鐵合金切分軋制的仿真研究
發(fā)布時間:2021-01-28 19:21
鐵合金是鐵與一種或多種元素組成的中間合金,是鋼鐵行業(yè)和機械鑄造行業(yè)必不可少的重要原料之一。目前,我國已成為世界上鐵合金生產(chǎn)大國,同時也是鐵合金消費大國。但是我國對于鐵合金的研究起步較晚,鐵合金的粒化生產(chǎn)過程中存在著生產(chǎn)方式單一、破碎時粉化率較高、偏析現(xiàn)象嚴重等問題,作為高能耗、高污染的鐵合金產(chǎn)業(yè),節(jié)約資源能源、加強環(huán)境保護和資源的綜合利用是鐵合金工藝技術(shù)未來發(fā)展的主要方向。課題組提出了鐵合金雙輥鑄軋→縱、橫向切分軋制→機械破碎的鐵合金成型工藝,它是利用鐵合金雙輥鑄軋機生產(chǎn)出鑄坯的余熱直接進行切分軋制生產(chǎn)鐵合金產(chǎn)品的一種加工工藝,該工藝可以減小能耗,降低粉化率,同時也避免了鐵合金產(chǎn)品成分偏析現(xiàn)象的產(chǎn)生,最終得到符合客戶需求的鐵合金產(chǎn)品。本文在前期鐵合金雙輥鑄軋研究的基礎(chǔ)上,對鐵合金鑄坯的切分軋制過程進行研究,本文首先對梯形式切分楔和漸開線式切分楔分別進行初步設(shè)計,然后利用Solid Works建立鑄坯和切分軋輥三維模型,通過ABAQUS和Solid Works無縫對接口將模型導入ABAQUS中,運用有限元分析軟件ABAQUS建立鑄坯和切分軋輥縱、橫向切分軋制有限元模型,并應(yīng)用該軟件分別進...
【文章來源】:遼寧科技大學遼寧省
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
中國歷年鐵合金生產(chǎn)量Fig.1.1Chineseferroalloyproductionoverthecalendaryear
圖 1.2 Blobulator 工藝流程簡圖Fig. 1.2 Blobulator process diagramBlobulator 工藝的工作原理為[7]:金屬液從鋼包流出引入到斜槽中,緩緩進入水槽的金屬液與嚴格條件控制下流動的冷卻水接觸碰撞,金屬流遇到冷卻水快速冷卻,由于水流對金屬液體的剪切作用,致使金屬流分裂成離散的液滴,分散開的金屬液滴表面迅速由液態(tài)凝固成固體,最終在金屬粒到達水槽的端部之前完全固化。隨著水流金屬顆粒一起流向在分離機構(gòu),然后將金屬顆粒從水中過濾出并傳送到不同的收集裝置例如跳臺或輸送機中,而冷卻水則被收集并再通過泵循環(huán)回到水槽的頂部繼續(xù)冷卻金屬液體。Blobulator 工藝生產(chǎn)出的鐵合金顆粒形狀由于凝固階段的條件所致,大多數(shù)在 Blobulator 中形成的鐵合金顆粒呈現(xiàn)扁平而大的“餅狀”形狀,通過該工藝形成的金屬顆粒明顯大于一般生產(chǎn)的顆粒,生產(chǎn)出的鐵合金顆粒直徑大約在20mm~50mm 范圍內(nèi),厚度有 4mm~8mm,該尺寸的顆粒適合散裝運輸,在煉鋼過程中,顆粒重量較重,能夠順利穿過熔渣層,迅速熔化,能夠充分的與鋼水混
圖 1.3 GRANSHOT 金屬造粒工藝簡圖Fig. 1.3 GRANSHOT metal granulation process diagramGRANSHOT 金屬造粒工藝的原理為[8]:金屬液由中間包噴嘴流出時,金屬流不斷地濺落在位于中心位置的陶瓷澆頭上,如圖 1.4 所示,金屬液體被分裂成顆粒或者液滴,連續(xù)不斷地的落入水浴中的造粒槽,這些金屬液滴在沉入造粒槽底部的過程中,與冷卻水發(fā)生熱交換,金屬液滴被冷卻,最終凝固成顆粒。把加熱的冷卻水輸送到水冷裝置(冷熱交換器或冷卻塔)冷卻后的水通過泵再次進入造粒槽進行循環(huán)冷卻,而凝固后的金屬顆粒由空氣噴槍或水噴槍將其打入到專門的振動脫水篩,脫水后的金屬顆粒通過皮帶運輸?shù)絻Υ鎱^(qū)或進入滾筒干燥器。GRANSHOT 金屬造粒工藝是金屬液體在冷卻水中迅速的分開、固化,形成小顆粒狀的合金,該工藝形成的鐵合金不需要進行破碎工序,降低了生產(chǎn)成本,GRANSHOT 金屬造粒生產(chǎn)出的鐵合金粒度大致在 2mm~40mm 范圍內(nèi)[9]。目前該技術(shù)得到了大量的應(yīng)用,由于它可以生產(chǎn);蠖鄶(shù)的金屬合金,最主要應(yīng)用于鉻鐵、鎳鐵以及硅鐵的;a(chǎn)。該工藝生產(chǎn)能力高,能夠最大限度的滿足客戶
