板栅连铸连轧生产线研究

单位代码：10359学号：201111040200分类号：TF355密级：公开HefeiUniversityofTechnology硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目：板栅连铸连轧生产线研究学位类别：学历硕士专业名称：机械电子工程作者姓名：陶飞导师姓名：朱家诚教授完成时间：2014年3月合肥工业大学学历硕士学位论文板栅连铸连轧生产线研究作者姓名陶飞指导老师朱家诚教授学科专业机械电子工程研究方向计算机集成制造系统2014年3月ADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterResearchofGridContinuousCastingandRollingProductLineByTaoFeiHefeiUniversityofTechnologyHefei,Anhui,P.R.China03,2014合肥工业大学本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名：（工作单位、职称、姓名）主席：委员：导师：学位论文独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行独立研究工作所取得的成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得合肥工业大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文成果做出贡献的个人和集体，本人已在论文中作了明确的说明，并表示谢意。学位论文中表达的观点纯属作者本人观点，与合肥工业大学无关。学位论文作者签名：签名日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解合肥工业大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权合肥工业大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：指导教师签名：签名日期：年月日签名日期：年月日论文作者毕业去向工作单位：联系电话：E-mail：通讯地址：邮政编码：I致谢首先非常感谢我的导师朱家诚教授，没有恩师的细心指导，就没有本论文的完成。朱老师在本人的研究生学习阶段无论是在学习上还是在生活上都给予了非常大的帮助，尤其是朱老师严谨的治学态度、勤奋务实的工作作风以及平易近人的待人方式都给我留下了深刻的印象。特别是朱老师“做事之前先做人”的教诲让我时刻记在心里，让我在学术和做人上领悟到了很多很多。在此，谨向导师表示最诚挚的谢意。感谢合肥工业大学机械与汽车工程学院的有关老师和领导，尤其是本课题组的吴天星副教授和吴焱明副教授。在这短暂的学习期间，感谢他们在学术上给予的指导和帮助！感谢师兄蒋正龙、袁胜利，师弟李臻、胡志勇，师妹赵松丽对我的帮助。感谢同一实验室的薛湛、陈德智等同学给我的支持与帮助。感谢父母对我的养育之恩，为了让我好好上学，他们起早贪黑、日日夜夜的辛勤工作，感谢他们对我无私而伟大的爱。感谢我的爱人和亲人在生活和学习上对我的支持和帮助。同时也将本文作为第一份礼物送给我刚出生的儿子。在此，向所有曾经给予我关心和帮助的老师、同学和家人致以深深的感谢和美好的祝福！作者：陶飞2013年3月02日II摘要本文介绍了铅酸蓄电池的应用现状与前景，明确了铅酸蓄电池的污染不在使用阶段，而是主要集中在产品生产制造阶段中的两个环节――铅粉与板栅生产。通过对当前国内外板栅制造工艺与设备的发展现状、技术水平和存在问题等的分析，针对现有连铸连轧连冲板栅生产工艺中存在的冲除废料过多，材料利用率低和能耗高等问题，本文提出了铅带的板栅预轧制工艺方法，即铅带上需要冲除区域的厚度在模具轧辊轧制过程中变薄，减少被冲除的废料。由此可提高熔融状态下铅液的利用率，降低能耗，提高铅带的材料利用率。本文根据新型板栅生产工艺，确定生产线的总体方案。主要完成了铅带连铸设备和连轧设备的设计。本文提出了滚筒结晶器的工艺方法，大大简化了设备结构，降低了设备的制造成本和使用成本。本文重点介绍了连铸设备和连轧设备的结构设计、分析计算、标准件选型等研发过程，并对主要受力构件——轧辊和机架，采用ANSYS有限元软件进行了静力学有限元分析，同时对其进行了结构优化设计。通过理论计算与分析，确保了设计的正确性、可靠性，也提高了产品的研发效率。目前，相应的生产线正在试制过程中。可以预见，采用新工艺的板栅连铸连轧生产线，将明显提高铅带的材料利用率，降低整条生产线的能耗，从而使企业获得可观的经济效益和社会效益。关键字：铅酸蓄电池；板栅；连铸连轧；有限元分析；预轧制IIIABSTRACTThepresentapplicationsituationandprospectofthelead-acidbatterieswereintroduced.Itwaspointedoutthatthepollutionoflead-acidbatterywasnotintheusestagebutmainlyconcentratedinthetwolinksofmanufacturestage-leadpowderandgridproduction.Basedontheanalysisofdevelopmentstatus,technologylevelandexistingproblemsofthecurrentdomesticandinternationalgridmanufacturingprocessandequipment,aimedattheproblemsoftoomuchpunchingwaste,lowmaterialutilizationandhighenergyconsumptionintheexistingproductionprocessofcontinuouscasting，rollingandpunchinggrid,thepre-rollingprocessmethodofleadstripgridhasbeenpresented,whichleadstotheneededpunchingthicknessbecomingthinnerinthedierollingphrase,reducingthepunchingwaste.Consequently,theleadliquidutilizationinthemoltenstatecanbeimproved,energyconsumptioncanbereducedandtheleadbeltutilizationcanbeimproved.Accordingtotheproductionprocessofthenewgrid,theoverallplanofproductionlinehasbeendetermined.Theleadbeltcontinuouscastingequipmentandcontinuousrollingequipmenthavebeendesigned.Anewmethodfordrumcrystallizerhasbeenputforward,whichgreatlysimplifiedtheequipmentstructure,reducedthemanufacturingcostandtheusecostoftheequipment.Thestructuredesign,analysisandcalculationandstandardpartsselectionofthecontinuousrollingandcastingequipmenthavebeenintroduced.ThestaticfiniteelementanalysisofthemainstresscomponentsfortherollerandtheframehasbeendonebyusingofANSYS,andthestructureoptimizationdesignhasbeencarriedon.Throughtheoreticalcalculationandanalysis,thevalidityandreliabilityhavebeenensured,andtheproductdevelopmentefficiencyhasbeenimproved.Atpresent,thecorrespondingproductlineisintheprocessoftrial-manufacture.Predictably,theleadbeltmaterialutilizationratewillbeimprovedsignificantlybythegridcontinuouscastingandrollingproductlinewiththenewprocesstechnologies.Theenergyconsumptionofthewholeproductlinewillbereduced,andtheconsiderableeconomicandsocialbenefitswillbegot.Keywords:Lead-acidbattery;Grid;Continuouscastingandrolling;Finiteelementanalysis;Pre-rollingIV目录第一章绪论...........................................................................................................11.1问题的提出....................................................................................................11.2板栅在铅酸蓄电池中的地位........................................................................21.2.1板栅的形状对铅酸蓄电池的影响.....................................................31.2.2板栅的晶粒形状对铅酸蓄电池的影响.............................................31.3板栅生产的国内、外现状............................................................................41.3.1国内的研究现状.................................................................................61.3.2国外的研究现状.................................................................................71.4课题研究的内容和方法................................................................................81.4.1研究的意义.........................................................................................81.4.2研究课题来源.....................................................................................81.4.3课题研究的内容...........................................