钢厂用炉底辊的结构优化及成本控制.pdf

《钢厂用炉底辊的结构优化及成本控制.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、经验交流2013年第4期(第26卷，总第126期)·机械研究与应用·钢厂用炉底辊的结构优化及成本控制侯瑞雪(包头钢铁集团机械设备制造公司，内蒙古包头014010)摘要：采用有限元分析软件．ANSYS对钢厂用炉底辊主要结构(内伸轴直径、内圆板厚度等)，在不同温度、载荷下的应力及变形状态进行分析。通过结构优化提高炉底辊的强度和刚度，同时为兼顾产品经济性进行了成本控制设计。关键词：ANSYS；炉底辊；结构优化；成本控制中图分类号：FH12文献标志码：B文章编号：1007—4414(2013)04—014

2、4—02StructureOptimizationandCostReductionoftheFurnaceBottomRollerH0URui-xue(BaotouSteelGroupMachineryManufacturingCompany，BaotouMongolia014010，China)Abstract：FEAsoftwareANSYSisappliedinstressandstraindistributionsanalysisofkeystructuresinvariousworkin

3、gcondi—tionsforthefurnacebottomroller．Boththestructureoptimizationdesignandthecostreductionevaluationiscarriedout，Withtheresults，themechanicMstrength，stiffnessandproducteconomicaleficiencyofthefurnacebottomrollerareimproved．Keywords：ANSYS；furnacebotto

4、mroller；structureoptimization；costreduction1引言并提高其使用寿命，可能是提高产品的质量，增强市炉底辊是一种典型的离心铸造管件，是冶金装备场竞争力有效途径，具有重要的研究价值。中支撑和输运板坯的重要部件之一，在钢板连铸连轧2钢厂用炉底辊的有限元分析生产线中应用广泛¨J。轧制成过程中，首先需要将(1)建立有限元模型根据炉底辊的实际结构钢坯在加热炉中连续稳定加热至1050～1150oC的尺寸，采用有限元分析软件ANSYS进行分析，建立炉轧制温度，通过炉底辊实现

5、板坯的稳定支撑，保证平底辊有限元模型。在建模过程中，对原结构作了一些稳而均匀的输送。由于炉底辊中间段直接安装于钢适当简化，主要忽略了各种摩擦的影响，同时认为各坯煅烧炉中，生产过程中炉气温度高达1150℃左位置焊接均为理想焊接。右，通常采用ZG45Cr28Ni48W5Si2等高温合金材料根据计算精度的要求，对模型进行有限元网格剖制造。同时，由于炉底辊中间的托料部分直接安装于分。其中薄壁部分均采用壳单元(Shell63)，轴、环炉内，而锥段和轴承支撑部分分别安装于炉壁内和锻板部分均采用实体单元(Sol

6、id98)，完成相应单元实常数和有关材料参数的定义工作(杨氏模量E=烧炉之外，炉底辊的不同部位的温度梯度很大，因此206，热膨胀系数为0．45E一6，泊松比为0．28，密度为炉底辊一般由简体、锥体和轴相互焊接而成，为了减小对锥体内表面的烧损，在锥体内侧设计有隔热板。7800)为保证高温板坯的平稳输送，要求辊轴不变形、外辊环耐热耐磨。研究表明，在冶金行业中炉底辊使用量大，制造成本高，长期处于高温重载的工况条件，易于发生失效损坏，而焊缝断裂、轴颈断裂、连接体断裂是炉底辊失效的几种主要形式。其中主要原因

7、包括：高温—镍基合金的焊接性能差，容易产生焊接裂纹等缺陷；．=

8、⋯一焊缝处承受拉一压交变应力载荷作用，易于发生疲劳-33-断裂；焊缝处是冷热交界区，大温度梯度的存在导致韵／b热应力，热应力将加速其断裂。虽然从材料和焊接角图1钢厂用炉底辊及其基本结构示意图度尝试进行改进，但使用寿命方面一直没有取得明显的效果。因此通过结构优化，改善钢厂用炉底辊性能收稿日期：2013—06—17作者简介：侯瑞雪(1964一)，女，山西太原人，工程师，主要从事冶金机械装备制造、产品成本管理等面的科研工作-144··机械研

9、究与应用·2013年第4期(第26卷，总第126期)经验交流实，质检人员再以这些未能反映客观事实的施工图样(5)使用半径标注命令，标注小圆得到其半径值为验收依据进行检验，结果可想而知，更为糟糕的是，R，该值为图2中要求取的尺值。设计人员可据此进检验人员没有可靠的验收手段，即检验人员没有方法一步圆整其为适当值。可靠地测量这个尺值。设计人员在测绘时自己也没对CAD操作不熟悉的人(如一些中老年朋友)有方法可靠地测量值。可以翻阅文献[2]，帮助理解。4一般测绘方法人们在生产中使用较多的方法