热轧板坯高温感应加热有限元分析

利用有限元法分析了不同工作频率下的热轧板坯高温感应加热过程,结果表明:工作频率和板坯形状尺寸对感应加热过程有重要影响,工作频率较低时,集肤效应不十分明显,涡流透入深度与工作频率满足δ∝f-1-2关系,温度最大值位于上表面距对称轴一定距离处.随着工作频率增加,温度最大值向板坯角部移动.矩形板坯感应加热过程较为复杂,应根据不同工艺要求选择合适的工作频率.计算了板坯感应加热过程,温度计算结果和实测值吻合良好,计算模型可靠.分析结果为热轧板坯高温感应补偿加热生产实践提供了依据.     

板坯直轧感应加热的有限元模拟

针对板坯连铸直轧过程中的感应加热技术进行研究,综合运用纵向磁通和横向磁通2种感应加热方式解决板坯补热问题。以板坯空冷温度场结果为基础,建立板坯感应加热有限元模型。通过 VB对 ANSYS的二次开发调用,实现板坯和线圈相对运动过程中感应加热的三维有限元模拟。结果表明：经过纵向磁通感应加热后板坯边角温度仍然偏低;横向磁通感应补热能有效提高板坯边角温度,2种方法的结合使用对于板坯直轧的实现有一定的指导意义。     

蓄热式轧钢加热炉板坯加热温度场研究

利用MSC．Marc软件建立蓄热式加热炉内板坯三维温度场有限元计算模型。结合首钢中厚板轧钢厂加热炉实际生产情况，模拟计算板坯加热过程中温度场的情况。根据板坯温度“黑匣子”试验结果，验证了模型计算结果的准确性，为研究加热工艺对板坯温度场影响、优化板坯加热温度制度提供了科学依据。     

板坯连铸直轧感应补热有限元分析与试验

 为减少连铸与热轧工序之间坯料再加热的能源消耗,连铸直轧技术蓬勃发展,其关键技术之一在于连铸与轧制工序之间的补热工艺。针对板坯连铸直轧实际生产中对补热工艺的要求,建立了纵向磁通和横向磁通感应补热有限元模型,分析了板坯的补热过程。结果表明,纵向磁通对板坯表面整体补热效果好,但无法解决板坯边角温度偏低的问题;横向磁通可有效地对板坯边角进行局部补热;选择合适的电流大小和板坯移动速度,可使板坯温度分布更均匀。同时,使用自制的感应补热样机做补热试验,对补热效果进行检验,所得的试验结果与模拟结果一致。分析结果对板坯连铸直轧在实际生产中的感应补热工艺具有指导意义。     

板坯加热温度对冷轧镀锡板AlN溶解的影响

 通过实验室固溶热处理试验和现场热轧工艺试验研究了板坯加热温度对AlN溶解的影响规律,并采用热力学计算进行了验证,比较了不同热轧加热温度的冷轧退火成品板的织构类型特征。研究结果表明：当板坯加热温度大于1150℃以上时,板坯中的AlN均能较充分溶解,其溶解量大于90%,常规的热轧板坯加热温度能够满足热轧镀锡原板AlN溶解的工艺要求。试验结果为制定合理的热轧镀锡原板加热温度提供了依据。     

基于Sysweld软件的步进加热炉板坯三维温度场分析

考虑板坯实际温度分布不均匀的事实,结合某钢厂的一座步进式加热炉建立了板坯加热过程的三维数学模型及其离线仿真系统。应用Sysweld有限元软件的热处理模块对加热炉内板坯温度场进行计算,并与黑匣子拖偶测试数据进行比较验证。计算结果显示在保证板坯加热质量的前提下,得到了板厚以及入炉温度与板坯所需加热时间的关系式,表明提高板坯入炉温度有利于提高加热效率,缩短板坯在加热炉内的加热时间,降低板坯氧化烧损量。     

钢板感应加热的试验研究

钢板的感应加热工艺中,升温速度和升温曲线影响钢板的温度分布。对感应加热炉内磁场进行测量,分析了磁感应强度的分布,确定了感应加热温度分布的均匀区域;设置测温点测量不同加热工艺的温度;并针对钢板感应加热过程中升温速度以及升温曲线对钢板温差的影响进行试验研究,结果表明：随着升温速度的提高,钢板的温差增加;相同的升温速度时,不同的升温曲线对钢板的温差有重要影响,合适的升温曲线有利于减小钢板的温差。     

热轧板坯加热温度场数值模拟及应用

 建立了三段步进梁式加热炉板坯加热过程数学模型,用全隐式有限差分法对数学模型进行离散化,开发了板坯温度场计算模型。采用该模型重点研究了板坯宽度对板坯中心温度变化过程的影响规律。研究结果表明,对于厚度为200 mm的板坯,当板坯宽度大于600 mm时,板坯中心温度变化过程与板坯宽度无关。以此为根据,优化了板坯加热工艺,达到了提高生产效率并节能减排的目的。     

热轧板坯加热工艺优化

建立了三段步进梁式加热炉板坯加热过程数学模型,用全隐式有限差分法对数学模型进行离散化,开发了板坯温度场计算模型.采用该模型重点研究了板坯宽度对板坯中心温度变化过程的影响规律.研究结果表明,对于厚度为200 mm的板坯,当板坯宽度大于600 mm时,板坯中心温度变化过程与板坯宽度无关.以此为根据,优化了板坯加热工艺,达到了提高生产效率并节能减排的目的.     

