铁合金切分轧制的仿真研究
发布时间：2021-01-28 19:21
铁合金是铁与一种或多种元素组成的中间合金,是钢铁行业和机械铸造行业必不可少的重要原料之一。目前,我国已成为世界上铁合金生产大国,同时也是铁合金消费大国。但是我国对于铁合金的研究起步较晚,铁合金的粒化生产过程中存在着生产方式单一、破碎时粉化率较高、偏析现象严重等问题,作为高能耗、高污染的铁合金产业,节约资源能源、加强环境保护和资源的综合利用是铁合金工艺技术未来发展的主要方向。课题组提出了铁合金双辊铸轧→纵、横向切分轧制→机械破碎的铁合金成型工艺,它是利用铁合金双辊铸轧机生产出铸坯的余热直接进行切分轧制生产铁合金产品的一种加工工艺,该工艺可以减小能耗,降低粉化率,同时也避免了铁合金产品成分偏析现象的产生,最终得到符合客户需求的铁合金产品。本文在前期铁合金双辊铸轧研究的基础上,对铁合金铸坯的切分轧制过程进行研究,本文首先对梯形式切分楔和渐开线式切分楔分别进行初步设计,然后利用Solid Works建立铸坯和切分轧辊三维模型,通过ABAQUS和Solid Works无缝对接口将模型导入ABAQUS中,运用有限元分析软件ABAQUS建立铸坯和切分轧辊纵、横向切分轧制有限元模型,并应用该软件分别进...
【文章来源】：辽宁科技大学辽宁省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国历年铁合金生产量Fig.1.1Chineseferroalloyproductionoverthecalendaryear
图 1.2 Blobulator 工艺流程简图Fig. 1.2 Blobulator process diagramBlobulator 工艺的工作原理为[7]：金属液从钢包流出引入到斜槽中，缓缓进入水槽的金属液与严格条件控制下流动的冷却水接触碰撞，金属流遇到冷却水快速冷却，由于水流对金属液体的剪切作用，致使金属流分裂成离散的液滴，分散开的金属液滴表面迅速由液态凝固成固体，最终在金属粒到达水槽的端部之前完全固化。随着水流金属颗粒一起流向在分离机构，然后将金属颗粒从水中过滤出并传送到不同的收集装置例如跳台或输送机中，而冷却水则被收集并再通过泵循环回到水槽的顶部继续冷却金属液体。Blobulator 工艺生产出的铁合金颗粒形状由于凝固阶段的条件所致，大多数在 Blobulator 中形成的铁合金颗粒呈现扁平而大的“饼状”形状，通过该工艺形成的金属颗粒明显大于一般生产的颗粒，生产出的铁合金颗粒直径大约在20mm~50mm 范围内，厚度有 4mm~8mm，该尺寸的颗粒适合散装运输，在炼钢过程中，颗粒重量较重，能够顺利穿过熔渣层，迅速熔化，能够充分的与钢水混
图 1.3 GRANSHOT 金属造粒工艺简图Fig. 1.3 GRANSHOT metal granulation process diagramGRANSHOT 金属造粒工艺的原理为[8]：金属液由中间包喷嘴流出时，金属流不断地溅落在位于中心位置的陶瓷浇头上，如图 1.4 所示，金属液体被分裂成颗粒或者液滴，连续不断地的落入水浴中的造粒槽，这些金属液滴在沉入造粒槽底部的过程中，与冷却水发生热交换，金属液滴被冷却，最终凝固成颗粒。把加热的冷却水输送到水冷装置（冷热交换器或冷却塔）冷却后的水通过泵再次进入造粒槽进行循环冷却，而凝固后的金属颗粒由空气喷枪或水喷枪将其打入到专门的振动脱水筛，脱水后的金属颗粒通过皮带运输到储存区或进入滚筒干燥器。GRANSHOT 金属造粒工艺是金属液体在冷却水中迅速的分开、固化，形成小颗粒状的合金，该工艺形成的铁合金不需要进行破碎工序，降低了生产成本，GRANSHOT 金属造粒生产出的铁合金粒度大致在 2mm~40mm 范围内[9]。目前该技术得到了大量的应用，由于它可以生产粒化大多数的金属合金，最主要应用于铬铁、镍铁以及硅铁的粒化生产。该工艺生产能力高，能够最大限度的满足客户
