热轧步进式加热炉内钢坯温度场数值模拟

采用有限差分法 ,建立了热轧步进式加热炉内钢坯三维温度场的数值计算模型。结合攀钢热轧厂加热炉的实际生产条件 ,对钢坯加热过程的温度场进行了数值模拟。通过现场拖偶实验准确确定了钢坯加热的边界条件 ,并验证了模型计算结果的准确性。在此基础上 ,通过模拟计算研究了加热工艺、待轧保温制度对钢坯温度场的影响 ,为优化轧制加热工艺提供科学依据。

热轧带钢粗轧区轧件温度场的数值模拟

为了优化轧制工艺和提高最终产品的质量,需要对轧件的温度场精确预测。通过对热轧带钢粗轧过程传热关系的分析,利用有限差分法建立了轧件三维温度场的数值计算模型。结合攀枝花钢铁集团公司热轧生产线的实际条件,利用该模型模拟了粗轧区轧件的温度场,并与实测结果进行了比较,验证了模型的可靠性。在此基础上,讨论了各种工艺因素对轧件温度场的影响,为改进和优化轧制工艺提供理论指导。

推钢式板坯加热炉流场、温度场和浓度场的模拟研究

针对推钢式板坯加热炉,建立加热炉内气体流动、燃烧和传热过程数学模型.采用计算流体力学(CFD)商业软件Fluent模拟得到加热炉炉内的温度场、流场以及反应物和生成物浓度分布.结果表明:通过预热空气至350℃和预热煤气至50℃,平均炉温能够达到1 300℃,满足钢坯加热温度要求.由于加热炉结构复杂,使得炉内有明显的回流,预热助燃空气可以有效提高炉温,燃烧充分时炉子热效率也高.模拟结果对加热炉优化设计及操作都具有重要的参考价值.

热轧带钢温度场数值模拟研究现状

综述了热轧带钢温度场数值模拟的研究现状 ,包括加热炉内钢坯加热、轧制过程轧件传热、层流冷却过程带钢数值模拟等研究。利用有限差分法或有限元法模拟轧件的温度变化 ,能有效地优化轧制工艺 ,提高产品质量 。

层流冷却过程中带钢温度场数值模拟

分析了带钢层流冷却过程中的传热,并利用有限元法对层流冷却过程中带钢温度场进行了模拟计算。结果表明:随着轧件厚度的减薄,在带钢厚度方向上的温差逐渐减小;冷却速度不同时,带钢表面温度和中心温度的变化趋势以及波动幅度相应发生变化。在进行模型计算时,应合理考虑带钢厚度及内部热传导的影响。这对提高数学模型的精度,控制卷取温度,提高产品质量以及指导生产具有重要意义。

304不锈钢棒线材热连轧温度场的数值模拟

采用三维大变形热力耦合弹塑性有限元法,借助商业有限元软件MSC .Marc ,建立了辽宁特钢3 0 4不锈钢棒线材1 8道次连轧过程的三维数学模型。采用3组连续模型模拟了该过程,道次出口处采用刚性面控制轧件前进,各模型之间的数据通过插值方式传递,得出3 0 4不锈钢轧件同一截面上心部、中部和表面点从出炉到1 8道次轧制过程的温降曲线。计算结果与实测值吻合。

步进式加热炉板坯温度场数值模拟

钢坯加热是轧制前的重要工序,随着燃料价格的提高及新钢种的应用,建立精确的钢坯温度-时间关系传热模型已成为提高产品质量和节能降耗的首要条件。以某钢厂轧钢加热炉为研究对象,对钢坯加热过程的温度场进行数值模拟。建立了板坯在加热炉内加热数学模型,采用有限容积法对模型进行了离散,通过编程求解得出:在各加热段钢坯角部温度最高,加热段升温速度最快,钢坯断面温差最大,均热段断面温差最小,钢坯出炉断面温差稍高,建议延长均热时间。

一种间歇式轧钢加热炉温度场的研究

钢坯由加热炉加热至轧制所需温度,加热过程中炉内的温度分布对最终钢材质量起决定性作用.以间歇式天然气轧钢加热炉为例,采用CFD(计算流体力学)方法分析加热炉内以及被加热钢坯内瞬态的三维温度场分布,用Fluent软件模拟了多种操作条件下的炉内温度分布,为提高加热炉工作效率提供了理论依据.模拟过程中考虑了更换钢坯时炉门开启引入的热损失.模拟结果可用来优化操作参数和提高出钢质量.

