热连轧输送辊温度场的数值模拟

考虑热连轧带坯与输送辊辐射传热、接触热传导及空气冷却等动态边界条件,采用有限单元法,建立了热连轧输送辊瞬态温度场的二维模型,并分析计算了在保温罩内和保温罩外两种工况下输送辊的温度场.该模型能实现输送辊温度场的动态分析和精确计算,预测输送带坯时以及输送后空冷的输送辊瞬态温度场,获得输送辊达到热平衡的时间.试验和仿真结果表明,所建立的分析计算模型考虑因素全面、合理,计算精度较高,计算值与实测值吻合良好,真实地反映了输送辊的温度变化情况.     

热连轧精轧高速钢轧辊重复上机初始辊形预报

针对热连轧精轧高速钢轧辊重复上机时存在残留磨损辊形和残留热辊形影响初始辊形的问题,分析了残留磨损辊形和残留热辊形对板形控制精度的影响及难点,得出轧辊温度场是高速钢轧辊重复上机初始热辊形最佳表征方式的结论,提出高速钢轧辊下机后空冷过程温度场建模思路,并建立轧辊空冷过程温度场计算模型。在此基础上,基于热连轧生产线二级系统框架,研究形成了高速钢轧辊重复上机初始辊形预报技术设计方案,并在首钢京唐公司1 580 mm热连轧生产线应用。应用结果表明,该技术对实现热连轧精轧高速钢轧辊更高效应用和提高板形控制精度有显著效果。     

板坯在热轧过程中温降数学模型

为计算板坯在热轧过程中温度场的变化,建立了温降数学模型。该模型考虑了板坯在辊道上的空冷,喷水除鳞冷却,轧辊接触冷却、摩擦生热和轧制功生热等因素,将该楼型编制成计算机程序,以武钢热轧厂为例,经试算得出轧制后结束后的温度与实际生产数据接近。该数学模型可用于根据板坯出炉温度和轧制节奏预测终轧温度或根据轧坯温度修正后续轧制参数。     

有限元模拟技术在工字钢控冷过程中的应用

利用有限元方法对工字钢轧后控制冷却过程进行模拟，通过设定与实际冷却过程相符的初始条件和边界条件，获得轧件在冷却过程的瞬态温度场分布。有限元模拟结果与实际结果吻合较好，验证了模型的准确性。应用模拟结果将现有自然空冷的冷却工艺优化为空冷与水冷相结合的控制冷却工艺，改进后的冷却工艺显著改善了工字钢断面温度场分布。     

热连轧机组轧辊温度场及热辊型

针对热连轧机组轧辊温度场无法精准预测引起的辊耗及板形问题。为了实现轧辊温度场与热辊型的精确预报来减少异常辊耗和避免重大生产事故的发生,运用数值解析的有限差分法和轧辊热传导方程建立了适合于热轧轧辊温度场与热辊型模型,在此模型基础上引入热轧机组的轧辊冷却水智能分段冷却控制系统,充分考虑复杂状态下冷却水的存在和冷却水流速对轧辊温度场与热辊型的直接影响。结合热连轧轧制过程中的设备参数及其工艺特点,同时考虑轧制钢卷数量递增对轧辊温度场和热辊型的循环叠加作用,编写程序将理论计算公式、模拟调控模型与现场实际工艺设备参数相结合作为分析的研究对象。首先通过现场轧辊测温设备对工作辊和支撑辊进行温度测量,并将测得的实际温度分布值与模型计算值进行对比分析,得到相近的轧辊温度和轧辊凸度变化趋势以及一致的温度和凸度数值,验证了模型计算的准确性和有效性。随后根据结果进行研究分析,得到了钢卷数量变化对轧辊温度和辊凸度的影响,发现了钢卷数增加对温升的叠加影响,同时发现10卷左右将会完成轧辊温度场的温升稳定,同时分析得出冷却水流速在3种不同速度下的轧辊温度沿辊身方向分布情况。最终实现了对工作辊和支撑辊温度场与热辊型的精确...     