【参考文献】：
期刊论文
[1]铁合金直接粒化工艺现状及展望[J]. 邱杰,张颖异,吕学伟,白晨光. 铁合金. 2017(05)
[2]屈服准则研究的新进展[J]. 张贵杰,夏亮亮,杨莉英,张阔斌. 铸造技术. 2017(01)
[3]基于ABAQUS的显式动力学分析方法研究[J]. 朱跃峰. 机械设计与制造. 2015(03)
[4]铁合金连铸粒化成形设备的研制与试验[J]. 蹇乐,刘俊钊,张得俭,段望春,缑顺虎,马新江. 机械研究与应用. 2015(01)
[5]镍铁粒化工艺浅谈[J]. 李忠生,梁帅表,邵亮. 铁合金. 2014(06)
[6]硬质合金组合式轧辊在棒材切分轧制中的应用[J]. 张文明,高硕,曹振鹏. 稀有金属与硬质合金. 2014(03)
[7]中国铁合金行业技术进步现状及预测[J]. 郭军,闻昕舒,赵一鹏,徐江,邹绘真. 铁合金. 2014(02)
[8]H型钢万能轧制力计算方法[J]. 赵景云,臧勇,吴迪平,逄晓男,刘福宁. 中南大学学报(自然科学版). 2013(05)
[9]基于Solidworks的渐开线齿轮建模方法研究[J]. 王晓毅,陈晓霞. 装备制造技术. 2013(01)
[10]新型铁合金液态金属浇铸成型方式[J]. 王海娟,谭小锋,Per-ke Lundstrm. 铁合金. 2012(06)
博士论文
[1]双辊铸轧薄带钢液位控制、铸轧力模型及工艺优化的研究[D]. 曹光明.东北大学 2008
硕士论文
[1]螺旋渐开线齿轮啮合原理和设计研究[D]. 卞文.南京航空航天大学 2012
[2]多线切分轧制技术的研究[D]. 鄂东辰.燕山大学 2011
[3]基于Pro/E精确建模的渐开线直齿轮应力有限元分析[D]. 周岭.兰州交通大学 2009
[4]昆钢棒材生产线切分轧制过程优化研究[D]. 郑治龙.昆明理工大学 2007
[5]圆钢切分轧制技术的研究与开发[D]. 肖国栋.西安建筑科技大学 2004
[6]棒材连续切分轧制计算机辅助孔型设计[D]. 贾丽娜.燕山大学 2004
本文编号：3005545
【文章来源】：辽宁科技大学辽宁省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国历年铁合金生产量Fig.1.1Chineseferroalloyproductionoverthecalendaryear
图 1.2 Blobulator 工艺流程简图Fig. 1.2 Blobulator process diagramBlobulator 工艺的工作原理为[7]：金属液从钢包流出引入到斜槽中，缓缓进入水槽的金属液与严格条件控制下流动的冷却水接触碰撞，金属流遇到冷却水快速冷却，由于水流对金属液体的剪切作用，致使金属流分裂成离散的液滴，分散开的金属液滴表面迅速由液态凝固成固体，最终在金属粒到达水槽的端部之前完全固化。随着水流金属颗粒一起流向在分离机构，然后将金属颗粒从水中过滤出并传送到不同的收集装置例如跳台或输送机中，而冷却水则被收集并再通过泵循环回到水槽的顶部继续冷却金属液体。Blobulator 工艺生产出的铁合金颗粒形状由于凝固阶段的条件所致，大多数在 Blobulator 中形成的铁合金颗粒呈现扁平而大的“饼状”形状，通过该工艺形成的金属颗粒明显大于一般生产的颗粒，生产出的铁合金颗粒直径大约在20mm~50mm 范围内，厚度有 4mm~8mm，该尺寸的颗粒适合散装运输，在炼钢过程中，颗粒重量较重，能够顺利穿过熔渣层，迅速熔化，能够充分的与钢水混
