限动芯棒连轧管机工艺设计系统的开发.pdf

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1、钢管年会论文限动芯棒连轧管机工艺设计系统的开发北京科技大学材料科学与工程学院魏朝辉吴春京摘要：简要介绍了限动芯棒连轧管机工艺设计系统的功能和关键程序结构，并从工艺设计、工艺控制、过程分析三个方面评估了系统设计结果的可行性。通过与工业现场外方工艺系统结果的对比，初步肯定了系统设计结果的可行性。与工业实测结果的对比表明，系统对轧制力的预测与实际基本一致，体现出连续轧管理论系统的科学客观性、普遍性、预见性。关键词：限动芯棒连轧管，工艺设计，工艺控制，过程分析，理论系统DevelopmentoftheRetainedMandrelMillProcessDesignSyst

2、emSchoolofMaterialsScienceandEngineeringUniversityofScienceandTechnologyBeijingWeizhaohuiWuchunjingAbstract:ThefunctionoftheFenice-RMMsystem,aswellasitskeycomputercodestructure,hasbeenbrieflyintroducedinthispaper.Andthefeasibilityofitsprocessdesignhasbeenassessedinthreeaspects,includi

3、ngtheprocessdesign,theprocesscontrolandtheprocessanalysis.Thefeasibilityoftheresultsgivenbythissystemispreliminarilyaffirmedbycomparingwiththeresultsgivenbytheforeignsystembeingusedintheindustrialfield.Andthecomparisonwiththeindustrialmonitoringresultsshowsthattherollingforcepredictio

4、ngivenbythesystemisbasicallyinaccordwiththeactuality.Insummary,thecomparisonresultshaveshownthescientificobjectivity,theuniversality,theforeseeabilityofthetheoreticalsysteminthecontinuoustuberollingprocess.KeyWords:Fenice-RMM,processdesign,processcontrol,processanalysis,theoreticalsys

5、tem1引言限动芯棒连轧管技术是无缝钢管生产的重大关键技术，由于其具备产品质量好、尺寸精度高、热轧管长、金属收得率高等优点，自上世纪70年代末开始，国际国内陆续新建了大量该类型的机组。然而，长期以来，限动芯棒连轧管机工艺及控制技术一直被一两家国外企业垄断着，这是国际国内钢管生产企业软硬件投资成本、技术改造成本高的主要原因。钢管年会论文为改变我国企业长期受制于人的局面，必须掌握连轧管技术的技术核心，其技术关健是连轧管理论系统的确立和完善。同时，连轧管理论系统的确立和完善对我国钢管生产企业及装备制造企业的开拓发展有重要的现实意义。为此，笔者对连续轧管理论系统进行了大量

6、研究，在汲取了国内外生产经验和开展有限元模拟的基础上，实现了对现有连续轧管理论系统的突破，并自主开发了限动芯棒连轧管机工艺设计系统。本文简要介绍该系统的功能、关键程序结构以及与工业实测数据对比结果。2工艺系统概述限动芯棒连轧管机工艺设计系统，简称Fenice-RMM（RetainedMandrelMill），是Fenice系列工艺系统的主要分支之一。其专为在无缝钢管生产中的限动芯棒连轧管机上的应用而设计开发，旨在引导和辅助工艺人员进行更科学和优化的工艺设计和工艺控制，以提高产品质量和降低生产成本。系统功能主要包括工艺设计，工艺控制，过程分析三个方面。系统的三方面功

7、能结构间的关系如图1所示。图1系统功能结构关系图三方面功能构成一个完整的闭环系统，工艺设计是基础，工艺控制是应用，过程分析是评估，其为进一步优化工艺设计和工艺控制提供理论上的定量参考依据。3工艺系统功能3.1工艺设计工艺设计功能主要包括连轧管机孔型设计，脱管机孔型设计，芯棒系列设计，工模具参数保存，工模具参数数据库管理以及工模具设计图纸打印等，其关键部分是连轧管机孔型设计、脱管机孔型设计。（1）连轧管孔型设计连轧管机孔型对轧制过程稳定的建立和保证产品质量起着很重要的作用。系统结合了以往成功的孔型设计经验，嵌套了大量数学模型以完成默认模式下的运算。在默认模式运算规则

8、中，系统进