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钢包台车优化设计的有限元分析毕业论文 第一章总论 1.1概述 我国作为钢铁生产大国，目前正在积极采用工业自动化、薄板坯连铸连轧等先进钢铁生产技术，从而优化生产流程，提高钢材质量，增加经济效益。 薄板坯连铸连轧技术是国际上80年代末，90年代初开发成功的生产热轧薄板的技术，因其建设投资少、生产周期短和效率高等优点而成为当今世界钢铁工业具有革命性的前沿技术。它集科学、技术和工程为一体，将热轧板卷的生产在一条短流程的生产线上完成。目前世界上比较成熟且有代表性的薄板坯连铸连轧技术有:MDH公司的ISP（Inline Strip Production）工艺、奥联钢的Conroll工艺以及MDH公司与美国ChaParrd公司共同开发的UTHS工艺。 鞍山钢铁集团公司是一个老的国有企业，设备的陈旧与技术的落后长期制约鞍 钢的发展。面临资金的不足，立足于企业自身的改造，采取“高起点、少投入、高 回报”的方针，在原有连铸和炼钢设备的基础上，新投产了 1780热连轧机生产线生 产精品钢来开拓市场。 鞍山钢铁集团公司于 1998年投入使用了1780生产线，它的投产主要与第二炼钢厂的两台板坯连铸机相匹配，是以厚度为200~250mm的大板坯为原料的连铸连轧短 流程生产线。该生产线为了适应国际新技术的发展趋势，结合我国的国情，仿照当 代国内外连铸和热轧带钢轧机生产领域中成熟、先进的薄板坯连铸连轧生产工艺来 组织生产，取得了较好的效果。其产品的质量、成材率、能耗、劳动生产率、环保 等各项技术经济指标达到国内领先水平。生产钢材的品种有汽车冷轧板、军工钢、 电工钢、耐侯钢等特殊钢和各种普碳钢种。并且产品宽度和厚度规格也比较多，精 度高，在市场上具有较强的竞争力，是一条优质、高产、多品种、低消耗、高效益 的短流程生产线。 转炉生产出来的钢水经过后部精炼工序作为缓冲，精炼处理钢水的能力虽然大 于转炉的生产能力，但不同的钢种要求的工艺路线不同，各精炼工位使用生产的条 件也不相同。 随着工业技术的不断进步，炼钢生产也不断发展，当今世界炼钢工艺都实现了 100%炉外精炼和全连续化炉外精炼己成为生产优质钢和特殊钢不可缺少的工艺环 节，在钢包车上进行LF炉外精炼即是其中之一。 1.1.1 炉外精炼简介 将转炉、平炉或电炉中初炼过的钢液移到另一个容器中进行精炼的炼钢过程，也叫“二次炼钢”。炼钢过程因此分为初炼和精炼两步进行。初炼：炉料在氧化性气氛的炉内进行熔化、脱磷、脱碳和主合金化。精炼：将初炼的钢液在真空、惰性气体或还原性气氛的容器中进行脱气、脱氧、脱硫，去除夹杂物和进行成分微调等。这样将炼钢分两步进行，可提高钢的质量，缩短冶炼时间，简化工艺过程并降低生产成本。 　　1933年法国佩兰（R.Perrin）应用专门配制的高碱度合成渣，在出钢的过程中，对钢液进行“渣洗脱硫”，这是炉外精炼技术的萌芽。1950年在联邦德国用钢液真空处理法脱除钢中的氢以防止“白点”。60年代末期以来，炉外精炼技术经过不断地发展，目前已有几十种方法应用于工业生产，逐步形成了炼钢工艺中的一个新分支。中国于1957年开始研究钢液真空处理法。建立了钢液脱气、真空铸锭装置，70年代建立了氩氧炉、钢包精炼炉和钢包喷粉装置等炉外精炼设备。 钢液的炉外精炼是把一般炼钢炉中要完成的精炼任务，如脱硫、脱氧、除气、去除非金属夹杂物、调整钢的成分和钢液温度等，炉外的“钢包”或者专用的容器中进行。这样就把原来的炼钢工艺分成两步进行： 第一，在一般炼钢炉中进行熔化和初炼，称为初炼炉； 第二，在钢包或专用的精炼容器中进行精炼。这些“钢包”或者专用的容器称为精炼炉。 1.2.1 钢包车国内外研究现状 随着冶炼工艺的改进与发展，现代炼钢已把炉前冶炼的大部分工作转移到二次 精炼来完成。钢水二次精炼方法种类繁多，其中，以LF炉精炼应用最广泛。 自1971年日本大同制钢公司成功研制出LF钢包以来，钢包炉在日本得到迅速发展。早先以精炼处理特殊钢为主，是一种以电弧加热、氢气搅拌和渣精炼为核心的 钢包精炼炉生产技术。它既能提高电炉生产率，又能在炉外精炼方面显著提高钢水 质量，加上设备简单，一次性投资小等优点，己在国外广泛应用。 在我国，随着连铸比的大幅度提高，LF炉也迅速地发展起来。LF炉所处理的钢 种儿乎涉及从特殊钢到普通钢的所有钢种。 钢包运输台车是炉外精炼设备中的一种必不可少的运输工具。为了实现安全快 速的生产，对钢包车的设计要求也越来越高。 在国外，在科学研究和工业化应用方面，有限元分析方法己达到了较高的水平， 许多大型的通用的软件相当成熟，不仅在科学研究中普遍采用，在工程上也达到了 实用阶段。 我国对于一般车架的设计及强度校核是依靠传统的经验和方法，即依靠经典