着发展中国家经济的崛起，以及对钢铁技术的掌握，发展中国家在世界钢铁生产中也占有重要地位。据美国动态钢铁咨询公司提供的数据，未来钢铁生产的重心将从发达国家向发展中国家转移，发展中国家的钢铁生产潜力将进步发挥。钢铁生产商之间的竞争十分激烈，全球钢铁生产企业联盟重组纵向体化踊跃。钢铁生产企业为降低成本增强实力，纷纷走上联盟重组的道路，企业重组并购不仅表现在国内，还扩展到国际。在国内，钢铁企业的合并重组直在进行。我国产钢大省河北省出台了钢铁重组方案，宣布邯钢整合邢钢石钢等，唐钢整合承钢宣钢等，加上首钢外迁在河北曹妃甸建设的新首钢，将在河北形成三个千万吨规模的大型钢铁联合企业。在国际上，韩国浦项制铁与新日铁宣布战略联盟，共同发展基础技术，并扩大第三国的合资事业和情报资讯合作，以及相互之间的持股比例。法国尤西诺卢森堡雅贝德和西班牙阿塞拉西亚钢铁宣布合并，组成世界第大钢铁公司安塞尔米塔尔公司，新钢铁厂年产量近万吨。钢铁生产商积极开发研究高新技术生产。进入世纪，随着炼铁炼钢材料的多样化钢铁产品的替代品的增加，客户对钢铁产品的品种和质量要求严格。为保持钢铁材料在世纪作为基本工业原料的主导地位以及提高世界钢铁工业的竞争，钢铁生产商们积极开发研究高技术含量产品。他们认为新的钢铁产品应有益于资源的重复利用，新的钢铁产品的应用应有利于建设生态友好的社会，同时他们认为今后研究和开发的重点，应放在对流程的改进和开发上，从而能处理些焦点问题，例如资源能源环保和回收，以及为满足客户的需要而进行的产品开发和应用技术。进入年代，世界发展速度减慢，市场钢材需求减少，许多国家钢铁工业不景气，钢铁企业处理严峻的经营环境。世纪，钢铁企业面对更多，更严峻的挑战，为适应市场变化，各企业除了采用先进技术装备提高产品质量外，还必须变革经营管理，制订经营发展战略，在激烈的竞争中求得生存和发展。小钢厂发展而大钢厂缩小规模精简人员。目前以北美为代表，小钢厂发展很快，其产量在美国占钢产量的比例接近，小钢厂规模越来越大最大年产量已达万吨，数量越来越多，而大型钢铁企业在缩小规模精简人员。英国钢铁联合公司原来约有个厂，现在只保留了几家，年拥有雇员万人，至年已减至万人，劳动生产率得到提高，年度销售额达到亿美元，利润为亿美元，昂首走入世界强企业行列。世纪，由于竞争加剧，各国政府鼓励老企业结构改造，小钢厂将继续得到发展，钢铁联合企业进步缩小规模精简人员提高劳动生产率。钢铁工业国际化。公司发展的战略方向应当是国际型的公司，原来那咱国家型的公司在西方社会已不存在了。年度世界强企业排名表显示过份依赖国内市场的企业名落孙山，而不断拓展海外市场的公司在强中位置得以升迁。近年业，钢铁企业的国际化已成为股潮流。目前日本六大钢铁公司都在国外合资建设了钢材生产厂，欧洲各国大多数主要钢铁企业正在进行更大范围的联合和生产专门化由于国际发展和重心由西方移向环太平洋地区，亚洲钢铁需求不断增长，跨国合资组建钢铁厂的现象层出不穷，因此，世纪，钢铁企业的国际化仍将继续发展。多元化经营。工业发达国家，特别是日本，因钢铁市场已饱和，主要发展方向是多元化经营。日本六大钢铁公司韩国浦项钢铁公司都在进行多元化经营，把钢铁工业在企业中的比例逐渐缩小，非钢铁业务的比例逐渐扩大。扩大经营范围分纵向和横向两种方向，前者指扩大钢铁生产的上下游业务，如开矿生产化工产品和汽车等，后者指经营与钢铁原料产品和副产品无直接关系的精力，如机械电子工程设计等。