板坯連鑄扇形段鑄輥熱-力行為及輥徑優(yōu)化研究.pdf

1、扇形段鑄輥主要用于拉坯過(guò)程中的鑄坯支撐、導(dǎo)向及矯直。然而，由于其冷卻與受熱條件的復(fù)雜性，鑄輥表面溫度及熱應(yīng)力周期性變化劇烈，易引起輥粘結(jié)、龜裂等設(shè)備問題，從而導(dǎo)致鑄坯鼓肚、滯坯等質(zhì)量問題與生產(chǎn)危險(xiǎn)。鑒于此，本研究結(jié)合某寬厚板連鑄機(jī)具體工藝設(shè)備參數(shù)，建立ANSYS熱-力耦合有限元計(jì)算模型，研究分析了鑄輥位置、結(jié)構(gòu)、冷卻條件下的鑄輥的溫度場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)分布，并得出以下結(jié)論:
　　(1)隨著距結(jié)晶器液面距離增加，鑄輥表面最高溫度及最大等效應(yīng)

2、力逐漸遞減。足輥段鑄輥表面最高溫度為618℃，最大等效應(yīng)力為217Mpa;彎曲段鑄輥表面最高溫度為560℃，最大等效應(yīng)力為170MPa;矯直段鑄輥表面最高溫度為520℃，最大等效應(yīng)力為167MPa;水平段導(dǎo)輥表面最高溫度為484.1℃，最大等效應(yīng)力為131MPa。
　　(2)對(duì)比分析了水平段不同位置鑄輥。中間分節(jié)輥?zhàn)罡邷囟缺榷瞬糠止?jié)輥?zhàn)罡邷囟雀?4℃;中間分節(jié)輥?zhàn)畲蟮刃?yīng)力比端部高22MPa。
　　(3)內(nèi)部冷卻水溫度變化對(duì)

3、鑄輥溫度場(chǎng)及熱應(yīng)力影響較小。當(dāng)鑄輥內(nèi)部冷卻水入口溫度變化范圍在20～30℃時(shí)，出入口溫差每升高1℃，鑄輥表面最高溫度上升0.1℃，最大應(yīng)力增加0.1MPa，對(duì)熱凸度的影響十分微弱，可忽略。
　　(4)鑄輥半徑的變化對(duì)鑄輥的溫度場(chǎng)及熱應(yīng)力影響較為顯著。當(dāng)鑄輥內(nèi)徑不變，外徑每增加0.01m，表面最高溫度降低7℃，等效應(yīng)力降低4MPa;當(dāng)鑄輥的外徑不變，內(nèi)徑每增加0.01m，表面最高溫度上升3℃左右，等效應(yīng)力增大2MPa;當(dāng)鑄輥的內(nèi)外徑