顶燃式热风炉燃烧过程的数值模拟研究

针对某公司的旋流顶燃式热风炉及其工艺参数,建立了气体流动、传热的数学模型,采用非预混燃烧方法处理煤气的燃烧,对其现有工况进行了数值模拟,分析了炉体内部的流场、温度场和浓度场。结果表明,燃烧室温度分布不均匀,出口温度较低;由于空气过剩系数较小,导致煤气燃烧不充分,有大量CO剩余;火焰长度较长,严重影响格子砖的寿命。通过调整空气过剩系数,适当的增加空气过剩系数,燃烧室出口CO体积分数明显降低,火焰长度明显变短,出口温度明显提高。

5356铝合金三辊连轧过程的数值模拟

借助Deform 3D软件对5356铝合金进行9道次热连轧数值模拟,研究了不同轧制速度条件下的轧件温度、等效应力和轧制力的分布情况.结果表明:降低轧制速度,塑性变形热对轧件温度的补偿能力减弱,轧件温度随轧制速度的降低呈现下降趋势,且下降幅度增加;提高终轧速度,轧件接触变形区等效应力随轧件温度的增加而逐渐降低;当终轧速度由1.4 m·s^(-1)增至2.6 m·s^(-1)时,轧制力呈下降趋势;当终轧速度由2.6 m·s^(-1)增至2.9 m·s^(-1)时,因塑性变形热对轧件温度的补偿能力较强,偶道次轧制力降低,温度增加为影响偶道次轧制力的主导因素,奇道次轧制力增大,应变率增加为影响奇道次轧制力的主导因素,最优终轧速度为2.6 m·s^(-1).

500T型热风炉燃烧通道结构设计及试验研究

针对粮食烘干热风炉试验成本投入大、煤粉燃烧配风控制严重依赖手工调节的问题,设计了热风炉燃烧通道结构,优化了配风参数,并进行了数值模拟试验。为了验证仿真结果的正确性,建立了热风炉实际模型,按照设计参数进行了煤粉燃烧试验。通过数值仿真结果和现场采集数据对比,发现数值模拟测得温度值与现场试验测量值误差低于5%。该结果对该粮食烘干用热风炉的设计、运行和改造具有一定的参考意义。

高速线材热连轧过程温度场数值模拟

通过对高速线材轧制过程各个环节传热关系及边界条件的分析,采用有限差分法建立了热连轧过程三维温度场计算模型。结合生产实践,利用该模型对整个连轧过程进行了温度模拟,得出轧件同一截面上心部、中部和外表面上从出炉到吐丝共26道次的温降曲线,计算结果和实测值吻合较好。

铜包铝复合电力扁排热轧过程温度场的数值模拟

采用刚塑性有限元法,以大型有限元软件DEFORM-3D为分析工具,考虑界面接触传热,对铜包铝复合电力扁排热轧成形过程进行了三维温度场模拟。结果表明:在轧件开始咬入与轧辊接触后,纯铜表面中部的温度先降低后升高,由于纯铜与轧辊的接触传热,轧辊与纯铜的接触部分温度低于铜包铝扁排侧部金属的温度;由于接触摩擦与塑性变形功转化为热量,开始轧制后轧件表面温度有所升高;轧制后铜包铝排铜层表面和铝芯的边部温度高于中部温度,由表及里温度升高;随着压下率的增大,在变形区轧件温度升高幅度增大;随着轧制速度的提高,在变形区铜层和铝芯温度变化更为剧烈,轧制后温降速率减小。

棒材热轧制过程的数值模拟

首先建立了棒材热轧制过程的数学模型。以某钢厂棒材轧线180 mm×180 mm坯料为研究对象,进行1/4建模和模拟计算。结果显示,模拟值和实验值误差在5%以内,粗轧过程中坯料温降较快,中轧过程中坯料温降较慢且逐渐趋于平缓,精轧过程中截面平均温度和中心温度一直上升,精轧后的断面温差相对较大;椭圆孔轧制后的表面温度均匀性要好于圆孔轧制,出炉温度越低,轧制过程中温度越低,随着轧制速度的增加,轧件表面温度逐渐增加,精轧阶段孔径越小,轧制后的轧件表面温度越高。

