关于本文

• 本文标题：3800钢板在线超快冷装置设计.doc
• 链接地址：https://wk.sbvv.cn/view/21624.html
• 内容摘要：摘要 进入21世纪后，世界工业迅猛发展，而作为工业重要支柱的钢铁行业也在飞速发展，随着钢铁行业的发展，对钢板的各方面的性能有了更高层次的要求，即高硬度高强度高冲击韧性等。而对钢板的超快速冷却是提高钢板性能的有效方法，在这种背景下，钢板的超快速冷却工艺得到了迅速发展。本次设计便是针对3800钢板的超快速冷却装置进行了设计。 首先查阅了相关文献，了解钢板超快冷工艺国内外的发展现状后，在三种现有的方案中选择了中国东大RAL的UFC装置作为参考，利用具有很高压力的水喷射冷却，从而提高了冷却用水的压力，以此来增强冷却水的打击力。方案确定后，由技术要求设置了2组缝隙喷嘴和18组高密度喷嘴，每组都有上下喷嘴，并且他们对称布置，上喷嘴由上分流集水管供水，上分水集管和下分水集管都是由一个主供水管供水。下喷嘴由下分流集水管供水，每个集水管上都有手动阀电动阀流量计和开关阀来控制流量和检修。上喷嘴的水箱通过两侧的螺栓连接固定在由型钢焊接的纵梁上，由完全相同的H型钢焊接的横梁，与两侧纵梁垂直焊接，并焊接成一个大的移动框架。液压缸底部通过销轴与固定底座相连，固定底座则通过螺栓与移动框架连接，液压缸另一端通过自制的连结套筒和销轴与螺旋升降机项链，通过电机传递动力给螺旋升降系统，螺旋升降机构再传递给油缸，最后由油缸来带动移动框架上下移动，从而使上喷嘴箱随之移动，最大行程为600mm，这样就可以适应不同厚度的钢板冷却。 本文针对超快冷设备的具体结构，细致的分析了超快冷装置所需要有的功能。在参考查阅了各种相关文献之后，针对了3800mm厚的钢板的超快速冷却装置进行了设计，并用AutoCAD讲装置画了出来，并对各个关键部分就行校核以使其能满足生产需要。 设计过程中，使用了AutoCAD对装置的所有结构进行了绘制和标注，整体完成设计任务要求。 关键词， 超快速冷却，中厚板，冷却均匀 Designof3800steelplateonlinesuperfastcoolingdevice Abstract Afterenteringthe21stcenturytheworldindustryisdevelopingrapidlyandthesteelindustryasanimportantpillaroftheindustryisalsodevelopingrapidly。Withthedevelopmentofthesteelindustrytheperformanceofthesteelplateisrequiredatahigherlevelthatishighhardnesshighstrengthhighimpacttoughnessandsoon。Theultrarapidcoolingofsteelplateisaneffectivemethodtoimprovetheperformanceofsteelplate。Underthisbackgroundtheultrarapidcoolingtechnologyofsteelplatehasbeendevelopedrapidly。Thisdesignisdesignedfor3800steelplateultrafastcoolingdevice。 AftercoultingrelevantliteratureandleaingaboutthedevelopmentstatusofsteelplateultrafastcoolingtechnologyathomeandabroadtheUFCdeviceofNortheasteUniveityRALChinawasselectedasthereferenceamongthethreeexistingschemesWaterinjectioncoolingwithhighpressurewasusedtoincreasethepressureofcoolingwatersoastoenhancetheimpactforceofcoolingwater。Aftertheschemewasdeterminedtwogroupsofslotnozzlesand18groupsofhighdeitynozzlesweresetupaccordingtothetechnicalrequirements。Eachgrouphadupperandloweozzlesandtheywerearrangedsymmetrically。