铸轧温度场与辊套热变形模拟分析与实验研究
发布时间：2024-02-02 13:29
铸轧技术因具有短流程、低能耗、投资少等特点被推崇为21世纪冶金领域最具发展的技术之一,因此受到企业、高校、研究所的青睐。但是,在铸轧过程中,由于铸轧辊处在铸轧力与温度交变作用的复杂工况之中,交变温度成为辊套失效的主要原因,辊套的失效大大制约着铸轧辊和与之接触的侧封板的使用寿命,影响生产顺行,降低铸轧成品板带材质量,给生产带来安全隐患,使铸轧技术的应用受到限制。作为直接与金属熔液接触的辊套,对所铸轧的金属熔液既要起到冷却的作用,又要对其进行轧制,铸轧辊转速、熔池温度是影响铸轧辊温度场及辊套热变形的主要工艺参数。本文主要探讨不同的铸轧辊转速以及不同的热源接触温度对铸轧温度场以及辊套热变形的影响。本文主要的研究内容包括设计并搭建铸轧实验平台,进行实验方案设计,设计并完善辅助实验设备及测试仪器,开展铸轧辊套温度场测试实验。根据实验数据,结合仿真软件,对仿真模型进行修正。通过建立两种与实验相对应的仿真模型体系,分别从线接触和面接触两种形式对不同铸轧辊转速和不同铸轧接触温度对铸轧温度场以及辊套的热变形进行分析。在进行仿真模拟时,结合实际铸轧过程建立了瞬态流体模型,依据铸轧过程中热量的转换理论,分析...
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
1.绪论
1.1 本课题研究意义
1.2 铸轧技术的发展概况
1.2.1 普通铸轧
1.2.2 电磁铸轧
1.2.3 半固态铸轧
1.2.4 电脉冲铸轧
1.3 国内外铸轧研究现状
1.4 铸轧辊套温度场理论研究
1.5 本课题研究内容及方法
1.5.1 研究内容
1.5.2 研究方法
2.铸轧实验台设计与搭建
2.1 主传动方案设计
2.2 铸轧实验台参数的选取
2.2.1 铸轧力计算
2.2.2 铸轧力矩计算
2.3 实验台各部分主要标准部件的选择
2.4 铸轧实验台的结构
2.5 本章小结
3.铸轧辊套表面温度场实验探究
3.1 实验目的
3.2 实验原理
3.3 铸轧的传热特点
3.4 实验工艺参数选取
3.5 实验装置
3.5.1 温度控制装置设计与制作
3.5.2 多点测温装置的设计与制作
3.5.3 其余实验仪器
3.6 实验步骤
3.7 铸轧温度场实验
3.7.1 圆柱体接触实验
3.7.2 圆柱体接触实验结果分析
3.7.3 弧形体接触实验
3.7.4 弧形体接触实验结果分析
3.8 实验遇到的问题与讨论
3.9 本章小结
4.铸轧过程温度场和辊套热变形数值模拟
4.1 铸轧过程有限元模型的建立
4.1.1 辊套的三维模型建立
4.1.2 辊芯的三维模型建立
4.2 铸轧辊套的温度场分析
4.3 ANSYS Workbench模拟流程及流体理论
4.3.1 ANSYS Workbench模拟流程
4.3.2 流体问题求解的基本思路和流程
4.3.3 流体基本理论
4.4 基本假设
4.5 铸轧温度场初始条件和边界条件的设置
4.5.1 模型材料的基本参数
4.5.2 初始条件和边界条件的设定
4.6 仿真中建立模型及网格划分
4.7 圆柱体接触下铸轧辊周向温度及热变形分析
4.7.1 不同铸辊转速下的铸轧辊外表面周向温度分析
4.7.2 不同铸辊转速下的铸轧辊辊套热变形分析
4.7.3 不同铸轧温度下的铸轧辊外表面周向温度分析
4.7.4 不同铸轧温度下的铸轧辊辊套热变形分析
4.8 弧面体接触下铸轧辊周向温度分析及热变形分析
4.8.1 不同铸辊转速下的铸轧辊外表面周向温度分析
4.8.2 不同铸轧转速下的铸轧辊辊套热变形分析
4.8.3 不同铸轧温度下的铸轧辊外表面周向温度分析
4.8.4 不同铸轧温度下的铸轧辊辊套热变形分析
4.9 本章小结
5.结论与展望
5.1 结论
5.2 存在问题与展望
5.2.1 存在问题
5.2.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：3892739
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
1.绪论
1.1 本课题研究意义
1.2 铸轧技术的发展概况
1.2.1 普通铸轧
1.2.2 电磁铸轧
1.2.3 半固态铸轧
1.2.4 电脉冲铸轧
1.3 国内外铸轧研究现状
1.4 铸轧辊套温度场理论研究
1.5 本课题研究内容及方法
1.5.1 研究内容
1.5.2 研究方法
2.铸轧实验台设计与搭建
2.1 主传动方案设计
2.2 铸轧实验台参数的选取
2.2.1 铸轧力计算
2.2.2 铸轧力矩计算
2.3 实验台各部分主要标准部件的选择
2.4 铸轧实验台的结构
2.5 本章小结
3.铸轧辊套表面温度场实验探究
3.1 实验目的
3.2 实验原理
3.3 铸轧的传热特点
3.4 实验工艺参数选取
3.5 实验装置
3.5.1 温度控制装置设计与制作
3.5.2 多点测温装置的设计与制作
3.5.3 其余实验仪器
3.6 实验步骤
3.7 铸轧温度场实验
3.7.1 圆柱体接触实验
3.7.2 圆柱体接触实验结果分析
3.7.3 弧形体接触实验
3.7.4 弧形体接触实验结果分析
3.8 实验遇到的问题与讨论
3.9 本章小结
4.铸轧过程温度场和辊套热变形数值模拟
4.1 铸轧过程有限元模型的建立
4.1.1 辊套的三维模型建立
4.1.2 辊芯的三维模型建立
4.2 铸轧辊套的温度场分析
4.3 ANSYS Workbench模拟流程及流体理论
4.3.1 ANSYS Workbench模拟流程
4.3.2 流体问题求解的基本思路和流程
4.3.3 流体基本理论
4.4 基本假设
4.5 铸轧温度场初始条件和边界条件的设置
4.5.1 模型材料的基本参数
4.5.2 初始条件和边界条件的设定
4.6 仿真中建立模型及网格划分
4.7 圆柱体接触下铸轧辊周向温度及热变形分析
4.7.1 不同铸辊转速下的铸轧辊外表面周向温度分析
4.7.2 不同铸辊转速下的铸轧辊辊套热变形分析
4.7.3 不同铸轧温度下的铸轧辊外表面周向温度分析
4.7.4 不同铸轧温度下的铸轧辊辊套热变形分析
4.8 弧面体接触下铸轧辊周向温度分析及热变形分析
4.8.1 不同铸辊转速下的铸轧辊外表面周向温度分析
4.8.2 不同铸轧转速下的铸轧辊辊套热变形分析
4.8.3 不同铸轧温度下的铸轧辊外表面周向温度分析
4.8.4 不同铸轧温度下的铸轧辊辊套热变形分析
4.9 本章小结
5.结论与展望
5.1 结论
5.2 存在问题与展望
5.2.1 存在问题
5.2.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：3892739
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