轧制带钢无酸除鳞的抛丸冲击工艺仿真与实验研究
发布时间：2021-08-18 15:24
带钢冷轧前,必须去除热轧过程产生的表面氧化鳞皮,而传统的酸洗除鳞工艺会产生大量废酸污染,通过机械方式实现无酸除鳞是长期以来钢铁研究领域的热点关注方向。抛丸除鳞工艺是利用高速弹丸撞击带钢表面,使氧化铁皮发生断裂、脱落的除鳞工艺,在冷轧带钢生产线上具有广阔的应用前景。然而,目前抛丸冲击除鳞的理论研究较为匮乏,一些重要机理尚未解明,特别是在外载冲击作用下鳞层发生破裂临界应力/应变,以及冲击角度、粒径、速度、丸料用量等重要参数对除鳞效果的影响规律等核心问题尚未得到很好的解决,制约了无酸除鳞技术的推广应用。本文通过建立鳞层破坏准则,建立抛丸除鳞过程有限元仿真模型,对主要工艺参数进行了影响规律与优化方法研究,取得了如下创新性成果:（1）通过理论解析结合拉伸实验建立了鳞层破裂准则,并在此基础上建立了除鳞过程有限元模型。对鳞层成分与微观形貌进行了观测,分析了弹丸冲击作用下鳞层的应力状态,阐述了断裂力学与材料力学破坏强度理论,并通过拉伸实验研究了张力下鳞层的开裂行为,结合对裂纹演变规律的分析,获取了鳞层破裂临界应变;基于鳞层破裂准则与生死单元法,建立了三维冲击除鳞有限元模型,并对模型的精准性进行了实验验...
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
轧制过程中纽化铁皮生成
力高、金属和酸的损失少、成本低等优点，然而盐酸腐蚀性强，对防腐材料??的耐腐蚀性有特殊的要求，另外盐酸的储存和运输成本也偏高［４８］。??图２－４酸液逐步清除表面鱗皮过程??酸液对除鱗作用方式具体包括溶解作用、机械剥离作用与还原作用，逐??－８?－??
图２－３酸洗槽酸洗除鳞??的优点是成本低，废酸可以充分利用，运输和存钢表面质量差，且酸洗速度低。对比来看，盐酸浸化物溶解速率高，能溶解全部氧化皮，而不产生腐蚀基体金属，故酸洗后板面平滑、银亮。目前多选用盐酸酸洗。盐酸酸洗法虽然具有产品质量的损失少、成本低等优点，然而盐酸腐蚀性强，殊的要求，另外盐酸的储存和运输成本也偏高［４８］。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]后混式高压磨料水射流磨料分布规律分析[J]. 柯熠,毛桂庭,欧阳邓培,刘智谋. 矿冶工程. 2017(05)
[2]450 mm带钢拉弯矫直机速度控制模型研究[J]. 张婧,周存龙,同育全,张雪成,李萌. 太原科技大学学报. 2017(03)
[3]基于生死单元法的铝合金薄壁型材铣削有限元模拟[J]. 王忠平,张晓鸿,陈静青. 轻合金加工技术. 2017(04)
[4]冷轧酸洗机组酸液浓度在线检测系统设计与开发[J]. 夏志,周云根,海本增. 冶金设备. 2016(S1)
[5]关键结构参数对高压除鳞喷嘴性能影响的研究[J]. 梁博健,高殿荣,毋少峰,李有怀. 液压与气动. 2016(06)
[6]抛丸工艺对SUS430热轧卷除鳞能力及粗糙度的影响[J]. 叶永生,肖文茂,刘志,樊永强. 宝钢技术. 2015(03)
[7]后混合磨料水射流除鳞喷嘴内部流场数值模拟[J]. 刘国勇,王宽宽,陈欣欣,董栗明,朱冬梅,张少军. 工程科学学报. 2015(S1)
[8]热轧带钢还原冷轧后的表面及横截面形貌[J]. 井玉安,胡希达,臧晓明,覃毅,李春福. 机械工程材料. 2014(12)
[9]还原冷轧过程中带钢表面形貌演变规律[J]. 井玉安,臧晓明,商秋月,覃毅,李富强,刘英明. 钢铁. 2014(12)
[10]热轧奥氏体不锈钢带钢酸洗工艺机理分析[J]. 李勇华,邵远敬,贺立红. 钢铁. 2014(10)
博士论文
[1]热轧碳钢表面氧化皮结构、机械研磨酸洗及无酸酸洗研究[D]. 石杰.北京科技大学 2008
[2]磨料浆体射流技术及其机理研究[D]. 刘小健.上海大学 2006
硕士论文
[1]高精度金属板带除鳞实验平台开发及除鳞工艺研究[D]. 张雪成.太原科技大学 2017
[2]基于Abaqus的铣削仿真前处理关键技术研究及二次开发[D]. 龚智鹏.南京航空航天大学 2017
[3]拉矫工艺对热轧氧化皮剥离及酸洗效率的影响[D]. 叶东东.华东理工大学 2016
[4]前混合磨料射流磨料粒子加速过程的数值模拟[D]. 林晓东.重庆大学 2014
[5]热轧带钢表面氧化铁皮缺陷控制[D]. 刘旺臣.辽宁科技大学 2014
[6]基于EDEM离散元方法的抛丸器工作过程分析[D]. 侯琳.济南大学 2012
[7]低污染型化学酸洗法脱除不锈钢氧化鳞皮的研究[D]. 赵文威.东北大学 2010
[8]酸洗冷轧机组拉矫机结构分析与拉弯过程有限元模拟研究[D]. 安智睿.重庆大学 2008
[9]水平移动式抛丸机械工作机理研究及弹丸的动态仿真分析[D]. 张丹.吉林大学 2007
[10]冷轧薄板拉矫机延伸率控制策略与模型研究[D]. 张静漫.东北大学 2007
本文编号：3350143
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
轧制过程中纽化铁皮生成
力高、金属和酸的损失少、成本低等优点，然而盐酸腐蚀性强，对防腐材料??的耐腐蚀性有特殊的要求，另外盐酸的储存和运输成本也偏高［４８］。??图２－４酸液逐步清除表面鱗皮过程??酸液对除鱗作用方式具体包括溶解作用、机械剥离作用与还原作用，逐??－８?－??
