铝合金铸轧辊凸度设置因素的研究分析

分析了铝合金铸轧辊凸度参数设置的影响因素,并通过试验验证了铸轧辊辊凸设置曲线变化情况。结果表明:对于辊凸设置时,不仅要考虑铸轧速度、冷却水温、铸轧区长度等生产工艺参数,还须对轧辊受力后挠曲度变形以及材料特性等因素充分考虑。

提高铸轧辊使用寿命的研究

着重分析了铸轧辊的破坏机理 ,以及轧制应力、装配应力、热应力、维护和保养等因素对铸轧辊的使用寿命的影响 ,介绍了几种提高铸轧辊使用寿命的有效途径。

快速超薄铸轧机铸轧辊变形热力耦合计算

根据快速超薄铸轧机铸轧辊的特点 ,从热弹性力学的角度建立了热弹耦合方程并对其求解。综合接触压力 (轧制力分布 )模型 ,确定了铸轧辊温度场边界条件 ,得到了超薄铸轧机铸轧辊变形的计算模型。利用此模型计算了某铸轧机铸轧辊的温度场和变形量 ,计算结果与现场测试数据吻合较好 ,表明所建模型正确可信。通过对铸轧辊应力分析计算发现在不同半径处应力性质有突变 ,从而找到了辊芯与辊套滑移。

铸轧辊表面裂纹的萌生及扩展机理

对某厂生产中实际使用的铝板铸轧辊辊套进行解剖,采用金相显微镜、扫描电镜及能谱分析等对表面裂纹和试件断口形貌进行观察。采用X射线衍射仪对裂纹中铝的化合物属性进行测量,分析铝液对铸轧辊辊套表面裂纹形成及扩展的影响;采用金相显微镜对辊套表面及内部金属组织进行对比观察,分析高温及复杂应力作用对铸轧辊辊套表面金属组织性能的影响。结果表明:辊套表面裂纹起源于机械加工产生的微缺陷,铝液对铸轧辊表面腐蚀作用很小,但是渗入到裂纹中的铝液凝固氧化后,相当于在辊套表面金属中嵌入高硬度的杂质,在轧制过程中复杂应力作用下将加快裂纹的扩展速度;高温及复杂应力作用对铸轧辊辊套表面金属组织的影响不大。

快速超薄铸轧机铸轧辊变形热力耦合模型

快速超薄铸轧机铸轧辊的辊芯与辊套为 2种不同材质配合而成的复合体 ,存在不连续的结合面 ,辊芯内有几何结构复杂的内冷水槽而非单一实心体 ,周向温差较大 ,其温度场为非对称三维温度场 ,工作在多种物理场 (热、力 )下 ,作者运用热弹性力学理论 ,建立热弹耦合方程并求解 ,并结合接触压力 (轧制力分布 )模型 ,确定了铸轧辊温度场边界条件 。

基于热力耦合的铸轧辊弹性变形数值模拟

根据铝板坯铸轧工艺和铸轧辊的特点,建立铸轧辊变形热力耦合计算分析模型;通过计算得到铸轧力分布规律,分析工艺参数对铸轧力和铸轧辊弹性变形的影响,从而确定计算铸轧辊变形关键的边界条件,并进行实验验证。研究结果表明:铸轧力先增加后减小,呈非对称分布,最大值为100MPa;铸轧辊在不同铸轧工艺参数下的弹性变形呈相似的"马鞍形"曲线,铸轧辊弹性变形最大值为0.303mm;仿真计算结果与测量结果相吻合。

铸轧辊热辊型的研究

建立了双辊薄带铸轧过程中的铸轧辊传热及热变形三维有限元模型。通过动态模拟计算,得到了铸轧辊在稳定工作条件下的铸轧辊辊套的热辊型分布,发现铸轧辊在转动过程中,辊套内、外表面径向热变形分布呈近似椭圆形,即在一个转动周期中,有两个热变形峰值,而且铸轧辊中间对称部位的径向热变形椭圆长轴与边部径向热变形椭圆长轴不在同一个方向上。

铸轧辊套疲劳寿命预报研究

分析了铸轧辊套的失效机理 ;提出了铸轧辊套疲劳寿命预报公式。通过对铝带坯铸轧辊套失效机理的分析 ,得到了铸轧辊套疲劳寿命的估算公式。研究结果不仅对提高铸轧辊套使用寿命有重要意义 。

周期性热冲击条件下铸轧辊辊套温度场仿真

根据连续铸轧过程中铸轧辊辊套的实际工况,对铸轧辊辊套在受到铸坯周期性热冲击情况下温度分布规律进行了仿真分析,得到了在考虑铸轧辊辊套与铸坯接触界面热导时,铸轧辊辊套在不同铸轧速度时的稳态温度分布规律。

铝合金超常铸轧辊强化内冷实验研究

运用模拟试验方法,探讨了铸轧辊内冷水槽结构型式、冷却水流参数、在冷却水槽内设置扰流元件对铸轧辊强化内冷冷却效果的影响规律。所得结果对铝合金超常铸轧机铸轧辊的内冷结构设计具有重要参考价值。