【參考文獻】:
期刊論文
[1]鐵合金直接;に嚞F(xiàn)狀及展望[J]. 邱杰,張穎異,呂學偉,白晨光. 鐵合金. 2017(05)
[2]屈服準則研究的新進展[J]. 張貴杰,夏亮亮,楊莉英,張闊斌. 鑄造技術(shù). 2017(01)
[3]基于ABAQUS的顯式動力學分析方法研究[J]. 朱躍峰. 機械設(shè)計與制造. 2015(03)
[4]鐵合金連鑄;尚卧O(shè)備的研制與試驗[J]. 蹇樂,劉俊釗,張得儉,段望春,緱順虎,馬新江. 機械研究與應(yīng)用. 2015(01)
[5]鎳鐵粒化工藝淺談[J]. 李忠生,梁帥表,邵亮. 鐵合金. 2014(06)
[6]硬質(zhì)合金組合式軋輥在棒材切分軋制中的應(yīng)用[J]. 張文明,高碩,曹振鵬. 稀有金屬與硬質(zhì)合金. 2014(03)
[7]中國鐵合金行業(yè)技術(shù)進步現(xiàn)狀及預(yù)測[J]. 郭軍,聞昕舒,趙一鵬,徐江,鄒繪真. 鐵合金. 2014(02)
[8]H型鋼萬能軋制力計算方法[J]. 趙景云,臧勇,吳迪平,逄曉男,劉福寧. 中南大學學報(自然科學版). 2013(05)
[9]基于Solidworks的漸開線齒輪建模方法研究[J]. 王曉毅,陳曉霞. 裝備制造技術(shù). 2013(01)
[10]新型鐵合金液態(tài)金屬澆鑄成型方式[J]. 王海娟,譚小鋒,Per-ke Lundstrm. 鐵合金. 2012(06)
博士論文
[1]雙輥鑄軋薄帶鋼液位控制、鑄軋力模型及工藝優(yōu)化的研究[D]. 曹光明.東北大學 2008
碩士論文
[1]螺旋漸開線齒輪嚙合原理和設(shè)計研究[D]. 卞文.南京航空航天大學 2012
[2]多線切分軋制技術(shù)的研究[D]. 鄂東辰.燕山大學 2011
[3]基于Pro/E精確建模的漸開線直齒輪應(yīng)力有限元分析[D]. 周嶺.蘭州交通大學 2009
[4]昆鋼棒材生產(chǎn)線切分軋制過程優(yōu)化研究[D]. 鄭治龍.昆明理工大學 2007
[5]圓鋼切分軋制技術(shù)的研究與開發(fā)[D]. 肖國棟.西安建筑科技大學 2004
[6]棒材連續(xù)切分軋制計算機輔助孔型設(shè)計[D]. 賈麗娜.燕山大學 2004
本文編號:3005545
【文章來源】:遼寧科技大學遼寧省
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
中國歷年鐵合金生產(chǎn)量Fig.1.1Chineseferroalloyproductionoverthecalendaryear
圖 1.2 Blobulator 工藝流程簡圖Fig. 1.2 Blobulator process diagramBlobulator 工藝的工作原理為[7]:金屬液從鋼包流出引入到斜槽中,緩緩進入水槽的金屬液與嚴格條件控制下流動的冷卻水接觸碰撞,金屬流遇到冷卻水快速冷卻,由于水流對金屬液體的剪切作用,致使金屬流分裂成離散的液滴,分散開的金屬液滴表面迅速由液態(tài)凝固成固體,最終在金屬粒到達水槽的端部之前完全固化。隨著水流金屬顆粒一起流向在分離機構(gòu),然后將金屬顆粒從水中過濾出并傳送到不同的收集裝置例如跳臺或輸送機中,而冷卻水則被收集并再通過泵循環(huán)回到水槽的頂部繼續(xù)冷卻金屬液體。Blobulator 工藝生產(chǎn)出的鐵合金顆粒形狀由于凝固階段的條件所致,大多數(shù)在 Blobulator 中形成的鐵合金顆粒呈現(xiàn)扁平而大的“餅狀”形狀,通過該工藝形成的金屬顆粒明顯大于一般生產(chǎn)的顆粒,生產(chǎn)出的鐵合金顆粒直徑大約在20mm~50mm 范圍內(nèi),厚度有 4mm~8mm,該尺寸的顆粒適合散裝運輸,在煉鋼過程中,顆粒重量較重,能夠順利穿過熔渣層,迅速熔化,能夠充分的與鋼水混
