EuroWire November 2019

Articolo tecnico

4.3 Misure di ottimizzazione nel processo di laminazione per nastri a caldo Combinando le caratteristiche di processo della linea di colata continua e laminazione SCR3000 con l’analisi e la simulazione dei principali parametri di processo, e considerando la velocità e il processo di raffreddamento del laminatoio in continuo, vengono proposte delle misure di ottimizzazione per risolvere il problema degli incollamenti del rame e dell’alto contenuto di polvere di rame nella linea di produzione al fine di migliorare la qualità dei tondi di rame. Poiché il calcolo del tasso di incollamento dipende dalla sezione trasversale dei pezzi laminati in ciascuna passata e non essendoci modo di misurare la sezione trasversale di ogni passata nel sito di produzione, è scarsa la possibilità di far coincidere la velocità di rotazione di ogni motore della gabbia in base al tasso di incollamento. Viene pertanto proposto un metodo di accoppiamento della velocità del motore con il coefficiente di allungamento e viene effettuato il debug sul campo, come illustrato nella Tabella 4 . Secondo la Tabella 4 , la velocità del motore delle gabbie 1 e 2 viene regolata rispettivamente a 1.549 e 1.586 giri/min, facendo corrispondere la velocità del motore con il coefficiente di allungamento, e viene misurato il contenuto di polvere di rame del tondo finito. I risultati evidenziano che il contenuto di polvere di rame nel tondo diminuisce da 4,3 e 4,8mg/20mm a 3,9mg/20mm. Il contenuto di polvere di rame può essere efficacemente ridotto ottimizzando la velocità del rullo. In considerazione del grave fenomeno dell’incollamento del rame che si attacca al secondo rullo sul campo, l’analisi di simulazione della deformazione nella laminazione a caldo mostra che il rullo presenta una deformazione e un danno superficiale importanti, e la temperatura di laminazione ha una grande influenza su di esso. Vengono illustrate le misure per ottimizzare il sistema di raffreddamento a spruzzo ( Figura 5 ). Sono stati aggiunti due ugelli all’ingresso della gabbia numero 2, la luce tra i rulli è stata regolata a 6,6mm e sono stati aggiunti 0,5mm alla piattaforma di spruzzatura dopo l’ottimizzazione. È stata esaminata la superficie del tondo laminato e del rullo. Dopo l’ottimizzazione, l’impronta sulla superficie del tondo di rame è com- pletamente scomparsa e il fenomeno dell’incollamento del rame sulla superficie del rullo è stato efficacemente risolto.

La della distanza tra i rulli in un sistema con passo ellittico del tondo di rame in fase di finitura è maggiore di quella del contatto tra i rulli nel sistema con passo circolare. Con il procedere della laminazione, la deformazione equivalente si sposta dalla superficie al centro del tondo di rame. La temperatura rappresenta il parametro di processo più importante nel processo di laminazione a caldo. Un ragionevole controllo della temperatura è la chiave per garantire le proprietà meccaniche dei prodotti. L’evoluzione del campo di temperatura durante la laminazione in continuo del tondo di rame è stata ottenuta estraendo le variazioni di temperatura del tondo e della relativa interfaccia di laminazione. Le temperature del nucleo e della superficie dei tondi di rame laminati sono molto diverse. Poiché il trasferimento termico di contatto tra il tondo di rame e la superficie del rullo è più ampia e il calo di temperatura della superficie del tondo di rame è più veloce, la temperatura del nucleo del tondo di rame aumenta sotto l’azione della deformazione plastica e dell’attrito, e la temperatura del nucleo del tondo di rame aumenta più velocemente con l’aumento della velocità di laminazione e deformazione. Dopo la laminazione in continuo, la temperatura dell’intero pezzo laminato si uniforma gradualmente mediante l’azione della conduzione del calore [8] . Il danno alla duttilità dei tondi di rame sottoposti ad elevata deformazione, l’alta temperatura e la laminazione ad alta velocità di deformazione costituiscono un problema importante nel processo di deformazione plastica dei tondi di rame. Simulando il danno causato al tondo di rame e alla sezione trasversale nel processo di laminazione in continuo, si ottengono lo stato e la distribuzione del danno del tondo di rame nel processo di laminazione in continuo. In questo modo è possibile prevedere con precisione la posizione del danno del tondo nel processo di laminazione a caldo e migliorare la qualità della produzione di tondi di rame. Il danno del tondo di rame durante la laminazione a caldo si concentra principalmente sulla superficie e su alcuni bordi e angoli, mentre il danno del nucleo è relativamente contenuto. La superficie del tondo di rame può essere facilmente danneggiata durante la laminazione a caldo. La ridotta fluttuazione di processo del laminatoio influisce direttamente sulla qualità superficiale del tondo di rame finito e ne riduce le proprietà meccaniche. deformazione equivalente

Con l’aumento della velocità di trafilatura delle billette, la profondità d’impatto del flusso principale del rame fuso aumenta e l’area di ricircolo del vortice si riduce, estendendosi nella direzione di rotazione della ruota di cristallizzazione, e aumenta anche la velocità di ricircolo. L’aumento della velocità di colata aumenterà la profondità di flusso delle bolle e delle inclusioni e ridurrà il tempo di fuga delle bolle, il che non contribuisce a mantenere sotto controllo i difetti di porosità e di inclusioni. Il coefficiente di trasferimento termico durante la spruzzatura aumenta all’aumentare della profondità di colata e il trasferimento di calore tra lo stampo e il prodotto aumenta di conseguenza. Viene studiata la simulazione numerica del campo di temperatura e del campo di flusso con coefficiente di trasferimento termico variabile e coefficiente di trasferimento termico medio nel coefficiente di trasferimento termico durante la spruzzatura. Quando il coefficiente di trasferimento termico cambia lungo la ruota di cristallizzazione, la parte superiore della zona di cristallizzazione presenta un colore più scuro, indicando che la temperatura della zona è più alta, mentre il colore della parte in uscita vicino alla zona di cristallizzazione è più chiaro, indicando che la temperatura della zona è relativamente bassa. Quando il coefficiente di trasferimento termico è medio, la fluttuazione della superficie liquida libera ha scarsi effetti sulla superficie. Quando il coefficiente di trasferimento termico cambia lungo la ruota di cristallizzazione, il flusso di rame liquido dall’ugello verso la cavità non può essere completamente espanso a causa della struttura geometrica della cavità. Quando il flusso colpisce la parete della ruota di cristallizzazione, si verifica un ricircolo e il flusso più intenso genera un vortice nella parte superiore della zona di cristallizzazione. 4.2 Analisi di simulazione della deformazione del tondo di rame nella laminazione a caldo in continuo Sono state simulate e analizzate le sollecitazioni e le deformazioni di dieci gabbie di laminazione di tondo di rame durante la laminazione a caldo. La deformazione del tondo di rame durante la fase di sbozzatura si concentra principalmente sulla superficie e la deformazione equivalente sul bordo e sull’angolo è relativamente grande, il che causa facilmente danni alla lavorazione.

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