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连铸机拉矫辊氧化锆涂层的热应力及热疲劳寿命计算

发布时间:2020-08-05 21:22
【摘要】:连铸机拉矫辊作为连铸机的重要部件,其工作环境十分恶劣,在1000℃的板坯传热和冷却水的周期性作用下,极易产生裂纹和辊面表层脱落等问题,连铸机拉矫辊的表面质量直接关系到钢坯的质量和企业的生产效率及经济效益,因此提高连铸机拉矫辊的使用寿命势在必行。氧化锆涂层具有热导率低、耐高温氧化、高温稳定性好等特点,不仅能起到抗氧化作用,还能提高连铸机拉矫辊的抗热冲击性。本课题将利用等离子喷涂技术制备氧化锆涂层,并设计相关实验研究涂层的性能,旨在寻求提高连铸机拉矫辊使用寿命的方法。首先,利用等离子喷涂技术在H13试样上制备了氧化锆涂层,并对试样进行热冲击实验,之后利用SEM、EDS观察了氧化锆涂层试样在热冲击前后的微观组织形貌。结果表明,氧化锆涂层的失效位置在陶瓷层和粘结层之间。然后,设计拉矫辊实验装置,并对拉矫辊进行隔热性实验,记录和绘制了氧化锆涂层辊面的温度变化曲线。总结了有无涂层以及不同涂层厚度对辊面温度的影响,并选出最优涂层厚度。最后,以连铸机拉矫辊为研究对象,并对拉矫辊温度场边界条件进行阐述,简化模型并利用热力学基本定律对拉矫辊温度场换热系数进行推导计算。利用有限元软件ABAQUS分别对常规级和氧化锆涂层拉矫辊进行仿真分析,对比了两种拉矫辊的温度以及应力的变化情况,验证了氧化锆涂层在降低拉矫辊辊面温度以及降低热应力方面的可行性。根据有限元ABAQUS的仿真结果,利用疲劳分析软件FE-SAFE对拉矫辊在无涂层和有涂层的情况的寿命进行估算。
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TG174.4;TF341.6
【图文】:

示意图,示意图,能源成本,强化技术


景北省自然科学基金及钢铁联合研究基金项目《覆强化技术的研究》。铁技术的发展,我国的钢铁产量已上升至世界也面临着种种问题,首先高质量钢材的产量及一些低端钢产能严重过剩,因此钢铁行业的改保的钢材将会是国家进一步发展的重要目标。为一种先进技术,能以很小的能源成本得到质国广泛应用[1]。连铸过程示意图如图 1-1 所示,构、引锭杆、二次冷却道、拉矫机和切割机等然后以适当的速度流入中间罐,接着通过拉矫却的坯料从结晶器的下方被拉出,最后经二次

拉矫辊,环形


第 1 章 绪 论基本上只有使用预紧力方案。这种为拉矫辊辊面存在交变压应力,为力拉矫辊,即辊套采用耐热耐磨的采用过盈配合,这样在工作的时候应力相反,这样就可以降低应力值改进连铸机拉矫辊的冷却系统来提其结构如图 1-2 所示。通过采用这规级的拉矫辊使用寿命提高了很多

示意图,热障涂层,涂层,拉矫辊


图 1-3 双层热障涂层结构料体系比较广泛的有氧化铝、碳化不活泼、高熔点(一般高达拉矫辊表面热障涂层的首选接作为陶瓷层,因为在温度变化会导致涂层内部产生内程示意图,如图 1-4 所示[16]

【参考文献】

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本文编号:2781894

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