Theuppeozzlewasdivertedfromtheuppercollectingpipeforwatersupplyandtheupperwatercollectingpipeandthelowerwatercollectingpipeweresuppliedfromonemainsupplypipe。Theloweozzledivertswatersupplyfromthelowercollectingpipeandtherearemanualvalveselectricvalvesflowmeteandonoffvalvesoneachcollectingpipetocontrolflowrateandmaintenance。Thewatertankoftheuppeozzleisfixedonthelongitudinalbeamweldedbythesectionsteelthroughboltconnectioonbothsides。Thebeamweldedbytheexactsamehbeamisweldedverticallywiththelongitudinalbeamonbothsidesandweldedintoalargemovingframe。Hydrauliccylinderthroughthepinshaftisconnectedwithafixedbaseatthebottomofthefixedbaseisconnectedwithmobileframebyboltsthehydrauliccylinderbyselfmadeconnectingsleeveandtheotherendpinandspiralelevatoecklacedeliveringpowertoscrewhoistmotorsystemspiralliftingmechanismtooilcylinderthelastmoveupanddownbythecylindertodrivethemobileframeworksothatthenozzleboxonthemoverangeof600mmsothatyoucanadapttodifferentthicknessofthesteelplatetocool。 Inthispaperbasedonthespecificstructureoftheultrafastcoolingdevicethefunctiorequiredbytheultrafastcoolingdeviceareanalyzedindetail。Afterreferringtoallkindsofrelevantliteraturethesuperfastcoolingdeviceof3800mmthicksteelplatewasdesignedanddrawnwithAutoCADandallthekeypartswerecheckedtomeettheproductionneeds。 DuringthedesignprocessAutoCADwasusedtodrawandlabelallthestructuresofthedevicetocompletethedesigntaskasawhole。 KeyWords， plate，Superfastcooling，Coolinguniformity 目录 摘要 I Abstract III 1引言 7 2超快冷概述 8 2。1课题背景和设计意义 8 2。1。1课题背景 8 2。1。2设计意义 9 2。2超快冷特性 9 2。2。1超快冷的基本原理 9 2。2。2超快冷装置的组成 10 2。2。3超快冷的特点 10 2。3超快冷对钢板结构和性能的影响 11 2。3。1高合金钢 11 2。3。2钢板心部 12 2。3。3中低碳钢 12 2。3。4冷却速度 12 2。4超快冷技术的应用 13 2。4。1在国内的应用 13 2。4。2在国外的应用 13 2。5超快冷却装置控制机理 14 3超快速冷却装置结构设计 15 3。1方案比较 15 3。2总体设计 16 3。3驱动电机的选取与计算 16 3。4升降机构的设计与计算 17 3。4。1蜗轮蜗杆提升机构 17 3。4。2液压提升装置 17 3。5冷却系统选取与计算 18 3。5。1喷嘴的选取与计算 18 3。5。2管路设计计算 18 3。5。3管道阀门的选型与计算 19 3。6传动系统的设计 19 3。6。1输出轴的设计计算 19 3。