世纪，绝大多数钢铁联合企业的钢铁业务所占比例将低于目前的数值，而非钢铁业务的比例将明显升高。新产品开发。目前，社会需求向多样化精细化发展，各钢铁企业的经营都以市场为导向，以用户需求为目标，与用户共同研究新产品的开发和应用，不断提高产品的技术含量，增加高难度高附加值钢材的产量。世纪，钢铁企业将在继续增产强度高耐磨或耐腐蚀性好颜色和外形更美断面形状合理或更接近零件形状的轧材的同时，还将加速开发钢与其他竞争材料相结合的高附加值复合材料生产工艺，生产钢与塑料钢与铝或锌钢与陶瓷等复合材料，最大限度地满足能源交通机电建筑等行业对高难度高性能钢铁产品的需求。在世纪，钢铁工业将发生深刻的变化，发展趋势是新工艺取代老工艺，新流程代替老流程，大俊攀钢冷连轧机组工艺特点及应用研究四川冶金肖白我国冷轧板带生产技术进步年及展望轧钢杨利坡，周涛，彭艳，刘宏民可逆冷轧机轧辊失效改进措施的试验研究钢铁张小平，张少琴，张进之，郭会光板形理论与板形控制技术的发展塑性工程学报增刊宋颍涛板带钢轧机的发展和展望河南机电高等专科学校学报郑虎平攀钢轧机板形控制实践四川冶金汤铁，赵永平，周三保攀钢轧机工作辊使用情况及国产化现状钢铁孙仁孝，周林攀钢冷轧厂连轧机组大压下率轧制研究四川冶金刘友存，韦菁日本轧钢技术年进步概况和展望安徽冶金杜光梁，王向欣，张新仁，姚成君,杨佳欣四辊六辊中试轧机的设计电工材料张树堂，周积智我国轧钢技术的新进展冶金管理杨美顺现代冷轧机发展现状及展望中国冶金刘战英，李贺杰轧制规程优化设计河北冶金韩旭中,梅富强,柴羽中,蔡茁可逆式六辊冷轧机的研制与应用轧钢曹鸿德塑性变形力学基础与轧制原理北京机械工业出版社，胡国栋轧钢生产工艺及设备上秦皇岛燕山大学，邹家祥轧钢机械北京冶金工业出版社，机械设计手册编委会机械设计手册第卷北京机械工业出版社，附录英文翻译对狄舍尔轧机中管材成型的三维热力耦合分析摘要本文讨论的是厚壁管材在装备有狄舍尔导盘的二辊式斜轧机中穿孔过程的数值模拟。通过对问题的简短描述，阐明了对穿孔过程的数值模拟分析。该数值模拟涉及到了诸如金属成型过程中的即时热现象等内容。之后，文章给出了以应变变形率等效应力和温度等形式表达的模拟计算结果。穿孔过程中相关的力能参数模拟计算结果与实际的实验测定结果符合较好。关键词管坯穿孔工艺有限元分析实验前言厚壁管材通过斜轧式穿孔机轧制出来，然后用于下道工序无缝管的生产制造。根据轧辊数目的不同，斜轧式轧机可以分为以下两种二辊式斜轧机。这种轧机有两个工作辊和两个用于保证管材沿轧制中心线运动的导向装置。两个导向装置由曼内斯曼式轧辊斯蒂费尔式托板和狄舍尔式转盘组成。三辊式斜轧机。这种轧机有三个工作辊同工作，不需要另外附加导向装置。在以上提到的各种机型中，当二辊式斜轧机采用两个狄舍尔式导盘生产厚壁管材时，可以获得最佳的生产率和很高的产品质量。虽然在工业生产中通过斜轧机对管坯进行穿孔的工艺已经有百多年的历史了，但是由于在轧制过程中金属的塑性流动过程非常复杂，迄今为止还没有个令人满意的方法用于这项技术的进步研究。然而，凭借着大量金属成形过程数值模拟方法的快速发展，这种状况很有可能得到改观。世纪九十年代，出现了第家致力于斜轧穿孔机轧制过程数值模拟的生产厂，其模拟过程是通过基于二维的有限元模型实现的。