雙輥鑄軋鋁合金薄帶澆注系統(tǒng)設(shè)計與數(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，已嚴重限制了生產(chǎn)效率的提高。所以本文在東北大學(xué)RAL實驗室的水平式雙輥鑄機上采用垂直澆注方式，對薄帶鋁的雙輥鑄軋工藝進行嘗試性的實驗研究，借以對薄帶鋁的加工方式提出了新思路。 由于澆注系統(tǒng)對普通連鑄連軋、CSP等薄板坯連鑄連軋以及薄帶雙輥鑄軋工藝過程及鑄坯(帶)質(zhì)量的重要影響，并針對實驗室鑄機原有澆注系統(tǒng)的不夠完善，本文因地制宜地設(shè)計出完備的澆注系統(tǒng)并逐步應(yīng)用

2、到生產(chǎn)實驗當中去，并結(jié)合PLC自動控制系統(tǒng)、液壓傳動系統(tǒng)等的應(yīng)用、實施，可為將來雙輥鑄軋實驗的穩(wěn)定性和連續(xù)性打下堅實基礎(chǔ)。 由于鑄軋工藝復(fù)雜、影響因素眾多，給實驗研究和物理模擬帶來較大困難。因此，本文采用數(shù)值模擬方法并利用ANSYS有限元軟件，對薄帶鋁鑄軋過程中澆注系統(tǒng)以及鑄軋熔池內(nèi)的流場、溫度場及其耦合進行了仿真模擬研究，得出數(shù)據(jù)用以指導(dǎo)實踐。 本文的主要工作如下：1)針對實驗室鑄軋機，設(shè)計了包括大包、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)針對薄帶鋁雙輥鑄軋實驗和澆注系統(tǒng)設(shè)計，應(yīng)用ANSYS有限元軟件計算了描述鑄軋過程中傳熱與流動的數(shù)學(xué)模型。得出了鋁水包內(nèi)溫度場隨時間的變化規(guī)律以及包內(nèi)金屬通過澆包的散熱變化機制，為鑄軋各工序間合理分配時間提供了理論參考；同時詳細推導(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程，進一步推動了鑄軋工藝的理論研究。并計算分析了中間包內(nèi)流場和溫度場，為鑄軋實驗的順利進行和工