7联轴器的选择 20 转向箱的选择 20 传动轴的设计计算 20 引言 随着社会的不断发展，钢铁行业所需要的钢板的质量不断提高，对钢板的各种性能的要求也越来越高，而近几年来钢板超快冷装置的应用给这个需求带来了解决方案。本文参考并查阅了国内外的各个国家的钢板超快速冷却装置，以此来设计出一套可应用于3800mm宽度的钢板的超快速冷却装置，设计出来的装置能保证钢板的超快速均匀冷却，并可以调整喷嘴布置已满足不同厚度钢板的超快速冷却。 课题背景和设计意义 课题背景 随着人类社会的发展，人类资源枯竭经济的可持续发展钢铁产业发展如60%进口环境和自然生态，钢铁产品。实现节约钢铁材料和生命周期的减量化通过工艺技术和生产流程的优化和创新，发挥轧制环节对钢的调控作用，，环境[1]。 20世纪70年代，加速冷却技术ACC直接淬火技术DQ和机架间冷却技术。，发现超级钢，开发双相钢和Trip钢对于薄板坯轧制铁素体区。，气雾式冷却常规的层流冷却，，[2]。 SuperOLAC，实现了全面的核沸腾，。西马克日本SuperOLAC之后直接淬火技术加速冷却技术装置奥钢联的，[3]。而我国到目前为止已经建成了包钢1700攀钢1450涟钢2250和鞍钢2150等热连轧机组。 新一代的TMCP工艺具有以下诸多优点，它很好的缩小了钢板中的晶体，中厚板时间，提高了生产率，改善了强度韧性及焊接等性能，近年来，随着，，以为的新一代技术，[4]。 本次设计目的就是依靠简单而有效的机械结构来设计出一套能够实现3800钢板在线的装置。 随着我国的工业发展人们对钢板有了更高的要求，需要钢板具有更好的性能，由此需要轧后冷却工艺具有更快速的冷却速度，具有更好的冷却均匀性，然而传统的冷却方式如气雾式冷却常规的层流冷却等技术，由于冷却速度太慢，已经不能满足生产要求，为了解决这一问题，人们开发出来了一种新型的冷却系统，它就是超快冷系统。 钢板在超快速冷却过程中，会有一层非常薄的蒸汽膜包裹在钢板的表面，正是由于它的存在钢板的换热系数很低，从而导致了钢板的冷却速度降低，所以提高钢板的冷却速度的关键就是打破这层薄薄的蒸汽膜。提高冷却速度的着眼点在于打破蒸汽膜，其原理是，首先把出水口的喷嘴密集布置，使出水口出水密集，增大出水的压力这样可以更好地打破蒸汽膜，通过这种方式就能提高换热效率，从而达到提高冷却速率的目的，如图11所示[5]。 图11超快冷基本原理 超快冷装置的组成 超快速冷却装置主体由移动上框架喷嘴供水等组成[6]，根据出水形式分为缝隙喷嘴和高密喷嘴，如图2所示。钢板边部过冷，另外，。 图2超快冷系统倾斜喷射流冷却 与传统的意义层流冷却为主的中厚板加速冷却过程，具有以下三个特点[7]， 优良的换热特性 以层流冷却为主传统中厚板加速冷却方式，。在滞止流区域壁面射流区域冷却水因此射流出来的冷却水流速降低但是对应的水的温度就提高了然后就变成了沸腾换热。因此，冷却均匀性冷却效率如图3所示。 大冷却能力及调整范围 新一代加速冷却系统。 图3加速冷却，左，和射流冷却对比，右， 良好的冷却均匀性 ， 超快冷对钢板结构和性能的影响 高合金钢 1)超快速冷却系统与常规层流冷却相比，超快速冷却过程的正向延伸率略低，但不显著。 2)随着超快速冷却技术的不断改进，超快速冷却技术对钢板的冷却不仅速度越来越快，冷却均匀性也越来越好，从而导致所被超快速冷却技术冷却的钢板中的晶粒尺寸也随之不断变小，同时被超快速冷却技术冷却的钢中高温相变组织如珠光体铁素体等所占的比例逐渐减少，中温相变组织如贝氏体等所占的比例上升，通过超快速冷却技术是钢板的相变不断强化和细晶不断细化，提高了钢板的各方面的综合性能。 3)随着超快速冷却技术的不断改进，超快速冷却技术对钢板的冷却不仅速度越来越快，冷却均匀性也越来越好，钢板中Nb的析出物变多，析出物的大小也越来越小，再次的提高了钢板的各项性能[8]。 钢板心部 1)在那些非常厚的钢板的进行冷却时，厚钢板冷却速度会出现很大的差异，冷却水在钢板表面的冷却速度很大，而在钢板芯部的冷却速度就很低，而在厚度方向沿着表面到芯部其冷却速度会逐渐降低[7]。为了消除这种现象带来的影响，就需要提高临界冷却速度，然而传统的层流低冷速不能消除这种现象，但是人们新研发的超快速冷却系统的冷却速度足以达到要求，可以消除这种影响。 2)厚钢板轧制后进行超快速冷却，由于超快速冷却装置的冷却速度很大，能够很好地解决由于钢板芯部偏析而出现的带状组织。超快速冷却技术装置之所以能够解决这一问题的原理就是，超快速冷却技术提供了非常大的冷却速度从而使钢板芯部产生针状铁素体，钢板芯部产生针状铁素体以后就不会产生带状组织。 3)如果降低了最终轧制的温度就会减小对带状组织产生的抑制，在这方面的研究还需对奥氏体有更加深入的研究[9]。 