烧结机栏板断裂原因分析.pdfVIP

1烧结机栏板断裂原因分析 潘紫薇 包家汉 童靳于 （安徽工业大学机械工程学院，马鞍山 243002 ） 摘 要 针对某烧结厂烧结机栏板断裂的问题，本文采用 ANSYS 有限元软件中的热-机耦合的方法，首先 建立了栏板的三维实体有限元模型，在此基础上模拟了栏板在不同时刻温度作用下各部位温度场及应力场 的变化，并结合栏板材料的金相组织分析，找出了栏板断裂的原因，即栏板结构的安全裕度不大，但不会 引起栏板裂纹；栏板材料的石墨面积率仅为 0.1 左右，球状修正系数为 0 ，基本无球化，这是造成栏板断裂 的主要原因。 关键词 烧结 栏板 裂纹 有限元法 金相 Fracture Analysis of Sintering Machine Fence Pan Ziwei Bao Jiahan Tong Jinyu (School of Mechanical Engineering, Annuli University of Technology, Ma’anshan, 243002) Abstract Based on the crack problem of the fence on sintering machine in one factory, the thermal structure coupling method of ANSYS finite element software is adopted to establish the 3D solid finite element model of the fence. On this basis, the change of temperature field and stress variation at different times is simulated. The reasons for the crack problem of the fence are founded through the FEM analysis and the metallurgical structure analysis. The reasons show that safety margin of the fence is not high ，which will not generate crack ; The graphite area ratio of material is only about 0.1, spherical correction factor is 0, almost no spheroidization, which is the main factor of causing fence fracture. Key words sintering, fence, crack, FEM, metallographic 1 引言 栏板是烧结机的主要部件，在烧结过程中，栏板承受机械负荷和热负荷的共同作用，其工作条件和工作 环境都比较恶劣，在交变应力的作用下很容易产生裂纹而导致其断裂[1] 。某烧结总厂烧结机栏板在使用过程 中，经常产生横向与纵向裂纹（图 1）。随着裂纹的扩展，导致栏板出现断裂破坏。这样不但增加了费用， 更重要的是必须停机更换栏板，从而降低了烧结机作业率，同时增大了工人的劳动强度。因此，确保烧结机 栏板的强度至关重要。 由烧结机栏板工作特点可知，栏板在工作工程中，存在较大的冷热交替变化的过程，产生较大的热应力， 该热应力是设计和使用中的主导应力，其大小直接影响到栏板的疲劳寿命。由于烧结机栏板工作条件恶劣及 变温条件的复杂性，依靠传统的解析方法难以求解其温度场和应力场，有限元分析方法就成为解决这类问题 行之有效的方法。 潘紫薇，教授，硕士导师，手机zwpan@ahut.edu.cn 烧结机栏板断裂原因分析