發(fā)布時間：2020-03-26 10:43

【摘要】：本文所分析研究的退火爐底輥是鞍鋼硅鋼廠退火爐生產(chǎn)的重要支撐設(shè)備。原設(shè)計的爐底輥在運行過程中,爐底輥輥筒易因冷卻循環(huán)水狀態(tài)改變而發(fā)生彎曲,進而導(dǎo)致爐輥不能旋轉(zhuǎn),直接造成運送中的帶鋼表面產(chǎn)生劃傷,不符合用戶對產(chǎn)品表面質(zhì)量的要求,造成了很大的影響。每年類似事故發(fā)生約435小時,嚴重制約了生產(chǎn)的順行,所以對該爐底輥的研究意義非常大。通過對冷卻水在通道入出口壓力和流速的測量和理論計算分析,發(fā)現(xiàn)原設(shè)計爐底輥冷卻水進出水通道結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜,導(dǎo)致了沿程壓力損失較大,進而導(dǎo)致了冷卻水在螺旋輥筒出口的壓力和流速變化較大。為分析冷卻水壓力和流速對輥筒溫度的影響,基于ANSYS/FLOTRAN的仿真計算,爐底輥輥筒的溫度隨冷卻循環(huán)水的流域?qū)挾仍龃蠖鴾p小;爐底輥輥筒溫度隨冷卻水壓力的增大而減小,輥筒的溫度下降速度隨冷卻水壓力的升高而變快,冷卻水的流速在螺旋輥筒導(dǎo)水葉片靠近進水軸頭側(cè)最低,是螺旋葉片斷裂堵塞芯管的重要原因。為判斷爐底輥變形的原因,通過在ANSYS軟件建立爐底輥的三維熱彈耦合有限元模型,得到了爐底輥工作過程中在熱、外載荷、冷卻循環(huán)水多場耦合作用下的溫度分布。找出了爐底輥彎曲的直接原因是冷卻水流通狀態(tài)不好,導(dǎo)致輥筒溫度急劇上升,進而導(dǎo)致爐底輥在彈性模量的急速降低,進而爐底輥發(fā)生高溫蠕變的現(xiàn)象。為解決爐底輥的變形,借助ANSYS軟件,以降低爐底輥輥筒的進出水通道壓力損失為目標,對鞍鋼硅鋼退火爐底輥結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化,得到了最優(yōu)解,改進后沿程壓力損失降低了約91%。爐底輥進出水結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,也減輕了爐底輥的質(zhì)量。根據(jù)優(yōu)化的參數(shù),對退火爐底輥改進設(shè)計,建立了三維模型,提升了設(shè)計的效率和準確性。通過實踐驗證,改進后爐底輥的進出水通道壓力損失與優(yōu)化設(shè)計結(jié)論一致,驗證了優(yōu)化設(shè)計的結(jié)論,改進有效。改進后的水冷輥運行狀態(tài)良好,滿足生產(chǎn)連續(xù)性的需求。
【圖文】：

其產(chǎn)品的應(yīng)用非常廣泛，典型應(yīng)用產(chǎn)品如：電機的勵磁線圈、變壓器的鐵芯等制造硅鋼的工藝和質(zhì)量，代表著這個國家高端鋼產(chǎn)品的生產(chǎn)科技水平[1]。其直接用于能量轉(zhuǎn)換，對能源的消耗有較大影響，為進一步適應(yīng)全球面臨的源供應(yīng)緊張和氣候變化的影響，很多國家、學(xué)者和企業(yè)在努力，研制生產(chǎn)能滿足低能耗高效率要求的產(chǎn)品，我們國家也明確提出了將高效低耗的冷軋硅產(chǎn)品制造技術(shù)作為重要的優(yōu)先發(fā)展項目[2]。圖 1-1 冷軋包裝后的硅鋼卷

本課題來源于鞍鋼硅鋼生產(chǎn)現(xiàn)場攻關(guān)項目“退火爐水冷爐底輥的改進研究”。硅鋼亦稱作電工鋼，被譽為鋼鐵產(chǎn)品中的“工藝品”， 如圖1-1、1-2所示，，其產(chǎn)品的應(yīng)用非常廣泛，典型應(yīng)用產(chǎn)品如：電機的勵磁線圈、變壓器的鐵芯等。制造硅鋼的工藝和質(zhì)量，代表著這個國家高端鋼產(chǎn)品的生產(chǎn)科技水平[1]。因其直接用于能量轉(zhuǎn)換，對能源的消耗有較大影響，為進一步適應(yīng)全球面臨的能源供應(yīng)緊張和氣候變化的影響，很多國家、學(xué)者和企業(yè)在努力，研制生產(chǎn)能夠滿足低能耗高效率要求的產(chǎn)品，我們國家也明確提出了將高效低耗的冷軋硅鋼產(chǎn)品制造技術(shù)作為重要的優(yōu)先發(fā)展項目[2]。圖 1-1 冷軋包裝后的硅鋼卷圖 1-2 冷軋硅鋼產(chǎn)品應(yīng)用硅鋼的生產(chǎn)是一項系統(tǒng)工程，包括煉鐵、煉鋼、熱軋、冷軋等一系列的工藝過程如圖 1-3 所示：
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG155.1

【參考文獻】

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本文編號：2601332