中低碳钢 1)超快速冷却技术和加速冷却技术相结合的冷却技术能很好地提高中低碳钢的各方面综合性能，比如使用超快速冷却技术可以将钢板抗拉强度提高30MPa以上。 2，钢板轧制后使用超快速冷却技术和加速冷却技术相结合的冷却技术可稳定生产Q235B钢板，并且生产的Q235B钢板各方面的综合性能能达到使用要求。 3，使用超快速冷却技术，能够将钢板表面的温度迅速降低，而且是降低到贝氏体温度往下，不仅如此还可以保留原来奥氏体高密度的位错，所以应用超快速冷却技术生产的钢板远比加速冷却技术生产的钢板性能优越的多[10]。 冷却速度 喷射倾角，以纯水和表面活性剂加水作为冷却剂，研究了喷雾倾角对AISI304钢板超快速冷却的影响。研究表明，对于以纯水作为冷却剂喷雾，热流密度和冷却速率不是固定不变的，它们可以随着喷雾倾角的变大而变大，直至最佳喷雾倾角为30。随着喷雾倾角从30增加到60，超快速冷却的冷却速率不断下降。这可能是由于表面活性剂的加入降低了表面张力，较小的喷射倾角促进了雾滴从表面的滑移效应。由于表面活性剂促进了液膜的形成，所以表面活性剂加水与纯水相比，喷雾的接触时间变短，因此在使用表面活性剂进行倾角研究时冷却速度降低，传热速率呈下降趋势。 通过研究喷射倾斜角度的数据对带钢热连轧的影响，有助于在不大幅度提高生产成本的前提下实现超快速的冷却速度。研究结果可应用于钢的相变过程中，以开发适合不同应用的具有改善力学性能的定制组织[1112]。 2，表面活性剂，在表面活性剂水的冷却过程中发现了表面活性剂微层，表面活性剂微层使表面润湿性增强，冷却液蒸发速率加快。非离子表面活性剂被发现在极低浓度下产生最高的冷却速率，因此非离子表面活性剂是最有益和最具成本效益的[1314]。 3，CuAl层状双氢氧化物纳米流体，在采用CuAlLDH纳米流体对900℃高温钢板进行了喷射冷却实验研究中，CuAl层状双氢氧化物纳米流体的加入显著提高了射流冷却速率。发现LDH的热导率增加到一定浓度，这可以看作是传热增加的原因之一[15]。 超快冷技术的应用 在国内的应用 自从进入21世纪以来，中国的船舶和海洋石油工业在政府和人民的共同努力下得到了飞速发展，俨然成为了国民经济必不可少的一部分。而对各种钢的性能有了更多的要求，容易焊接，具有很好的耐腐蚀性，强度韧性好等[1617]。济钢利用热模拟试验机不仅画出了高强度钢板的再结晶曲线，随之也一同绘制了高强度钢板动态过冷奥氏体连续冷却转变曲线。通过对高强度钢板的再结晶曲线和动态过冷奥氏体连续冷却转变曲线的分析制定了高强度船板的控轧控冷工艺参数，由此制造的EH36的各方面的综合性能都远远超过船级社的要求。 唐钢的超快速冷却系统很有特点，它具有一级自动控制系统，除此之外还有二级模型，而唐钢的超快速冷却系统把他们很好的结合起来，从而实现了超快速冷却系统的高自动化，对超快速冷却系统的精准控制，极大的提高了整个生产的效率。 在国外的应用 ABSUFCLuna使用的超快速冷却系统，工艺布置有所不同，超快速冷却系统放置在精轧后面方便成型，超快速冷却系统对成型的钢板进行直接淬火和回火。 蒂森克虏伯使用的超快速冷却技术，工艺布置与ABSUFCLuna基本相同，只是在超快速冷却后不进行回火处理而是进行固溶热处理来进行生产特殊钢板。 采用超快速冷却系统的AreelorCarlam，工艺流程与上述两个皆不同卷取安装在轧线之后，冷却系统则是用超快速冷却系统和层流冷却系统相结合，可以调控不同的温度来获得更多优良的钢板。 超快冷却装置控制机理 根据此次设计的基本要求，对于此次设计的超快速冷却系统的装置，主要应用到了以下三个机理。 第一个机理，在线控制冷却机理，采用最优的轧制冷却方式来使钢板在超快速冷却过程中产生更多细小的珠光体和铁素体，而通过这种方式就可以大大改善钢板的性能，从而得到所需要的的钢板[18]。 第二个机理，超快速冷却系统水压控制机理，超快速冷却系统中冷却水系统主要由分流集水管包括上分流集水管和下分流集水管变频加压泵等机构组成。在轧制过程中钢板的产品规格和品种非常多，而且每个钢板的轧制速度要快，不能耽误下一块钢板的轧制，而且还要有热透热尾干头干尾的要求，所以对冷却水的...
• 版权声明：知知范文网 本站所有内容的版权归相应内容作者或权利人所有，本站不对涉及的版权问题负法律责任。
• 内容来源：本站所有内容均有网络公开等合法途径整理而来，该资料仅作为交流学习使用，并无任何商业目的，任何访问，浏览本站，购买或者未购买的人，就代表已阅读，理解本条声明
• 免责声明：内容所标价格，是对本站搜集、整理资料以及本站运营必须费用支付的适当补偿，资料索取者尊重版权方的知识产权，谢谢！