水幕冷却高温钢板对流换热系数的研究

在实验室条件下，研究了水幕冷却高温钢板的对流换热系数，得到了对流换热系数与钢板表面温度、水幕水量及冷却位置的关系。     

层流冷却中水量对热钢板冷却能力的影响

进行调查水层流冷却热钢板工艺的试验，并根据试验结果，分析了水流量对冷却能力的影响。其结论要点如下：1）喷嘴与冷却钢板表面的垂直距离几乎不影响冷却能力。2）水流量的增加会提高冷却能力。但是，随着流量的继续增加冷却能力和“黑区”的长大均达到饱和。3）冷却能力的饱和与黑区的直径增大的极限有关。     

攀钢热轧层流冷却系统改造设想

介绍了热轧层流冷却系统的基本结构、控制原理，以及国内外的发展情况。分析了攀钢层流冷却系统的现状，在结合钢种、规格进行相关理论计算的基础上，提出了针对布置形式、冷却能力、控制策略及数学模型的改造建议。     

攀钢热轧层流冷却系统改造设想

介绍了热轧层流冷却系统的基本结构、控制原理，以及国内外的发展情况。分析了攀钢层冷却系统的现状和存在的问题，并结合钢种、规格进行相关理论计算，提出了对布置形式、冷却能力、控制策略及数学模型的改造建议。     

热轧带钢层流冷却的控制策略及其应用

阐述了热轧带钢层流冷却常用的7个控制策略，即前馈控制、反馈控制、自适应控制、带钢头尾冷却控制、带钢边部冷却控制和对带钢厚度的适应性冷却控制以及对升速轧制的适应性冷却控制的内容及其发展，同时还简单地介绍了这些控制策略在国内某些热轧板厂的实际应用情况。     

层流冷却温度场数学模型的研究现状

温度场数学模型是层流冷却控制系统的核心。对层流冷却温度场模型的研究现状进行了评述,介绍了轧后层流冷却温度场的发展包括温度场的结构演变以及层流冷却换热机理的研究进展,介绍了层流冷却温度场与相变、应力/应变耦合计算及其应用效果,展望了温度场数学模型未来的发展方向。     

控制冷却对热轧多相钢板机械性能的影响

本文论述了钢的化学成分和热轧后冷却状况对其显微组织及机械性能的影响。生产多相钢最重要的一点是,通过添加Si、Cr合金元素和控制冷却获得期望的马氏体和奥氏体,净化铁素体晶粒。控制初始冷却速率会影响铁素体转变的数量、铁素体净化和残留奥氏体中碳的富集;控制第二冷却速率和卷取温度可改变低温转变产物的特性和溶于铁素体中的碳含量。Si可加速铁素体的转变和净化铁素体,而且可提高抗拉强度与延伸率的积。Cr可提高钢的淬透性和屈强比。轧钢厂对所推荐的C、Mn、Si、Cr成分的钢进行生产试验,是为了进一步证实在实验室得到的成分和工艺参数。还对这些三相钢板的应用如制造轮盘进行了试验。     

热轧带钢层流冷却温度控制模型的应用分析

 工业大学金属材料与加工重点实验室, 安徽 马鞍山 243002) 摘要：在带钢热轧后的冷却过程中，热轧带钢卷取温度的数学模型是至关重要的。介绍了某热轧带钢厂的卷取温度控制数学模型，针对传统的热轧带钢层流冷却卷曲温度控制中数学模型的固有缺陷，分别采用了差分方程和有限元数值模拟的方法，建立带钢厚度方向上的温度场。对测得的数据进行了分析，结果表明：在考虑带钢与介质的热交换的同时再考虑带钢内部的热传导大大提高模型的预报精度，为定量地描述计算值与实测值之间的偏差提供了依据。     

宝钢热轧层流冷却卷取温度控制的改进

针对宝钢热轧层流冷却卷取温度控制系统中，影响卷取温度的各种因素进行了分析，提出了相应改造措施，得到了很好的效果。     

卷取温度对热轧X70管线钢层流冷却过程残余应力的影响

通过热膨胀仪和Gleeble3500热模拟试验机检测X70钢的膨胀系数、高温屈服强度和弹性模量,采用Marc有限元软件计算了热轧带钢在层流冷却中卷取温度分别为500、550和600℃时的温度场、相变体积分数、残余应力随时间的变化.结果表明:层流冷却过程中,在水冷前期带钢边部的应力超过了该温度下钢板的屈服强度,带钢板形会向着边浪发展;水冷结束时,边部应力值再次超过屈服强度并发生了塑性变形,带钢板形会向着中浪发展.在保证X70管线钢性能的条件下,降低卷取温度有利于钢板贝氏体相变的完成和层流冷却阶段残余应力的降低.     

