基于正交试验铸轧带钢气雾冷却温度场分析

利用ANSYS对铸轧带钢气雾冷却温度场进行数值模拟。结合铸轧冷却的特点,分析气雾冷却影响因素为水压、气压、运行速度、终轧温度及终轧厚度。结果表明:芯部温度是随着水压及气压的增大,带钢芯部温度是降低趋势,且低水压段影响程度为0.1℃/kPa,高水压段影响程度为0.037℃/kPa;低气压段影响程度为0.037℃/kPa,高气压段影响程度为0.082℃/kPa。通过正交试验设计,采用直观分析和方差分析方法,分析了运行速度、水压及气压对带钢芯部温度的影响。结果表明:运行速度对带钢芯部温度影响效果最为显著,水压和气压对钢板芯部温度有一定的影响。     

多排气雾冲击射流换热过程的试验研究

气雾冷却是带钢连续镀锌后的一种强化冷却方式。气雾冷却装置的设计和运行的关键是掌握气雾换热系数。采用试验方法研究了多排气雾射流冷却高温钢板的换热系数,考察了喷气流量和喷水流量对换热系数的影响。试验结果表明：喷气流量对气雾换热系数影响可以忽略;喷水流量对换热系数影响显著,在喷水流量为0.96～1.59 m^3/h时,换热系数随喷水流量的增加而明显上升,最大可达5 650 W/（m^2.K）;喷雾冷却的换热系数远大于常规喷气冷却,能有效地强化镀后冷却。     

厚规格钢板在ACO中极限冷却速度研究

通过数值模拟方法对钢板冷却过程温度变化进行研究,分析冷却速度随换热系数的变化规律.结果表明,随着表面换热系数增大,冷却速度呈S形,逐渐达到一稳定值.随着换热系数的增大,当冷却结束时,钢板表面温度接近于冷却水温度,冷却速度达到极限值.极限冷却速度远大于加速冷却和超快速冷却的冷却速度.极限冷却速度随钢板厚度的增大、开冷温度升高和终冷温度的降低而减小.冷却水温度对极限冷却速度影响较小.     

气体射流冲击高温钢板的瞬态换热实验研究

采用实验的方法研究了单个圆形喷嘴冲击射流冷却高温钢板的瞬态传热特性.实验中喷嘴到被冲击表面距离H/D为4和8,射流Re数为在22 700到31 000的范围内.实验结果表明,提高气体流量可以有效提升圆形喷嘴的换热能力.射流冲击距离H/D和射流Re数对Nu数具有明显的影响.在对瞬态实验结果的分析表明,随着实验工件表面温度的降低,换热系数和Nu数逐步降低,说明被冲击表面温度对气体射流冲击换热系数和Nu数具有一定的影响.在气体射流冲击冷却过程中,被冷却物体表面温度对换热系数的影响不可忽略.     

热处理钢板气雾冷却数学模型的开发与应用

针对某钢厂新建的热处理钢板气雾冷却装置,基于有限差分传热仿真计算,开发了相应的热处理钢板气雾冷却数学模型,其中详细考虑了钢板在冷却区内所经历的多种传热边界条件,包括水冲击传热、辊子接触传热、辐射传热和自然对流传热。通过现场的钢板表面温度测试工作表明,模型预测值与实际测试值之间的吻合情况较为良好,模型具有较高的仿真精度。应用该模型,按照一定的热处理工艺要求（主要指对出口温度和钢板表面／中心温降速率的控制）,对气雾冷却区进行了冷却水表的理论设计（即各种厚度规格钢板所对应的冷却水流量）,其设计结果已成功地应用于生产现场。     

棒材水冷过程仿真系统的研究与开发

对棒材水冷过程传热机理进行了研究和分析,采用FLUENT软件对不同穿水管冷却不同规格棒材时的流动传热性能和阻力特性进行了分析,获得了棒材在穿水管内冷却时的压力、速度和温度变化情况,得到了压差随流量变化的特性曲线、对流换热系数随流量变化的特性曲线、喷嘴阻力特性曲线,以及这些曲线对应的拟合数值模型,在此基础上编制了棒材水冷过程仿真系统软件,可快速精确地模拟出棒材水冷过程温度变化情况,在多个棒材轧机生产线上取得了较好的实际应用效果,对冷床入口处棒材表面温度的预测精度达到了±20℃。     

