大型筒节热轧成形技术以其流程短、能耗低、高精密、高效率生产等诸多突出优点而备受重型装备制造领域关注。作为一种新式大型筒节锻件成形技术,其还存在很多关键难题亟待解决,轴向跑偏就是其中之一,该问题严重影响了轧制过程的稳定性与产品质量,制约了此项前沿技术快速走向市场化。因此,研究大型筒节轧制轴向跑偏规律、揭示其跑偏机理以及在当前设备的基础上从工艺控制方面提出合理的解决措施具有重要工程意义。本文根据某重型机械厂大型筒节轧制设备参数及工艺参数,首先利用材料性能模拟软件JMat Pro获得仿真用材料16Mn的热物理性能参数及应力应变曲线,在此基础上,采用局部随动坐标系的创新方式,实现对两侧抱辊液压调节机构的模拟,继而在Marc平台上建立起立式大型筒节径向轧制三维力控热机耦合模型,通过模拟结果,分析了理想筒节毛坯、内锥及外锥形筒节毛坯的平辊热辗扩成形过程。建立数学关系模型,从锥形毛坯轧制过程中两端半径差值与轴线夹角之间的关系以及轴线夹角与轴向跑偏量之间的关系两个层次揭示了锥形筒节轧制过程中出现轴向跑偏现象的本质,继而探寻了相关尺寸工艺参数对轴线夹角及轴向跑偏程度的影响规律,并应用跑偏机理进行理论分析,检验已建立理论模型的正确性。从定性与定量两种层面探寻了筒节件轴向跑偏倾辊控制方法。结果表明:双辊驱动以及驱动辊恒定单圈压下量进给模式下,内锥形毛坯所需倾辊角度略小于其锥度,外锥形毛坯所需倾辊角度略大于其锥度,该倾辊角度可以有效地控制筒节件的轴向跑偏程度,而且对轧后产品形状具有修正作用。最后简要介绍了一种筒节尺寸形状测量方案。