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热轧和冷轧的主要区别,锂电池热轧工艺应力分析

  执子念        2021-04-23 15:22:18

热轧和冷轧的主要区别,锂电池热轧工艺应力分析


热轧和冷轧都是钢板或型材成型的工序,它们对钢材的组织和性能有很大的影响。钢的轧制主要以热轧为主,冷轧通常只用于生产小号型钢和薄板等尺寸精密的钢材。


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锂电池热轧工艺应力分析


接下来小编向大家介绍锂电池极片的热辊压工艺。


极片是锂电池的重要组成部分,辊压机对极片进行辊压是极片生产过程中极其重要的一道工序,热辊压机是指能轧辊被加热的辊压机,当利用热辊压机辊压极片时,可以提高极片的压实密度、极片质量和制程速度,当前主要采用向轧辊内导入加热后的导热油的方式加热轧辊,可是对此加热方式的加热工艺研究较少。


这次我们以将热辊压机的轧辊辊面加热至110℃至120℃为目标,按照不同的加热方法向轧辊内导入导热油加热轧辊,采用有限元仿真对其加热过程、能耗和辊面温差进行分析和对比,得到最佳加热工艺,并通过对单根静态轧辊进行加热试验,对仿真结果进行验证。为了减少加热轧辊的时间、提高辊面温度分布的均匀性,提出了其它两种油道结构的轧辊,并在同一加热工艺下,对三种油道结构的轧辊的加热过程和热应力进行仿真分析和比较,为改进轧辊结构提供理论依据。


利用导热油加热的轧辊主要有两种油道结构:中通型和周边打孔型。


中通型结构是在轧辊的芯部加工一个通孔,将导热油从轧辊的一端导入,另一端导出,温度从轧辊的芯部传递至辊面。此结构具备结构简单,加工容易,成本低等特点,但能耗较大,需将整个轧辊加热,不易控制辊面温度。


周边打孔型结构在轧辊的芯部加工有中心孔,在轧辊的四周加工有横向通孔,导热油从轧辊的从动端进入轧辊,也从轧辊的从动端流出。此结构能使导热油在轧辊内部保留时间较长,辊面温度分布均匀性较好,加工较为容易,由于横向油道距辊面距离δ较短,能快速的调整辊面温度。本文研究轧辊的结构属于周边打孔型。


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中通型轧辊剖视图

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周边打孔型轧辊剖视图


通过使用模拟仿真软件,进行模拟分析,分析压辊表面温度分布


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轧辊辊面温度分布云图


在辊面上任意截取两条母线,母线的长度为700mm,以中点为零点,温度为纵坐标,作出两条温度曲线,通过比较可得:辊面中间的温度高于两端,靠近进油端的辊面温度低于另一端,两条母线对应点上的温度相差不大,在圆周方向上,辊面各点的温度一致。


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下面在进行瞬态分析中,导热油进出口温度和流速、辊面换热系数及外界环境等的设置与稳态分析过程中的一样,分析如下:


当轧辊辊面处于较低温度时,对外界传递热量少,温度上升得快,当处于较高温度时,对外界传递热量多,温度上升得慢。


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     轧辊辊面升温曲线


在加热轧辊初始阶段,导热油与轧辊的换热量较大,随时间推移,温差越来越小,直到趋于稳定,分析其原因,开始加热轧辊时,轧辊温度较低,导热油与轧辊之间的温差大,因此两者之间的换热量大,所以进出口处油温相差大,随轧辊温度上升,两者之间温差缩小,换热量减少,进出口处油温相差变小。


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进出口油温差


经有限元分析当进出口油温差趋于稳定时,辊面温度的大小和温度分布也趋于稳定。


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辊面最大温差


小编在本次先做个小结:


1)加热时间越长,轧辊辊面温度分布越均匀,进出口处油温差越小;


2)导入导热油的油温越高,则需导入的流量越低,反之亦然;导入导热油的


流量越大,辊面温度分布均匀性越好,加热时间越短;


3)当进出口油温差趋于稳定时,辊面温度的大小和温度分布也趋于稳定。


注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!

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