图 1.3 GRANSHOT 金属造粒工艺简图Fig. 1.3 GRANSHOT metal granulation process diagramGRANSHOT 金属造粒工艺的原理为[8]：金属液由中间包喷嘴流出时，金属流不断地溅落在位于中心位置的陶瓷浇头上，如图 1.4 所示，金属液体被分裂成颗粒或者液滴，连续不断地的落入水浴中的造粒槽，这些金属液滴在沉入造粒槽底部的过程中，与冷却水发生热交换，金属液滴被冷却，最终凝固成颗粒。把加热的冷却水输送到水冷装置（冷热交换器或冷却塔）冷却后的水通过泵再次进入造粒槽进行循环冷却，而凝固后的金属颗粒由空气喷枪或水喷枪将其打入到专门的振动脱水筛，脱水后的金属颗粒通过皮带运输到储存区或进入滚筒干燥器。GRANSHOT 金属造粒工艺是金属液体在冷却水中迅速的分开、固化，形成小颗粒状的合金，该工艺形成的铁合金不需要进行破碎工序，降低了生产成本，GRANSHOT 金属造粒生产出的铁合金粒度大致在 2mm~40mm 范围内[9]。目前该技术得到了大量的应用，由于它可以生产粒化大多数的金属合金，最主要应用于铬铁、镍铁以及硅铁的粒化生产。该工艺生产能力高，能够最大限度的满足客户
【参考文献】：
期刊论文
[1]铁合金直接粒化工艺现状及展望[J]. 邱杰,张颖异,吕学伟,白晨光. 铁合金. 2017(05)
[2]屈服准则研究的新进展[J]. 张贵杰,夏亮亮,杨莉英,张阔斌. 铸造技术. 2017(01)
[3]基于ABAQUS的显式动力学分析方法研究[J]. 朱跃峰. 机械设计与制造. 2015(03)
[4]铁合金连铸粒化成形设备的研制与试验[J]. 蹇乐,刘俊钊,张得俭,段望春,缑顺虎,马新江. 机械研究与应用. 2015(01)
[5]镍铁粒化工艺浅谈[J]. 李忠生,梁帅表,邵亮. 铁合金. 2014(06)
[6]硬质合金组合式轧辊在棒材切分轧制中的应用[J]. 张文明,高硕,曹振鹏. 稀有金属与硬质合金. 2014(03)
[7]中国铁合金行业技术进步现状及预测[J]. 郭军,闻昕舒,赵一鹏,徐江,邹绘真. 铁合金. 2014(02)
[8]H型钢万能轧制力计算方法[J]. 赵景云,臧勇,吴迪平,逄晓男,刘福宁. 中南大学学报(自然科学版). 2013(05)
[9]基于Solidworks的渐开线齿轮建模方法研究[J]. 王晓毅,陈晓霞. 装备制造技术. 2013(01)
[10]新型铁合金液态金属浇铸成型方式[J]. 王海娟,谭小锋,Per-ke Lundstrm. 铁合金. 2012(06)
博士论文
[1]双辊铸轧薄带钢液位控制、铸轧力模型及工艺优化的研究[D]. 曹光明.东北大学 2008
硕士论文
[1]螺旋渐开线齿轮啮合原理和设计研究[D]. 卞文.南京航空航天大学 2012
[2]多线切分轧制技术的研究[D]. 鄂东辰.燕山大学 2011
[3]基于Pro/E精确建模的渐开线直齿轮应力有限元分析[D]. 周岭.兰州交通大学 2009
[4]昆钢棒材生产线切分轧制过程优化研究[D]. 郑治龙.昆明理工大学 2007
[5]圆钢切分轧制技术的研究与开发[D]. 肖国栋.西安建筑科技大学 2004
[6]棒材连续切分轧制计算机辅助孔型设计[D]. 贾丽娜.燕山大学 2004
本文编号：3005545
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/3005545.html
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