考虑到材料塑性流动的特性，所有的变形过程都应在三维应变状态条件下计算出来。近年来，有很多学者尝试对穿孔过程进行三维模拟，例如等人，和，等人，还有等。然而，这些学者做出的数值模拟分析都是建立在做了很多简化的模型基础上的，例如忽略成形金属的温度变化计算仅限于稳定金相状态或穿孔过程的开始阶段。因此，这些简化后方法可以用来检验当考虑温度变化时对斜轧式穿孔机穿孔全过程模拟的可行性，这已被证明是合理的。斜轧穿孔机穿孔过程的三维有限元模拟为了说明对厚壁管材成形过程进行复杂数值模拟的可行性，采用的轧制过程是在带有狄舍尔式导盘的二辊斜轧机中进行的。这过程的原理图如图所示。图用于二辊斜轧穿孔机穿孔过程数值分析的原理图假定轧制所用圆钢坯料材质为，直径,长。根据假定钢质类型，可以得到以下参数热膨胀系数为，比热容为，各向同性导热率为。材料模型取自有限元软件程序库。在穿孔过程的模拟分析中，使用到的刚性装置有工作辊狄舍尔导盘和芯棒，相关的重要尺寸已在图中给出。这里假设工作辊以相同的转速同向旋转，同时两个导盘以的转速反向旋转。此外，这里也假设两轧辊之间区域的相对压下量为，椭圆化系数为。计算过程中，根据六边形叠加技术，使用了在已生成六面体单元网格的状态下自动接触配合的方法。内孔的形成与延伸过程模拟需要有正确的接触条件和正确的网格变形。另外，在这个模拟过程中用到了推料机，它用来将棒料沿轴线方向以的速度推送到工作辊之间的区域中去。在这里，推料机工作秒。在这个耦合场的计算过程当中，应用了个隐式有限单元模式。假设轧件轧制温度为，轧制设备在轧制过程中温度保持不变，其中轧辊与导盘的温度是，芯棒的温度是。同时在这里也假设轧件与轧制设备之间的导热系数为，轧件与周围环境的导热系数为。计算过程中使用的恒定摩擦系数值取决于相对滑动速度的大小摩擦系数的极限值为。计算结果由于有限单元法的应用，使得即时精确分析在穿孔过程中轧件形态的变化成为可能。这过程在图中表示了出来，为了提高可见性将其中个导盘从图中移去了。图通过计算出的穿孔过程中轧件各阶段状态包括应变分布，时间已在图中给出在穿孔过程的开始阶段，轧件被轧辊施加的回转运动咬住并引导轧件向轧辊之间进行轧制的区域运动。大约秒后，芯棒接触棒料端面，孔腔成形开始。大约秒后，两个导盘开始接触轧件。通过导盘运动增加的轴向力可以引导轧件将芯棒穿入其中。大约秒的成形时间过后，穿孔过程达到了稳定状态，相关的各项力能参数也达到了稳定值。运用有限单元法实现了对斜轧穿孔机穿孔过程中应变变化的精确分析。图显示了稳定穿孔阶段时的应变分布云图。图中的分析数据说明轧件轧后部分的应变呈层状分布，且应变的最大值出现在该部分的最外层并沿管材轴线方向递减。通过图，可以分析出轧件沿轧制成形区域整个长度上的横截面的变化。能够看出，由于轧制设备的影响，横截面呈椭圆形变化，这种变化可以通过穿孔芯棒后面的轧辊消除。图时确定的轧件应变分布图时计算出的轧件外表面变形率分布图显示了轧件外表面变形率的分布情况。通过图解底部轧件与导盘接触面变形率变化云图可以得知，在穿孔过程当中导盘装置的作用是非常重要的。从这张图中也可以看出最大变形率出现在运动轧件与轧辊或导盘的接触区域。对轧件纵截面上平均应力分布状态的分析也提供了很重要的信息图所示。已经知道，在材料内部，如果区域的，则值越大该区域被撕裂的可能性也会越大。从