图２－３酸洗槽酸洗除鳞??的优点是成本低，废酸可以充分利用，运输和存钢表面质量差，且酸洗速度低。对比来看，盐酸浸化物溶解速率高，能溶解全部氧化皮，而不产生腐蚀基体金属，故酸洗后板面平滑、银亮。目前多选用盐酸酸洗。盐酸酸洗法虽然具有产品质量的损失少、成本低等优点，然而盐酸腐蚀性强，殊的要求，另外盐酸的储存和运输成本也偏高［４８］。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]后混式高压磨料水射流磨料分布规律分析[J]. 柯熠,毛桂庭,欧阳邓培,刘智谋. 矿冶工程. 2017(05)
[2]450 mm带钢拉弯矫直机速度控制模型研究[J]. 张婧,周存龙,同育全,张雪成,李萌. 太原科技大学学报. 2017(03)
[3]基于生死单元法的铝合金薄壁型材铣削有限元模拟[J]. 王忠平,张晓鸿,陈静青. 轻合金加工技术. 2017(04)
[4]冷轧酸洗机组酸液浓度在线检测系统设计与开发[J]. 夏志,周云根,海本增. 冶金设备. 2016(S1)
[5]关键结构参数对高压除鳞喷嘴性能影响的研究[J]. 梁博健,高殿荣,毋少峰,李有怀. 液压与气动. 2016(06)
[6]抛丸工艺对SUS430热轧卷除鳞能力及粗糙度的影响[J]. 叶永生,肖文茂,刘志,樊永强. 宝钢技术. 2015(03)
[7]后混合磨料水射流除鳞喷嘴内部流场数值模拟[J]. 刘国勇,王宽宽,陈欣欣,董栗明,朱冬梅,张少军. 工程科学学报. 2015(S1)
[8]热轧带钢还原冷轧后的表面及横截面形貌[J]. 井玉安,胡希达,臧晓明,覃毅,李春福. 机械工程材料. 2014(12)
[9]还原冷轧过程中带钢表面形貌演变规律[J]. 井玉安,臧晓明,商秋月,覃毅,李富强,刘英明. 钢铁. 2014(12)
[10]热轧奥氏体不锈钢带钢酸洗工艺机理分析[J]. 李勇华,邵远敬,贺立红. 钢铁. 2014(10)
博士论文
[1]热轧碳钢表面氧化皮结构、机械研磨酸洗及无酸酸洗研究[D]. 石杰.北京科技大学 2008
[2]磨料浆体射流技术及其机理研究[D]. 刘小健.上海大学 2006
硕士论文
[1]高精度金属板带除鳞实验平台开发及除鳞工艺研究[D]. 张雪成.太原科技大学 2017
[2]基于Abaqus的铣削仿真前处理关键技术研究及二次开发[D]. 龚智鹏.南京航空航天大学 2017
[3]拉矫工艺对热轧氧化皮剥离及酸洗效率的影响[D]. 叶东东.华东理工大学 2016
[4]前混合磨料射流磨料粒子加速过程的数值模拟[D]. 林晓东.重庆大学 2014
[5]热轧带钢表面氧化铁皮缺陷控制[D]. 刘旺臣.辽宁科技大学 2014
[6]基于EDEM离散元方法的抛丸器工作过程分析[D]. 侯琳.济南大学 2012
[7]低污染型化学酸洗法脱除不锈钢氧化鳞皮的研究[D]. 赵文威.东北大学 2010
[8]酸洗冷轧机组拉矫机结构分析与拉弯过程有限元模拟研究[D]. 安智睿.重庆大学 2008
[9]水平移动式抛丸机械工作机理研究及弹丸的动态仿真分析[D]. 张丹.吉林大学 2007
[10]冷轧薄板拉矫机延伸率控制策略与模型研究[D]. 张静漫.东北大学 2007
本文编号：3350143
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