厚规格板坯加热温度均匀性测试研究

通过对厚规格板坯加热黑匣子温度测试,分析大型步进梁式蓄热加热炉厚板坯加热速率变化,确定厚规格板坯加热过程温度随时间的变化曲线,并通过调整加热炉二级控制模型参数和燃烧模型设定温度,使其符合厚板坯加热过程中实际温度变化情况.该措施取得了显著效果.     

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.     

IF钢热轧板翘皮缺陷的加热工艺改进

京唐公司热轧厂在IF钢生产过程中出现了热轧工序导致的翘皮缺陷。经过系统分析,认为是板坯加热温度不均匀,以及轧制过程中板坯尾部温降快、轧机冷却水密封效果不佳等问题综合导致的。主要介绍首钢京唐热轧厂在消除IF钢翘皮缺陷攻关工作中采取的加热工艺措施。通过调整烧嘴开度优化炉内温度场,并按照轧制过程中的温差需求控制板坯头尾和宽度方向温差。经过黑匣试验验证,板坯加热质量达到预期目标,最终消除了热轧工序导致的翘皮缺陷。     

中厚板加热炉板坯温度控制模型研究与优化

板坯温度控制模型是加热炉过程控制的核心,主要任务是根据生产工艺和相关数学模型控制、协调和优化获得加热质量较好的板坯。针对中厚板加热炉过程控制的板坯加热环节多变量和温度预报不精准等问题,选取了热流密度和热物性参数,并结合有限差分法建立的二维差分模型,对板坯温度控制模型进行了优化。将优化后的模型嵌入到在线燃烧二级自动控制系统,主要现场应用效果为加热炉各段的温度稳定度在±10 ℃以内,板坯的开轧工艺温度合格率达到了98.28%,煤气节能率提高了5.56%,氧化烧损率降低了15.05%。通过现场应用效果可知,优化后的板坯温度控制模型在节能降耗的基础上,获得了加热质量较好的板坯,为各钢厂加热炉实际生产提供了重要的参考依据。     

工业纯钛加热工艺及其在板坯加热炉上的实践

根据工业纯钛的物理化学特性,对钛坯加热工艺进行探讨,并在现有步进梁式板坯加热炉上进行实践。通过实践得出:钛坯加热时,在低温段缓慢升温而高温段快速加热,可通过调整步进梁运行间隔时间来确保钛坯在各加热段上的加热时间满足工艺要求;为确保各段炉温满足钛坯加热工艺要求,加热过程中不使用预热段烧嘴;当钛坯运行到加热段后,加热段和均热段上的烧嘴全部打开确保炉内气氛呈微氧化性,烧嘴采用小流量燃烧控制;加热过程中烧嘴火焰不得接触钛坯表面。以上加热工艺通过现场实验,能满足板坯加热炉加热钛坯的工艺要求。     

Optimisation of a slab heating pattern with various skid button heights in a walking-beam-type reheating furnace

A three-dimensional heat transfer model considering various skid button heights for the prediction of the temperature history of steel slabs was performed in order to obtain the optimal heating pattern of these slabs with minimum energy consumption in a walking-beam type reheating furnace. An algorithm was developed using a simplified conjugated-gradient method combined with a shooting method and was used as an optimiser to design the furnace temperature distribution. The effect of the skid button heights on the design requirements, such as the energy consumption necessary for heating a slab, skid-mark temperature uniformity at the furnace exit and slab discharging temperature, was investigated. The parametric study results indicated that the skid-mark temperatures significantly decrease with increases in the skid button heights. In addition, the optimal designs suggested lower energy consumption for heating a slab and improved skid-mark temperature uniformity as compared to the original operating conditions in a steel plant.     

Experimental study of induction heating for steel plates

The temperature distribution of steel plates is affected by heating rates and heating curves in the process of induction heating.The magnetic flux density inside the induction furnace was measured,the distribution of magnetic flux density was analyzed and the uniform area of the induction heating temperature distribution was ascertained.The locations for measuring temperature were set and the temperature in different processes was measured.The influence of heating rates and heating curves on the temperature difference of steel plates was studied.The experimental results showed that the steel plates’ temperature difference increased with the increase of the heating rate.The temperature difference was obviously affected by different heating curves when the heating rate was the same.A suitable heating curve would be beneficial to reduction of steel plates’ temperature difference.     

新日铁取向硅钢热轧边裂及其防止方法

新日铁针对取向硅钢热轧板存在的边裂问题，采取了电磁搅拌、连铸板坯直送边部加热、实施板坯边部压下、电磁感应加热、控冷控轧、控制热轧精轧开始温度和终了温度、最终道次压下率及加热温度、控制组织、减少边部与中间的温度差异、消除狗骨等一系列措施，取得了明显效果。