Investigation of metal flow inside shape grooves during rolling of channels with large strain intensities

• Autorzy: Dziedzic Michał , Turczyn Stanisław , Kuźmiński Zbigniew

Warianty tytułu

PL

Badania płynięcia metalu w wykrojach kształtujących do walcowania ceowników z dużą intensywnością odkształcenia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of the following study was to introduce new roll pass design of channels into industrial practice.The necessity of usage of a greater charge stock has caused need for applying rolling with large strain intensities. The main task during modelling was a proper filling of the grooves in the two high and universal rolling stands. Apart from that, the location of grooves in the rolls assembly, selection of reduction in all parts of the groove and the stress/strains distributions in the roll bite were calculated. At first, the series of plastometric tests were performed to obtain characteristic data of the rolled steel, which were required for the subsequent calculations. During computer simulation all passes were calculated until accurate profiles were obtained, i.e. until the rolled material properly filled all parts of the grooves. Both axial and vertical roll forces were checked as to whether they were below permissible values. Obtained results are presented for several examples of channels rolling. Commercial code Abaqus Explicit were chosen for realization of the fully three-dimensional model. Finally, the results of numerical modelling were used for working out of new roll pass design for rolling sections with large strain intensities, which was applied in industrial conditions.

PL

W artykule przedstawiono badania numeryczne płynięcia metalu podczas walcowania na gorąco ceowników z dużą intensywnością odkształcenia. Analizę numeryczną zaprojektowanych wykrojów kształtowych wykonano za pomocą metody Dynamic Explicit, wykorzystując komercyjne oprogramowanie Abaqus w wersji 6.19. Materiałem zastosowanym w procesie walcowania była stal S355, a jej krzywe umocnienia zaimplementowano do oprogramowania po wykonaniu badań plastometrycznych na plastometrze skrętnym. Przeprowadzone symulacje numeryczne w warunkach przestrzennego stanu odkształcenia pozwoliły na wyznaczenie parametrów siłowo-energetycznych (nacisków całkowitych i momentów walcowania), określenie rozkładu intensywności naprężeń i odkształceń oraz płynięcia metalu w poszczególnych wykrojach kształtujących. Wykonane badania numeryczne pokazały również, że niewłaściwe umiejscowienie w złożeniu walców poprawnie zaprojektowanego wykroju może powodować wyginanie pasma w dół (tzw. docisk górny). Prawidłowe usytuowanie wykroju w walcach poprzez odpowiednie usytuowanie linii neutralnej wykroju względem linii walcowania zapewniło bardziej równomierny i stabilny proces walcowania. Uzyskane w rezultacie badań wyniki pozwoliły na przemysłowe wdrożenie technologii walcowania na gorąco ceowników przy stosowaniu dużej intensywności odkształcenia.

Słowa kluczowe

EN

channels rolling; numerical modelling; FEM; roll pass design

PL

kanały toczenia; modelowanie numeryczne; MES

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Computer Methods in Materials Science
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 19, No. 3
• Strony: 107--112
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Dziedzic Michał

• AGH University of Science and Technology, al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Turczyn Stanisław

• AGH University of Science and Technology, al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Kuźmiński Zbigniew

• AGH University of Science and Technology, al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

Bibliografia

• Harrer, O., Buchmayr, B., Riedl, A., 2010, Simulation des Walzens von Rippenplatten UIC60-0, MEFORM 2010 Tagungsband, Freiberg, 226-237.
• Hensel, A., Lehnert, W., Krengel, R., 1996, Close-to-net-shape casting and rolling sections, Der Kalibreur, 57, 41-46.
• Kawalla, R., 2010, Development of simulation software for the analysis of multi stage hot rolling of strips and wire rod, METABK, 49(3), 175-179.
• Kopp, R., Koch, M., 1997, The Application of numerical simulation methods to improve the process transparency in complex rolling operation, Der Kalibreur, 58, 33-38.
• Lee, Y, Kim, Y.H., 2001, Approximate analysis of force in a round-oval-round pass rolling sequence, Journal of Material Processing Technology, 113, 124-130.
• Schmitz, G. J., Prahl, U., 2012. Integrative computational materials engineering: Applications of a modular simulation platform, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 148.
• Turczyn, S., Dziedzic, M., Kuźmiński, Z., 2014, Metal flow during rolling of long products with use of compound grooves. Proc. 9th Int. Conf., ICIT & MPT, Lubljana, 327-341.
• Turczyn, S., Dziedzic, M., 2016, Assessment of metal flow during rolling of sheet piles. Der Kalibreur, Heft, 77, 56-63.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).