铜杆热连轧过程轧辊粘铜机理研究

发布时间：2020-08-06 23:44

【摘要】：铜杆被广泛应用于高端漆包线、超微拉细线、电缆线、通信线等产品。随着我国工业迅速发展,市场对铜杆需求量快速增长,同时对其质量提出了更高要求。在铜杆加工过程中,生产工艺不合理造成轧辊粘连铜杆现象,降低了热轧铜杆合格率和生产率。本课题针对SCR3000铜杆连铸连轧生产线使用过程中2~#机架轧辊粘铜问题进行研究,主要内容包括:(1)基于现阶段冷轧粘辊理论分析了热轧铜杆粘辊的三个条件:轧件从脆性氧化覆盖层裂纹中挤出、边界润滑膜破裂和金属基体接触点焊合和剪切并由铜侧断裂。针对粘辊三个条件,基于孔型轧制平均单位压力模型、脆性氧化覆盖层挤出模型、反应膜失效模型和焊合微凸体的剪切断裂形式证明,搭建了适用于判断热轧粘辊的粘着指数模型和发生粘辊时的粘结面积比例模型。(2)探讨了粘着指数模型和粘结面积比例模型中铜杆入口温度、轧辊转速、辊缝和极压剂浓度等因素对粘辊的影响。指出入口温度、辊缝和极压剂浓度对粘辊的敏感度较大,轧辊转速对粘辊敏感度很小。(3)建立了粗轧机部分的有限元模型,并通过轧制力验证了模型的准确性。通过有限元模型得到了容易导致粘辊的温度、接触正应力和裸露率在轧制变形区内的分布。对比实际粘辊位置所对应的模拟值,得到发生粘辊位置具有温度最高和接触正应力最大的特点。(4)提出了添加喷射乳化液管并结合辊缝调节的喷淋装置优化方案,铜杆表面印痕基本消失。提出了可靠度更高的喷淋装置改造方案,铜杆表面印痕完全消失且轧辊无粘铜,改造方案效果显著。进一步提出可以自动控制喷淋的电控模型原理计算流程图。
【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】：TG335
【图文】：

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第 1 章绪论第 1 章绪论1.1 铜及其加工铜是一种既传统而又现代的重要金属材料，全球有色金属材料消费量排名第二铜具有导热性高、延展性能良好、导电性能好等优点。铜是耐用金属，在基本无损其机械性能下可多次回收利用。铜合金具有机械性能优异，低电阻率等优点。铜及其合金因其特点、特性而被广泛应用于电力、通讯、交通、仪表设备及军工等领域[1]铜材应用领域如图 1-1 所示。

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、特性而被广泛应用于电力、通讯、交通、仪表设备及图 1-1 所示。包线 b) 电力电缆 c) 子弹 d图 1-1 铜材的应用领域，随着经济的发展、电子电器的增多、军事水平的提铜加工行业发展迅速。图 1-2 为 2009-2013 年中国铜1-2 可知各品种铜加工材产量逐年增加，尤其是铜线材国铜材消费市场占比最大，消费量约占铜材市场消费

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图 1-3 美国 South Wire 公司 SCR3000 生产流程简图某工厂的 SCR3000 连铸连轧生产线投产时设备运行正常，但投产一年左右，2#机架轧辊出现轧辊粘铜问题。图 1-4 为 2#轧辊出现粘铜问题时轧辊表面和轧件表面状态，从图 1-4 可知轧辊表面存在明显的粘着物，轧件上部两边角处表面质量较差。铜杆生产过程中一旦出现轧辊粘铜问题，会显著缩短轧辊使用寿命，影响铜杆产品品质，使其在后续拉丝过程中铜粉增多、断线率增高，轧辊粘铜问题亟待解决。

【参考文献】