薄板坯的跑偏机制分析及控制实践

通钢FTSC（flexible thin slab casting）薄板坯连铸机自2005年投产以来,发生多次连铸坯运行到加热炉内时跑偏问题。2016年11月连续3个浇次发生连铸坯跑偏撞到加热炉炉墙无法出炉,生产被迫中断,从加热炉共剔出连铸坯1 000多t,严重影响了通钢薄板坯连铸连轧产线的生产。针对通钢现有的条件和跑偏产生的机制,通过对结晶器两个窄面热流偏差、二冷水喷水状态、夹持辊状态、扇形段状态等进行优化调整,最终解决了连铸坯的跑偏问题。     

锻造操作机钳口的结构分析与设计

钳口是锻造操作机夹持机构中与工件直接接触的元件,其结构决定着操作机夹持力的确定。针对锻造操作机钳口的夹持力分析模型,提出钳口与工件摩擦因数、钳口长度和钳口夹持销轴中心距是确定夹持力的关键因素。根据钳口夹持特点,实验研究"冷"钳口与"热"工件之间摩擦因数的变化规律,分析了钳口与工件接触面摩擦因数的取值范围;研究被夹持工件的类型和结构特点,确定了钳口长度的设计原则;分析了被夹持最小工件直径对操作机设计和应用的影响,研究了被夹持最小工件直径的确定方法;明确基于钳口满足强度条件下质量最轻来进行优化设计并确定钳口夹持销轴中心距的研究思路,为锻造操作机钳口结构设计提供了有效支撑。     

锻造工艺对粉末冶金钼棒组织和性能的影响

采用冷等静压、烧结方式得到85mm的钼棒坯,之后采用不同锻造工艺将钼棒锻造至32mm,并对其组织和力学性能进行了测试对比。结果表明,锻造过程中回火温度、时间及回火次数以及锻造道次变形量等对锻造后钼棒组织和性能均有影响。采用的处理工艺如下:锻造前在1 200℃下保温120min,之后进行6模次锻造,每模次直径变形量为锻造前的10%～20%,整个锻造过程中每两模次进行中间回火,回火工艺为1 100℃×15min,最终得到抗拉强度达到667MPa,伸长率为26%,且组织均匀细小的钼棒。     

铍青铜棒锻造裂纹产生原因的分析

采用金相、扫描电镜和电子探针分析等方法,对铍青铜棒在锻造过程中出现的开裂现象进行了分析.结果表明,铍青铜棒的开裂是由于锻坯原材料中存在较多的铜、钙的氧化物和硫化物等夹杂物造成的.锻坯原材料是控制铍青铜棒锻造质量的关键要素.     

基于PLC的倒角机自动控制系统设计与研究

针对手工倒角劳动强度高、加工效率低的现状,开发了一台自动倒角机,采用基于PLC的控制系统,对倒角工序进行顺序控制,实现连续循环加工,以提高生产效率.该系统可对细长棒料两端同时倒角,并且可以通过触摸屏设定工件直径和切削量,以满足不同直径工件的倒角要求.利用光电开关准确感应工件的位置,通过相关的控制程序自动补偿工件长度误差和送料定位误差,从而实现快速、高效与高精度的倒角.     

水平连续铸造铸铁小棒坯生产试验

对≤ 30 mm的几种小直径棒坯进行了水平连铸生产试验。结果表明 ,小棒坯具有更细密的组织和优良的性能。通过热处理消除连铸小棒坯铸态白口组织的工艺路线可行且可靠。     

单齿履带板锻造工艺研究和模具开发

大节距260 mm单齿履带板属于异形薄板类锻件,是履带式工程机械车辆行走系统的关键部位。经过对产品特点的分析,提出了大节距单齿履带板锻造过程的工艺开发,在试验后确定了模锻工艺方案。根据产品锻造过程中受力情况和金属流动规律,设计开发出"预锻制坯"的半开半闭式模具和"终锻成形"的闭式模具,完成对单齿履带板的锻造生产。检测结果表明,锻件成形效果好,尺寸达到图纸要求,质量稳定,能够满足生产使用要求。     

气隙热阻对水平连铸Cu-15Ni-8Sn合金组织和成分分布影响

通过在结晶器底部开设圆弧槽形成气隙热阻来改善水平连铸Cu-15Ni-8Sn合金的组织和成分均匀性。首先基于合金水平连续铸造过程的温度场模拟,分析了不同圆弧槽角度、长度和厚度的结晶器结构对合金结晶区温度分布的影响。然后基于优化了圆弧槽结构的结晶器和未开设圆弧槽的结晶器,进行了直径为65mm铸锭的水平连铸工艺试验。结果表明,随着开设圆弧槽的角度、长度及厚度的增加,上部与下部固液界面的相对水平距离缩小,固液界面与棒坯轴向夹角趋于90°,凝固过程中棒坯的温度场均匀性明显提高。相比于不开设圆弧槽的棒坯,当开槽角度为180°、开槽长度为144mm、开槽厚度为5mm时,上部与下部固液界面的相对水平距离仅为未开槽时的7%。由于温度场分布更合理,棒坯上部和下部的组织和成分均匀性得到显著改善。     

轮盘体预制坯结构对锻造成形质量的影响

预制坯是影响复杂锻件锻造质量的重要因素。本文针对某型火车轮盘锻件的锻造,对比分析了两种预制坯的锻造填充规律和锻压力分布规律,并分析了不同摩擦系数对锻件偏差的影响。结果表明,方案2预制坯在锻造过程中,锻件应力分布更均匀,特别是轮辐等重点部位未出现应力集中现象;方案2锻压力更小,方案2优于方案1。     

水下焊接机器人磁块单元的优化设计

磁路设计是爬壁机器人的关键技术之一,针对一种新型水下移动焊接机器人的柔性履带吸附与张紧问题,提出一种既可增加机器人负载能力,又能实现履带非接触式张紧的新型双磁路磁块单元结构。运用有限元方法,建立了该磁块单元的数值计算模型,研究了永磁体、轭铁及铝块等因素对磁块单元吸附力的影响,分析了磁块单元周围的磁场分布,对其关键结构参数进行了分析和优化设计,使磁块单元能够为机器人提供较强的吸附力与合适的张紧力。通过试验表明,仿真计算结果与实际测试结果基本相符。