冷轧过程中乳化液润滑性能数值仿真分析

润滑是带钢冷轧过程中的一道重要的环节,润滑效果的好坏直接影响到轧机的工作状态和冷轧带钢的表面质量。如果冷轧过程中润滑效果不好会加剧轧辊磨损,降低带钢的表面形貌。为了控制板面质量减少轧辊磨损,需要研究轧制过程中的润滑特性和摩擦系数规律,本文基于CFD技术对冷轧薄板润滑状态进行仿真分析。在总结了前人研究的轧制过程中摩擦磨损机理后,计算油水两相的乳化液的粘度,选用湍流模型,采用有限容积法并选取分离式求解器进行求解。分析了轧制润滑油膜内部的压强分布,得到轧制过程油膜的承载能力和轧辊所受到的阻力矩,并分析了乳化液浓度、乳化液喷射速度、轧辊转速对轧制压力及摩擦系数的影响并研究了油膜厚度和油膜承载能力和摩擦系数之间的关系。研究结果表明乳化液浓度、喷射速度和轧辊转速的提高增强了油膜的承载能力,减小了摩擦系数；而油膜厚度和油膜承载能力与轧辊阻力矩都成反比关系,和摩擦系数的关系也是如此。离水展着性是乳化液的重要特性,本文通过模拟仿真观察了乳化液的喷射速度及油相粘度对乳化液的离水展着性的影响。通过仿真模拟可以模拟出不同参数下冷轧薄板的润滑性能,可提前实现冷轧过程的润滑特性的预测,并优化冷轧过程中的乳化液参数,结论对冷轧过程中摩擦磨损的控制及轧制力的调整具有指导意义。