变铸轧条件下铸轧辊三维温度场仿真研究

从常规铸轧入手，建立铸轧过程中铸轧辊三场模型，并利用数值解法求出了温度场分布在此基础上对不同铸轧条件下铸轧辊温度场进行了仿真从而为铸轧辊的热变形分析计算奠定了基础。     

基于MARC二次开发的连续铸轧热力耦合分析

综合考虑辊套与铸轧板的弹塑性变形对温度场和应力场的影响，建立铝带坯双辊连续铸轧过程的二维动态热力耦合计算模型；为了建立铸轧过程复杂的边界条件和热接触条件，采用纯铝高温本构关系和接触热阻数值模型，用Fortran对MARC进行二次开发；采用更新的拉格朗日方法进行分析，得出铝带坯连续铸轧过程的温度场和应力场的分布；分析比较不同铸轧速度对铸轧板坯和铸轧辊温度场和应力场的影响。     

轧辊温度场及轴向热凸度有限元计算

采用大型有限元分析软件 ANSYS对四辊轧机工作辊的温度场进行了模拟 ,在模拟过程中 ,考虑了轧辊和轧件间的瞬态热接触和对流边界 ,动态分析了热轧时工作辊的升温过程 ,预测了工作辊的瞬态温度分布 ,并将所得的温度分布用于热凸度的近似计算中 ,其计算结果与文献结果相吻合     

轧辊温度场及轴向热凸度有限元计算

采用大型有限元分析软件ＡＮＳＹＳ对四辊轧机工作辊的温度场进行了模拟,在模拟过程中,考虑了轧辊和轧件间的瞬态热接触和对流边界,动态分析了热轧时工作辊的升温过程,预测了工作辊的瞬态温度分布,并将所得的温度分布用于热凸度的近似计算中,其计算结果与献结果相吻合。     

1800轧机工作辊热膨胀消除措施研究

在冷连轧的过程中，由于变形热使工作辊的温度上升28．05℃至29．71℃，工作辊热膨胀量达到0．146至0、161mm，超出设定磨削量，使得磨削量的控制不准确，影响磨削质量，通过设计科学的跟踪方案，利用回归分析的方法．寻找出工作辊的空冷时间模型，日常记录好环境温度，换出机架时轧辊的温度和轧制量，计算出需要空冷的时间，依靠在冷却辊架上冷却足够的时间，来消除轧辊的热膨胀量，提高轧辊加工和管理水平。     

Two-Dimensional Transient Temperature Field of Finish Rolling Section in Hot Tandem Rolling

Comprehensively considering the factors such as descaling cooling, air cooling, watercooling, frictional heat and deformation heat in gap of every stand, heat conduction betweenwork roll and strip etc, a model of two-dimensional transient temperature field of finish rollingsection in hot tandem rolling was built with finite difference method to calculate the temperaturefields of strip and work roll. So two-dimensional accurate analysis and calculation of strip tem-perature were realized, and the theoretical basis for predicting and controlling strip temperaturewas provided. The simulated results show that the model is practical and reliable.     

Measurement of Thermal Load on Working Rolls during Hot Rolling

Work rolls in hot rolling mills are thermally and mechanically loaded; both of these loading aspects are difficult to measure. Laboratory tests can be used for the specification of the thermal load in the cooling area; however a thermal load in a roll gap is still difficult to measure. The paper describes an experimental technique developed for monitoring the work roll surface temperature by sensors embedded in the work roll. Continuous hot rolling pilot line trials were performed for different process conditions. One parameter, for example, roll cooling, rolling velocity, reduction, or skin cooling, can easily be changed during the trials, and the effect on the thermal cycle of the work roll can be directly measured. These thermal measurements give very detailed information about the temperature field. An inverse heat‐conduction model has been developed to compute the surface boundary condition from the measured temperatures. The heat flux and heat transfer coefficient distribution along the roll circumference can be obtained afterwards. The results for different rolling velocities and reductions (up to 50%) are shown.     

