薄规格带材气垫式连续热处理新技术研究.pdf

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1、第２２卷第３期材料科学与工艺Ｖｏｌ?２２Ｎｏ?３２０１４年６月ＭＡＴＥＲＩＡＬＳＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＪｕｎ．２０１４薄规格带材气垫式连续热处理新技术研究１２１１１付天亮，韦云松，李勇，王昭东，王国栋（１．东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室，沈阳１１０００４；２．广西南南铝加工有限公司，南宁５３００３１）摘要：利用开发的新型带材气垫式加热－淬火装置，实验研究了新型气垫式射流喷嘴喷射压力、风速、风温及带材张力等参数对漂浮高度、漂浮稳定性和换热均匀性的影响规律，借助有限元模拟及数学建模等方法开发出动态漂浮技术和层级串联淬火

2、技术，解决了传统气垫式热处理炉、淬火装备漂浮稳定性可控性不强，换热效率不高，换热均匀性差等难题．研究表明，采用新型装置和技术实现漂浮托举力增加近１倍，换热均匀性提高近１倍，淬火后带材平直度≤２５Ｉ．关键词：高精度金属带材；气垫式热处理技术；动态漂浮；介质循环；射流喷嘴中图分类号：ＴＧ１６６文献标志码：Ａ文章编号：１００５－０２９９（２０１４）０３－００３４－０７Ｎｅｗｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒａｉｒ⁃ｃｕｓｈｉｏｎｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｔｈｉｎｇａｕｇｅｓｔｒｉｐ１２１１１ＦＵＴｉａｎｌｉａｎｇ，ＷＥＩＹｕｎｓｏ

3、ｎｇ，ＬＩＹｏｎｇ，ＷＡＮＧＺｈａｏｄｏｎｇ，ＷＡＮＧＧｕｏｄｏｎｇ（１．ＴｈｅＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｆＲｏｌｌｉｎｇａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０８１９，Ｃｈｉｎａ；２．ＧｕａｎｇｘｉＡｌｎａｎＡｌｕｍｉｎｕｍＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎａｎｎｉｎｇ５３００３１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆａｎｅｗｓｔｒｉｐａｉｒ⁃ｃｕｓｈｉｏｎｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｓｕｃｈａｓ：ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ

4、ｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｊｅｔｆｌｏｗｎｏｚｚｌｅ，ａｉｒｓｐｅｅｄ，ａｉｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｓｔｒｉｐｔｅｎｓｉｏｎｏｎｆｌｏａｔｉｎｇｈｅｉｇｈｔ，ｆｌｏａｔｉｎｇｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｈｅａｔｉｎｇｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ｏｎｔｈｉｓｂａｓｉｓ，ｄｙｎａｍｉｃｆｌｏａｔｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄｃａｓｃａｄｅ⁃ｃｏｏｌｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｗｅｒｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄｕｓｉｎｇＦＥＡａｎｄｍａｔｈｅｍａｔｉｃｍｏｄｅｌｉｎｇ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅｐｏｏｒｆｌｏａｔｉｎｇｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｌｏｗｔｈ

5、ｅｒｍａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌａｉｒ⁃ｃｕｓｈｉｏｎｆｕｒｎａｃｅａｎｄｑｕｅｎｃｈｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔｗｅｒｅｓｏｌｖｅｄ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔａｄｏｐｔｉｎｇｎｅｗｔｙｐｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔａｎｄｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，ｔｈｅｆｌｏａｔｉｎｇｌｉｆｔｆｏｒｃｅａｎｄｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｈｏｍｏｇｅｎｅｉｔｙｉｎｃｒｅａｓｅｎｅａｒｌｙｔｗｉｃｅ，ｔｈｅｓｔｒｉｐｆｌａｔｎｅｓｓａｆｔｅｒｑｕｅｎｃｈｉｎｇｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ２５Ｉ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｉ

6、ｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎｍｅｔａｌｓｔｒｉｐ；ａｉｒ⁃ｃｕｓｈｉｏｎｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｄｙｎａｍｉｃｆｌｏａｔｉｎｇ；ｍｅｄｉｕｍｃｉｒ⁃ｃｕｌａｔｉｏｎ；ｊｅｔｆｌｏｗｎｏｚｚｌｅ高精度有色金属带材广泛应用于国民经济的ＯＴＴＯＪＵＮＫＥＲ等公司垄断，国产化装备处于空各个领域，尤其是航空航天、交通运输、电力电子、白阶段，致使国内气垫式连续热处理关键技术研［６－７］能源、通讯等行业的迅猛发展，不仅扩大了带材的究仍停留在上世纪９０年代．本文针对传统带［１－２］材气垫式连续热处理装备在漂浮稳定性、换热均品种，而且对其质

7、量提出了更高的要求．目前，［８］气垫式连续热处理装备已成功应用于高精度铜匀性、换热效率等方面的不足，对比分析国内带、铝带加工中，凭借温控精度好、生产效率高、表外装备技术水平，研究带材气垫式漂浮及高效均面质量优异等优点，成为首选的带材热处理设备匀化换热特性，开发出新型气垫式射流喷嘴，研制形式［３－５］．由于该装备工艺技术复杂，长期被ＥＢＮＥＲ、出带材气垫式连续热处理试验装置；基于实测数据，研究带材漂浮高度、喷嘴出口压力、喷嘴出口风速、气体温度、带材张力等参数对带材漂浮特性收稿日期：２０１３－０８－０９．基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１

8、１０４０４５）．和换热过程的影响，优化装置结构参数，开发出动作者简介：付天亮（１９８１－），男，讲师，博士；态稳定漂浮技术和层级串联逆向淬火技术．相关王昭东（１９６８－）男，教授