除尘系统双流量喷嘴的性能试验研究

通过试验研究了除尘系统双流量喷嘴，在喷嘴不同结构参数下气压和水流量变化的特性，分析了喷嘴结构参数、气压、水流量对水压、气耗率、雾化角、颗粒度以及水滴喷出速度的影响规律，优化后的喷嘴有效地改善了烟气冷却不充分的状况。为喷嘴雾化冷却性能的分析研究和优化设计提供了技术途径。     

中厚板冷却过程高精度温度模型

实现高满意度轧后冷却控制目标必须依赖于轧后冷却过程控制系统高精度的温度场计算模型。以钢板内部热传导、空冷及水冷换热系数为主要研究对象,建立了轧后冷却数学模型,回归了空冷和水冷换热系数,采用Crank-Nicolson有限差分法求解钢板温度场。将该模型嵌入到国内某中厚板厂轧后冷却控制系统,对不同钢种不同厚度钢板进行轧后冷却试验,试验结果表明,实际终冷温度和目标终冷温度偏差±10℃的命中率在90%以上,很好地实现了冷却过程温度控制。     

200 mm×200 mm方坯连铸机二冷区喷嘴冷态特性研究

通过对200 mm×200 mm方坯连铸机二冷区喷嘴进行测试,考察了目前在用的3/8PZ7050QZ5、HPZ2.0-60QZ2和HPZ1.5-60QZ2三种型号喷嘴的压力和流量特性、水流密度、打击力和喷射角等冷态性能参数。测试了不同水压条件下,喷嘴的喷射角、水流密度分布随水压变化的情况。测试结果表明:水喷嘴的喷射角随水压变化较小,各水压下的喷射宽度和水流密度可满足铸坯的冷却需要,但较小的水压易造成喷出水滴的粒度过大,不利于铸坯均匀冷却;气水喷嘴的喷射角随水压增大而递增,保持气压0.2 MPa不变,当水压达到0.2 MPa及以上时,喷射宽度大于铸坯宽度,水流密度分布曲线由中心逐渐向边部发散且偏离中心,喷出水滴的雾化程度逐渐加剧。     

带钢层流冷却过程中冲击穿透深度的数值模拟

带钢在层流冷却过程中距表面较近的区域温度存在反复升降的现象,造成厚度方向上组织和性能的差异。结合酒钢CSP热轧带钢生产数据,建立一维热轧带钢有限元模型,计算层流冷却过程中带钢的温度场。提出了冷却过程中带钢冲击穿透深度的概念,并初步探究其影响因素。厚度为3和4mm的带钢计算得出的卷取温度比实测温度分别高3和8℃,相对误差分别为0.44%和1.16%,验证了模型和假设的合理性。结果表明,冷却过程中冲击穿透深度受带钢的导热系数、平流区的对流换热系数、带钢表面温度和喷嘴分布的影响;带钢上表面喷嘴分布较少,冲击穿透深度随对流换热系数的增大而增加,下表面喷嘴分布密集起主导作用,增加对流换热系数,冲击穿透深度几乎不受影响。     

常化炉气雾冷却系统的应用

为了满足高牌号无取向硅钢和高磁感取向硅钢常化退火的工艺要求,设置了常化炉冷却段,通过气雾、空气及喷淋水达到带钢冷却要求。其中气雾冷却段要求最高,故气雾冷却技术越来越受到关注。目前工业上应用的两相流冷却技术主要采用空气雾化水,雾化后的气体和水滴的混合物直接喷射到带钢表面以较快冷却带钢。气雾冷却具有换热系数大、冷却效率高等优点,是一种较为理想的冷却方式。     

连铸的控制冷却

冷却是连铸技术的一个重要部分,气雾冷却喷嘴可以在很大范围内调控水和空气压力,从而控制冷却温度.本文介绍了气雾喷嘴传热系数的测量方法,实验参数与工厂参数一致,变化参数为压力、拉速等.实验测量了传热系数和热流在钢表面的分布.冷却参数对于连铸的设计以及冷却曲线的选择很有用,本文发现在高温区和低温区,冷却强度是有区别的.     