不同铸轧工艺参数对铸轧辊套温度场影响规律的研究

依据建立的包括铸轧辊套在内的铝双辊铸轧的整体耦合数学模型对铸轧辊套温度场进行了模拟计算,研究了不同的铸轧速度、带坯厚度、内冷强度、铸轧区长度对铸轧辊套温度场的影响规律。结果表明:铸轧辊辊套外表面任意一点的温度随着铸轧辊的转动发生周期性变化;铸轧速度增加,铸轧辊套外表面温度提高;内冷强度增加,铸轧辊套温度场将降低;铸轧区长度增加,铸轧辊套温度场峰值降低。

一种高性能铸轧辊套材料的研制

分析了目前铝常规铸轧与极限铸轧(快速铸轧)工艺要求之间的差距,提出大幅度提高铸轧辊套材料的综合性能是实现极限铸轧的先决条件。通过选择铍铜合金材料为研制对象,优化合金成分设计与精细调控热处理工艺,初步实现了强度、硬度、导热性、热强性和抗疲劳性良好匹配的目的。通过对材料的检测分析与工艺实验,证明研制出来的材料的综合性能优良,为极限铸轧技术的应用提供了有力支持。

铝材超薄快速铸轧状态下铸轧辊强度的有限单元法分析

运用有限元软件Algor和工程技术语言Matlab编程对两套正常使用的铸轧辊以及针对超薄快速铸轧而设计的铸轧辊进行了强度仿真计算 ,获得了超薄快速铸轧状态下铸轧辊在热装配预应力、轧制扭矩以及轧制力等多应力场条件下的综合应力状态 ,并探讨了改善铸轧辊应力状态的策略及方法 ,为铸轧辊适应铝材超薄快速铸轧工艺提供了有效的分析方法 。

基于ANSYS的镁合金铸轧辊冷却研究

利用ANSYS有限元软件,对铸轧辊建立二维模型来模拟铸轧辊在镁合金铸轧过程中的温度场分布.通过分析不同冷却水温度及冷却水速下铸轧辊温度场的分布情况,得出在镁合金铸轧过程中,提高冷却水速可以降低铸轧辊的温度场,但随着冷却水速的提高,这种能力逐渐减弱;而冷却水温度对铸轧辊温度场影响不大.

铸轧辊辊套温度场及热辊型的数值模拟

介绍了求解铸轧辊辊套温度场所采用的有限差分法 ,即采用FTCS格式进行的二维轴对称坐标下的铸轧辊辊套瞬态导热分析 ;并在此基础上进行了相应热辊型的求解 ,所得结果对于优良板型的获得具有参考价值。

铸轧辊变形在线测量研究

针对铸轧工艺的特殊性,拟定了一套方便可行的铸轧辊变形测试方案。运用该方案对某铸轧机成功地进行了工业现场测试,掌握了铸轧辊在铸轧环境下变形的分布规律,测试实际铸轧过程中轧辊在力载荷与温度场作用下辊形变化规律、测试设备运行时的有关工艺参数与力能参数,以及设备参数,同时也为仿真模型提供边界条件及检证标准。

不同铸轧条件下铸轧辊套热应力分析

依据建立的包括铸轧辊套在内的铝双辊铸轧的整体耦合数学模型,对铸轧辊套的热应力场进行了模拟计算;研究了在不同的铸轧工艺参数包括铸轧速度、带坯厚度、内冷强度、铸轧区长度的变化对铸轧辊套热应力的影响规律。结果表明:铸轧辊辊套内外表面热应力相差很大,且外表面受到拉压交变热应力的作用;铸轧速度提高,应力幅度减小;水冷强度增加,应力幅度增大;铸轧区长度增大,应力幅度减小。这就为优化铸轧工艺参数提供了依据。

提高铸轧辊使用寿命的途径

总结铝连续铸轧机铸轧辊失效的主要形式及原因,从热装配工艺、铸轧生产工艺等方面提出了提高铸轧辊使用寿命的途径。

工况下带坯快速铸轧机铸轧辊辊套与辊芯应力分析

本文主要分析了铸轧辊的受力状况。铸轧辊在铝及铝合金板坯铸轧过程中既起冷却作用,又起压力加工作用,其受力状况是极其复杂的,通过对其三部分主要受力分别分析,应用解析计算—厚壁圆筒(即拉美公式)法和材料力学的基本公式算出铸轧辊所受的最大应力在辊套与辊芯的结合面上,其最大疲劳应力在辊套的外表面。经分析可得:铸轧辊辊套与辊芯的过盈量可以调节工作时辊套外表面的应力大小。

金属薄带铸轧辊套抗热损伤行为分析

金属薄带铸轧辊套的热损伤 (如表面热龟裂、局部塌陷等 ) ,是铸轧辊套的主要失效形式。作者从铸轧辊套材质、制造及使用等方面 ,阐述了铸轧辊套的抗热损伤行为 ,提出了几种改善辊套抗热损伤能力的途径。