宽带钢工作辊轧制中凸度的研究与控制

工作辊热凸度与轧制时间、轧制速度、轧制节奏、轧辊冷却水等有着密切的关系,充分了解轧辊热凸度在轧制过程中的变化,不仅可以提高宽带钢热连轧机组热辊形的模型控制及预报精度,而且可以通过及时调整轧制节奏和轧辊冷却水系统的工作情况来调整轧辊热凸度,对于板形控制具有重要意义。     

热轧带钢传热模拟及变形区换热系数的确定

采用数值模拟方法研究了带钢热轧区轧件传热和温度场分布规律.结合现场生产中测温数据,建立了轧制变形区内轧件与轧辊接触传热界面换热系数(HTC)统计模型.分析了辊缝变形区中轧件断面上温度演变和分布特点.研究结果表明,热轧带钢热轧区传热数值模拟计算结果与实际吻合良好;变形区内轧件与轧辊接触传热界面换热系数不仅与平均单位压力相关,而且与轧制速度相关;轧件在轧制变形区存在很大的温度梯度.     

Analysis of Strip Temperature in Hot Rolling Process by Finite Element Method

 The program was developed by finite element method to calculate the temperature distribution in hot strip rolling. The heat transfer coefficient of air cooling, water cooling and thermal resistance between work roll and strip were analyzed. A new heat generate rate model was proposed according to the influence of source current density, work frequency, air gap and distance to edge on induction heating by finite element method (FEM). The heat generate rate was considered into the thermal analysis to predict the temperature distribution in the induction heating. The influence of induction heating on the strip temperature was investigated with different strip thicknesses. The temperature difference became more and more obvious with the increase of thickness. The strip could be heated quickly by the induction heating both in surface and center because of the thermal conductivity and skin effect. The heat loss of radiation has important influence on the surface temperature. The surface temperature could be heated quickly with high frequency when the strip is thicker.     

基于遗传算法的工作辊温度场参数优化模型

针对热连轧机工作辊热辊形计算中温度场模型的热交换等参数难以确定的问题 ,建立了基于遗传算法的参数优化模型 ,可以解决复杂条件下的热参数的求解问题。利用优化参数计算的轧辊温度场与实际测量结果一致。     

某热轧1580生产线工作辊热凸度分析研究

热轧精轧机换辊、轧制中断、轧制节奏明显变化等工艺条件下,容易出现较大偏差,导致轧制不稳定、板形有质量缺陷等问题。对首钢某热轧1580生产线工作辊冷却方式进行改造,由辊身均匀冷却方式改为中段集中冷却方式,以便降低工作辊中部温度、减小中部与端部的温差,从而获得较好的工作辊热凸度轮廓曲线,轧制出板形和表面质量良好的带钢产品。     

FEM Calculation of Work Roll Temperature and Thermal Crown

The simulation of the work roll temperature field was carried out by means of ANSYS software, and the thermal crown of the roll along its axis was obtained. The thermalstructural coupled element and contact element were introduced. In the simulation of work roll temperature field, the convert boundary condition and the transient thermal contact between the roll and strip were studied. Besides, the dynamic variation of the work roll temperature and the transient temperature distribution of the work roll during hot rolling were investigated. The calculated results were in good agreement with the measured data.     

热连轧机轧辊热辊型及冷却制度研究

针对热带钢连轧机由于带钢规格变化(主要指窄料和宽料)导致轧辊热辊型的大幅度波动,对轧辊温度场、热凸度和冷却效应进行了分析。采用有限差分法对轧辊温度场和热凸度进行了数值模拟,计算值和实测值吻合较好。进而应用该模型根据来料规格、压下规程等因素来确定工作辊冷却水轴向分布,为热带钢连轧机工作辊冷却系统的改造提供了可靠依据。     

热连轧工作辊热平衡的优化研究与应用

轧辊热膨胀对承载辊缝形状和带钢板形具有显著的影响,而准确预报轧制过程中轧辊热膨胀是板形控制中的难点之一。针对某热连轧生产线单辊期内热膨胀量与轧辊温度不收敛的问题,利用自主开发的与产线生产完全一致的板形模型分析测试系统对热凸度二级模型进行了仿真分析与研究,提出了一种有效提高工作辊热平衡收敛性的优化方法,并进行了生产应用。该优化方法的应用解决了该热轧产线单辊期内热平衡不收敛的问题,消除了轧辊温度计算值和实测值之间的偏差,不仅提高了模型的预报精度,也大幅提高了该产线轧制带钢的凸度控制精度。