雙輥鑄軋鋁合金薄帶澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)與數(shù)值模擬研究.pdf

1、在鋁帶的常規(guī)鑄軋工藝上，由于采用水平澆注方式，軋制速度慢且鑄坯厚度大，已嚴(yán)重限制了生產(chǎn)效率的提高。所以本文在東北大學(xué)RAL實(shí)驗(yàn)室的水平式雙輥鑄機(jī)上采用垂直澆注方式，對(duì)薄帶鋁的雙輥鑄軋工藝進(jìn)行嘗試性的實(shí)驗(yàn)研究，借以對(duì)薄帶鋁的加工方式提出了新思路。 由于澆注系統(tǒng)對(duì)普通連鑄連軋、CSP等薄板坯連鑄連軋以及薄帶雙輥鑄軋工藝過(guò)程及鑄坯(帶)質(zhì)量的重要影響，并針對(duì)實(shí)驗(yàn)室鑄機(jī)原有澆注系統(tǒng)的不夠完善，本文因地制宜地設(shè)計(jì)出完備的澆注系統(tǒng)并逐步應(yīng)用

2、到生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中去，并結(jié)合PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)等的應(yīng)用、實(shí)施，可為將來(lái)雙輥鑄軋實(shí)驗(yàn)的穩(wěn)定性和連續(xù)性打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。 由于鑄軋工藝復(fù)雜、影響因素眾多，給實(shí)驗(yàn)研究和物理模擬帶來(lái)較大困難。因此，本文采用數(shù)值模擬方法并利用ANSYS有限元軟件，對(duì)薄帶鋁鑄軋過(guò)程中澆注系統(tǒng)以及鑄軋熔池內(nèi)的流場(chǎng)、溫度場(chǎng)及其耦合進(jìn)行了仿真模擬研究，得出數(shù)據(jù)用以指導(dǎo)實(shí)踐。 本文的主要工作如下：1)針對(duì)實(shí)驗(yàn)室鑄軋機(jī)，設(shè)計(jì)了包括大包、中間包、塞棒、浸

3、入式水口、焦炭爐等在內(nèi)的注流緩沖、控制與分配的澆注系統(tǒng)。 2)針對(duì)薄帶鋁雙輥鑄軋實(shí)驗(yàn)和澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)，應(yīng)用ANSYS有限元軟件計(jì)算了描述鑄軋過(guò)程中傳熱與流動(dòng)的數(shù)學(xué)模型。得出了鋁水包內(nèi)溫度場(chǎng)隨時(shí)間的變化規(guī)律以及包內(nèi)金屬通過(guò)澆包的散熱變化機(jī)制，為鑄軋各工序間合理分配時(shí)間提供了理論參考；同時(shí)詳細(xì)推導(dǎo)了描述中間包內(nèi)流熱耦合數(shù)學(xué)模型的有限元離散化過(guò)程，進(jìn)一步推動(dòng)了鑄軋工藝的理論研究。并計(jì)算分析了中間包內(nèi)流場(chǎng)和溫度場(chǎng)，為鑄軋實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行和工