【摘要】：隨著鋼鐵行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級,如何提升產(chǎn)品質(zhì)量,保證產(chǎn)品核心競爭力已成為國內(nèi)外各大鋼企的首要研究目標(biāo)。由于高溫條件及與空氣的接觸,氧化鐵皮在生產(chǎn)過程中必然存在且長期以來都是影響熱軋產(chǎn)品質(zhì)量的首要因素。雖然高壓水除鱗能有效控制軋制過程中的氧化鐵皮,但由于實際生產(chǎn)中各種因素的限制,除鱗后仍有部分氧化殘渣停留在鋼板表面,這些殘渣在軋制過程中極易使鋼板表面形成凹坑,麻點等缺陷,大大降低了產(chǎn)品的性能與質(zhì)量。為解決這一問題,本文提出在粗、精軋機組前后增加吹掃系統(tǒng),通過中壓水吹掃射流的方式去除高壓水除鱗后殘余的氧化鐵皮,提高產(chǎn)品質(zhì)量,并結(jié)合生產(chǎn)實際需要,以吹掃系統(tǒng)中的射流部分為研究對象,依據(jù)計算流體動力學(xué)原理,采用FLUENT軟件對吹掃流場進行模擬,研究噴嘴結(jié)構(gòu)與工藝參數(shù)對吹掃性能的影響,從而為吹掃系統(tǒng)在生產(chǎn)中的工程應(yīng)用提供理論依據(jù)。目前吹掃系統(tǒng)已經(jīng)實際生產(chǎn)中投入使用,并取得較好的效果。本文主要研究工作如下:(1)通過GAMBIT軟件對吹掃除渣過程中的射流場進行幾何建模與網(wǎng)格劃分并將其引入FLUENT軟件中,根據(jù)實際情況選擇FLUENT中的求解器、計算模型及數(shù)值算法,同時依據(jù)流體力學(xué)基本控制方程計算邊界條件,對吹掃流場進行數(shù)值模擬。(2)根據(jù)FLUENT軟件在不同參數(shù)條件下的模擬結(jié)果并結(jié)合射流核心區(qū)與壁面區(qū)的速度曲線圖及動壓曲線圖,分析噴嘴結(jié)構(gòu)及工藝參數(shù)對吹掃射流性能的影響,建立吹掃射流速度與射流動壓之間的數(shù)學(xué)模型,為實際應(yīng)用中參數(shù)的選取提供理論依據(jù)。(3)分析比較FLUENT軟件中的SIMPLE算法與PISO算法間的異同,對比驗證兩種算法在各相同條件下的模擬結(jié)果,依據(jù)二者模擬結(jié)果的重合度驗證模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。(4)闡述吹掃系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu),分析吹掃系統(tǒng)在工程應(yīng)用中的效果。目前吹掃系統(tǒng)已成功應(yīng)用于某中板廠生產(chǎn)線,并在提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時取得了較好的經(jīng)濟收益。
【圖文】：

設(shè)備將去除的氧化鐵皮與鋼丸回收[8]。上個世紀(jì) 70 年代，日本IHI公司提出高壓水噴砂除鱗法（ NID ），類似于高壓水除鱗，NID 通過噴嘴噴射高壓砂漿來達到清洗鋼板的目的[9]。上個世紀(jì) 80 年代，H.E.Evan 指出機械除鱗時氧化鐵皮受壓剝落主要取決于兩個因素，其一是氧化鐵皮自身的強度性能，其二是氧化鐵皮與鋼板基體之間結(jié)合的緊密程度，當(dāng)氧化鐵皮與基體之間結(jié)合程度相對較高而氧化鐵皮強度較低時，其破壞形式如圖 1.1 中路徑 1 所示，反之當(dāng)氧化鐵皮強度較高而與基體之間結(jié)合程度較差時，其破壞形式如路徑 2 所示；氧化鐵皮受拉時，拉應(yīng)力首先會作用在基體上，隨后在傳遞給氧化層，因此當(dāng)拉應(yīng)力在基體上產(chǎn)生的應(yīng)變大于其自身的屈服應(yīng)變時，隨著拉應(yīng)變的增加，氧化鐵皮受到的應(yīng)力不會改變，氧化物將形成孤島留在基體表面，如圖 1.2 所示[10]。同樣在 80 年代，前蘇聯(lián)提出鐵粒摩擦除鱗法（APO ），這一方法通過除鱗箱中鐵粒的摩擦作用，來清理帶鋼表面的氧化鐵皮，并于 1989 年正式投產(chǎn)，這是國內(nèi)外首套機械連續(xù)式除鱗設(shè)備[11]。

圖 1.2 拉應(yīng)力作用下氧化鐵皮的剝離方式Fig. 1.2 the peel way of oxide scale under tensile stress.1999 年王建國等研究了拉矯機機械除鱗的工作機理。分析了延伸率，拉形和彎曲變形對機械除鱗效果的影響，并針對延伸率的設(shè)定，，彎曲程度及張關(guān)系，對拉矯破鱗工藝進行優(yōu)化[12]。2001 年，日本新日公司提出 SCS 除鱗技術(shù)，如圖 1.3 所示，該技術(shù)依靠調(diào)節(jié)技術(shù)，根據(jù)鋼板厚度的不同來調(diào)整研磨輥輥縫，并采用循環(huán)水洗去鋼板已被研磨的氧化鐵皮[13]。
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG333

【參考文獻】

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本文編號：2651511