热轧轧后层流冷却工艺设备及控制

讨论轧后层流冷却系统的系统工作原理和结构特点,并对带钢层流冷却控制模型进行了分析,同时归纳了国内部分热轧厂的层流冷却装置的布置参数．     

中厚板层流模型中水冷换热系数参数回归及优化

阐明了中厚板层流冷却系统中的数学模型，对传热过程中的核心——换热系数做了分析和回归计算，并对其进行了参数化和自学习调优．实践证明，这些方法能够满足现场的需要，取得了良好的控制效果．     

热轧中厚板超快速冷却过程温度场数值模拟

 超快速冷却工艺作为热轧钢板生产的核心技术,对改善板材产品组织形态、提升产品性能具有重要意义。在中厚钢板的超快速冷却过程中,心部与表面之间的冷却速度差异使得钢板在厚度方向上形成内外温度差,而超快速冷却中钢板表面的换热机制较为复杂,两者综合提升了中厚板冷却机制的界定难度。为提升中厚板超快冷模型计算精度,完善其换热体系,建立了中厚钢板轧后超快速冷却过程中等效换热系数反求法的数学模型。该模型依托离散解析法,基于导热微分方程及物体正规阶段的状态特点,将求得的超越方程根转化为等效换热系数,并将此作为超快冷温度场模型的边界条件。在此基础上,构建了超快速冷却温度场仿真模型,验证了20 mm钢板超快速冷却机制下的温度场。结果表明,等效换热系数反求法的数学模型能够适用于中厚钢板的超快冷工艺。     

热轧层流冷却控制中的反馈速度优化

针对武钢热轧二分厂厚板层流冷却控制中尾部温度陡降的问题,详细分析了"Flying Carpet"模式下因速度测量系统的切换而产生的速度抖动现象对层流冷却前馈控制造成的干扰,结合现场实际情况,提出了1套反馈速度优化方案,实际控制效果表明:带钢尾部温度陡降现象消失,由此产生的性能改判和卷取机停车问题得到彻底解决,提高生产稳定性,保证产品质量。     

热轧钢板在加速冷却时的温度模型

介绍了一个采用有限差分法开发的温度模型.该模型可预测热轧钢板在冷床加速冷却时横断面的温度变化,算法的精确性得到商业有限元软件包的验证.模型中考虑了实际生产中钢板在空气中、水平流区、水紊流区的温度演变,同时还可耦合实测的热物理参数进行计算,这有助于提高模型的精确度.     

高温表面喷雾冷却传热系数的理论分析

以池内膜态沸腾为基础，将喷雾颗粒的冲击作为一种扰动，对喷雾冷却过程进行了建模，分析了水流密度、高温表面温度、雾滴尺寸、雾滴冲击速度对喷雾冷却换热系数的影响。并以一种全锥喷嘴为例，利用该模型进行了计算、分析，结果证实该模型对实际应用具有一定的指导作用。     

热轧带钢的冷却参数与翘曲关系

针对卷取温度为500℃的12 mm厚X70管线钢热轧带钢,利用MARC有限元软件建立层流冷却过程中的热-力-相变耦合的数学模型,计算两种下上冷却水比时层流冷却过程中温度场、应力、应变、相变体积分数和翘曲度随时间的变化.结果表明:1.25水比的冷却过程中,厚度方向上各面的冷却速度不一致,导致水冷前期带钢上下表面应变不同,带钢会产生向上的翘曲,冷却过程中边部最大的翘曲量达到21.84 mm;水冷后期带钢板形会逐渐恢复平直,但由于水冷过程中发生塑性变形,终冷时厚度方向上贝氏体含量的差异,卷取时带钢边部依然有-9 mm的翘曲量.上下表面的不均匀冷却是引起翘曲的根本原因.在保证X70管线钢性能条件下,采用1.58的下上水比工艺,卷取时边部翘曲量仅为-0.58 mm,合适的下上水比能大幅度减小层流冷却过程中带钢的横向翘曲.     

喷雾冷却中射流出口高度和高温钢板表面温度对换热系数的影响

利用有限元耦合场数值模拟计算方法进行了高温钢板纯水喷雾冷却的模拟,研究了射流出口高度和钢板表面温度对换热系数的影响.模拟结果表明:在其他参数不变的情况下,随喷射距离(在200~500mm范围内)的减小,换热系数总体呈增加趋势;随钢板表面温度(在1050~200K范围内)的增加,换热系数总体呈减小趋势.     

基于BP神经网络的中厚板层流冷却终冷温度预报

通过分析层流冷却过程中钢板终冷温度的各种影响因素,建立了终冷温度的BP神经网络预报模型,确定了网络的输入、输出量.运用"试凑法"对不同网络结构进行了训练,最终确立了神经网络模型结构,并用所建模型对终冷温度进行预测.结果显示:网络预测值与现场实测值比较逼近,误差基本维持在±7℃,证明所建模型是合适的,可以用于生产现场的指导.