常化炉气雾冷却系统的应用

为了满足高牌号无取向硅钢和高磁感取向硅钢的常化退火工艺要求,设置了常化炉冷却段,通过气雾、空气及喷淋水达到带钢冷却要求。其中气雾冷却段要求最高,故其气雾冷却技术越来越受到关注。目前已投入工业应用的两相流冷却技术主要采用空气雾化水,将雾化后的气体和水滴的混合物直接喷射到带钢表面以较快速率冷却带钢。气雾冷却具有换热系数大、冷却效率高等优点,是一种较为理想的冷却方式。     

常化炉气雾冷却系统的应用

为了满足高牌号无取向硅钢和高磁感取向硅钢的常化退火工艺要求,设置了常化炉冷却段,通过气雾、空气及喷淋水达到带钢冷却要求。其中气雾冷却段要求最高,故其气雾冷却技术越来越受到关注。目前已投入工业应用的两相流冷却技术主要采用空气雾化水,将雾化后的气体和水滴的混合物直接喷射到带钢表面以较快速率冷却带钢。气雾冷却具有换热系数大、冷却效率高等优点,是一种较为理想的冷却方式。     

低温钢筋穿水冷却工艺

 根据低温钢筋穿水冷却工艺特点,利用现场实测数据并结合理论分析得到不同规格低温钢筋穿水冷却过程中的对流换热系数。采用MSC Marc有限元软件与现场试制结果对低温钢筋穿水冷却过程进行了研究。研究了冷却水流量、终轧温度、穿水时间等工艺参数对低温钢筋温度场和组织演变的影响。模拟结果表明：当冷却水流量为120 m3/h时,钢筋芯部开始有珠光体转变;当冷却水流量为400 m3/h时,钢筋芯部无铁素体转变;冷却水流量为160～200 m3/h时,所获得的组织为针状铁素体与贝氏体。终轧温度增加50 ℃,出水冷装置后钢筋表面温度约增加10 ℃,返红温度约增加30 ℃;在200 m3/h水流量下冷却1.2 s,终轧温度为1 050 ℃时,其芯部组织为针状铁素体与细小的贝氏体。在相同水压与水流量条件下,随着穿水速度的增加,淬透层深度减小,返红温度增加。     

气雾冷却系统-气封装置中射流有效作用宽度参数设计

为了阻挡在冷却过程中钢板上表面形成的薄水层,每组气雾冷却装置前后都布置一排气封装置,限制水流由两侧流走,从而得到平直的板形。通过对体积流量、单个喷嘴的有效作用宽度等参数的研究,选择合理的数值阻挡水流,为实际装置的设计提供理论依据。     

气雾喷射冷却换热数值模拟研究

通过热流耦合法研究了气雾和高温模钢板之间的换热特性。对于离散相体积分数小于10%～12%的气雾,应用混合对流换热模型研究了气-水体积分数、入射速度、气-水速度比、喷射距离对换热特性的影响。研究结果为模具钢在线淬火设备研究设计和实际产品生产提高的重要参考依据。     

雾化冲击射流冷却热轧钢板的研究

利用有限元耦合场数值模拟计算方法对热轧钢板雾化冲击射流冷却进行模拟计算,结果表明,在其它条件相同的情况下,单喷嘴喷射时,在上喷和下喷的喷嘴附近冷却能力相同;多喷嘴喷射时,横向存在二次冷却,钢板表面横向温度分布总体上呈现逐渐降低的趋势。     

缝隙流冷却特性分析

压辊式淬火机由高压区和低压区组成，其中高压区在钢板的淬火过程中起着重要作用，本文目的是研究高压区缝隙喷嘴冲击射流的流体力学特性和热传递特性，应用CFD软件对其进行数值计算，得出其速度、压力、平面换热系数曲线，为淬火工艺提供依据。     

热轧层流冷却对带钢板形的影响仿真分析

为分析某热连轧生产线在开卷后出现的拱背或纵切分条后出现的翘曲问题,建立ANSYS有限元仿真分析模型,分析层流冷却过程的带钢温度分布和内应力情况。在确定边界条件时,采用FLUENT软件对带钢水冷换热过程进行了数值仿真分析,得到换热系数。利用ANSYS模型仿真分析了层流冷却上下水比、前段和后段主冷模式以及初始横向温度分布对带钢内应力分布的影响,并根据分析结果,采取了改变上下水比、后段主冷模式,改善精轧横向温度不均匀分布等措施,使得拱背和纵切翘曲导致的板形缺陷改判率由4.2%降低到1.05%。