【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的重要支撐設備。原設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,進而導致爐輥不能旋轉,直接造成運送中的帶鋼表面產生劃傷,不符合用戶對產品表面質量的要求,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)原設計爐底輥冷卻水進出水通道結構相對復雜,導致了沿程壓力損失較大,進而導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)水的流域寬度增大而減小;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水葉片靠近進水軸頭側最低,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,導致輥筒溫度急劇上升,進而導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構進行了優(yōu)化,得到了最優(yōu)解,改進后沿程壓力損失降低了約91%。爐底輥進出水結構的優(yōu)化,也減輕了爐底輥的質量。根據(jù)優(yōu)化的參數(shù),對退火爐底輥改進設計,建立了三維模型,提升了設計的效率和準確性。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)化設計結論一致,驗證了優(yōu)化設計的結論,改進有效。改進后的水冷輥運行狀態(tài)良好,滿足生產連續(xù)性的需求。
【圖文】：

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

【參考文獻】

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本文編號：2601332