4070 m^3高炉热风管道温度场的数值模拟

针对某钢厂5号高炉(4070m^3)热风管道结构变形和破损问题,采用有限元方法对高炉热风管管道结构的温度场进行了数值模拟,并进行了实验验证。数值模拟结果显示:①正常工况下,主管温度无异常,但是在管道三盆口位置出现局部温度偏高,温度梯度明显,与现场破损位置一致;②热风管盲端和三岔口温度分布特征与实验吻合,热风管主管和支管外壁整体温度变化趋势同样可以与实验数据基本对应。

连铸坯在加热炉内的温度场数值模拟

采用MSC.Marc有限元模拟软件对加热钢坯进行埋偶试验,得出加热炉内部的实际炉气温度,并以此为边界条件。以钢坯入加热炉时的温度为初始条件,建立钢坯在加热炉内的三维温度场模型;计算钢坯在步进式加热炉内的温度场变化情况,得出不同热装温度的钢坯在加热炉内的温度变化;优化实际生产中的加热工艺。该研究为提高工厂生产效率,节约能源起到指导作用。

基于铸坯Q235B法兰件热辗扩过程温度场模拟

基于ABAQUS软件建立了三维有限元模型,采用Explicit显式算法对铸坯Q235B法兰件热辗扩成形过程进行数值模拟,研究了辗扩过程中温度场的变化规律。结果表明:辗扩过程中,环件温度始终是中间区域最高,而内外侧表面及上下端表面处为低温区,边缘区域最低,环件中间区域到表面区域的温度呈现由高到低的渐变分布,并且轴向方向上温度还呈现对称分布。本文的研究对铸辗成形工艺的制定与法兰件质量的预测具有指导性的意义。

钢管再加热炉炉内温度场和流场分布数值模拟

以某公司钢管再加热炉为研究对象,运用Fluent数值仿真软件对钢管再加热炉内温度场和流场进行了数值模拟,获得该加热炉的温度场和流场的分布图。计算结果为优化炉型结构提供了参考依据。

轧制钢坯温度对工作辊道轴承的影响

利用有限体积法,建立起轧制过程中钢坯三维温度场的数值计算模型。通过数值分析计算得到轧制过程中工作辊道上运输的钢坯通过辐射对流传热方式在计算域内的温度场分布。结果表明在未添加挡板和轴承座时,工作辊道轴承的表面温度从30℃升高到311℃只需要7 s;添加挡板和轴承座时,如钢坯温度恒定不变,轴承表面温度升到60℃需要3 min,如果钢坯温度随环境变化,则轴承表面温度升到60℃需要17 min。

带钢热连轧机工作辊动态温度场仿真与冷却工艺优化

在带钢热轧生产中,工作辊温度轴向分布是带钢板形横向厚差(包括凸度、楔形、边降)与平直性(包括瓢曲浪形、翘曲弯曲、镰刀弯)的重要影响因素。基于ANSYS有限元软件建立两种二维温度场计算模型,对精轧工作辊温度场的建立过程及其主要影响因素进行了数值模拟,揭示了相关轧制工艺参数及冷却工艺参数的影响规律。研究发现,仅在距表面2mm以内的轧辊表层区域,轧辊温度受轧制速度影响较大;轧辊上机前的初始辊温分布对于工作辊在线温度的影响,随着轧钢块数的增加而迅速减小,到轧制第10块带钢时温差已在1℃以内;工作辊轴向温度分布在经过轧制5块带钢即可稳定。通过设计正交试验仿真研究不同因素对工作辊轴向温度分布的定量影响,结果表明工作辊中部与边部的水流密度比值对轴向辊温分布影响最为显著,轧制速度的影响次之,而轧机入口与出口水量分配比例对轴向辊温分布没有明显影响;根据仿真研究结果,提出精轧F1-F7工作辊冷却的最优工艺条件,并经上机使用后跟踪实测工作辊下机温度轴向分布与仿真计算结果吻合良好。