1 道次; (b) 第 2 道次; (c) 第 3 道次; (d) 第 4 道次; (e) 第 5 道次; (f) 第 6 道次; (g) 第 7 道次; (h) 第 8 道次 Fig.10 Tube cross section shape from Pass 1 to Pass 8: (a) 1st pass; (b) 2nd pass; (c) 3rd pass; (d) 4th pass; (e) 5th pass;(f) 6th pass; (g) 7th pass; (h) 8th pass 表 2 内壁各位置的位移 Table 2 Displacement of inner wall nodes 位置/(◦) 0 –10 –20 –30 –40 –50 –60 Vγ/mm –1.03 –0.84 –0.63 –0.43 –0.26 –0.05 0.16 Vτ /mm –0.0122 –0.1200 –0.2400 –0.4100 –0.2300 –0.1100 –0.0102