圖 1.3 GRANSHOT 金屬造粒工藝簡圖Fig. 1.3 GRANSHOT metal granulation process diagramGRANSHOT 金屬造粒工藝的原理為[8]:金屬液由中間包噴嘴流出時,金屬流不斷地濺落在位于中心位置的陶瓷澆頭上,如圖 1.4 所示,金屬液體被分裂成顆粒或者液滴,連續(xù)不斷地的落入水浴中的造粒槽,這些金屬液滴在沉入造粒槽底部的過程中,與冷卻水發(fā)生熱交換,金屬液滴被冷卻,最終凝固成顆粒。把加熱的冷卻水輸送到水冷裝置(冷熱交換器或冷卻塔)冷卻后的水通過泵再次進入造粒槽進行循環(huán)冷卻,而凝固后的金屬顆粒由空氣噴槍或水噴槍將其打入到專門的振動脫水篩,脫水后的金屬顆粒通過皮帶運輸?shù)絻Υ鎱^(qū)或進入滾筒干燥器。GRANSHOT 金屬造粒工藝是金屬液體在冷卻水中迅速的分開、固化,形成小顆粒狀的合金,該工藝形成的鐵合金不需要進行破碎工序,降低了生產(chǎn)成本,GRANSHOT 金屬造粒生產(chǎn)出的鐵合金粒度大致在 2mm~40mm 范圍內(nèi)[9]。目前該技術(shù)得到了大量的應(yīng)用,由于它可以生產(chǎn);蠖鄶(shù)的金屬合金,最主要應(yīng)用于鉻鐵、鎳鐵以及硅鐵的;a(chǎn)。該工藝生產(chǎn)能力高,能夠最大限度的滿足客戶
【參考文獻】:
期刊論文
[1]鐵合金直接;に嚞F(xiàn)狀及展望[J]. 邱杰,張穎異,呂學偉,白晨光. 鐵合金. 2017(05)
[2]屈服準則研究的新進展[J]. 張貴杰,夏亮亮,楊莉英,張闊斌. 鑄造技術(shù). 2017(01)
[3]基于ABAQUS的顯式動力學分析方法研究[J]. 朱躍峰. 機械設(shè)計與制造. 2015(03)
[4]鐵合金連鑄;尚卧O(shè)備的研制與試驗[J]. 蹇樂,劉俊釗,張得儉,段望春,緱順虎,馬新江. 機械研究與應(yīng)用. 2015(01)
[5]鎳鐵粒化工藝淺談[J]. 李忠生,梁帥表,邵亮. 鐵合金. 2014(06)
[6]硬質(zhì)合金組合式軋輥在棒材切分軋制中的應(yīng)用[J]. 張文明,高碩,曹振鵬. 稀有金屬與硬質(zhì)合金. 2014(03)
[7]中國鐵合金行業(yè)技術(shù)進步現(xiàn)狀及預(yù)測[J]. 郭軍,聞昕舒,趙一鵬,徐江,鄒繪真. 鐵合金. 2014(02)
[8]H型鋼萬能軋制力計算方法[J]. 趙景云,臧勇,吳迪平,逄曉男,劉福寧. 中南大學學報(自然科學版). 2013(05)
[9]基于Solidworks的漸開線齒輪建模方法研究[J]. 王曉毅,陳曉霞. 裝備制造技術(shù). 2013(01)
[10]新型鐵合金液態(tài)金屬澆鑄成型方式[J]. 王海娟,譚小鋒,Per-ke Lundstrm. 鐵合金. 2012(06)
博士論文
[1]雙輥鑄軋薄帶鋼液位控制、鑄軋力模型及工藝優(yōu)化的研究[D]. 曹光明.東北大學 2008
碩士論文
[1]螺旋漸開線齒輪嚙合原理和設(shè)計研究[D]. 卞文.南京航空航天大學 2012
[2]多線切分軋制技術(shù)的研究[D]. 鄂東辰.燕山大學 2011
[3]基于Pro/E精確建模的漸開線直齒輪應(yīng)力有限元分析[D]. 周嶺.蘭州交通大學 2009
[4]昆鋼棒材生產(chǎn)線切分軋制過程優(yōu)化研究[D]. 鄭治龍.昆明理工大學 2007
[5]圓鋼切分軋制技術(shù)的研究與開發(fā)[D]. 肖國棟.西安建筑科技大學 2004
[6]棒材連續(xù)切分軋制計算機輔助孔型設(shè)計[D]. 賈麗娜.燕山大學 2004
本文編號:3005545
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