热连轧带钢层流冷却过程温度场模拟

轧后冷却过程中,卷取温度对带钢最终的微观组织和力学性能有重要影响。针对带钢轧后的层流冷却过程,分别采用有限差分法和有限元法,建立了带钢厚度方向的温度场模型,并将模型计算值与实测值进行对比。结果表明,两种方法建立的模型均能较准确地反映层流冷却过程中带钢的瞬态温度分布,为进一步分析带钢的微观组织转变和力学性能提供了依据。     

中厚板加速冷却过程控制

中厚板轧后冷却直接影响钢板的强度和韧性。为保证中厚板质量,提出一种新的加速冷却过程控制模型,对反馈偏差进行前馈补偿,并采用控制容积积分法建立钢板温度场,包括一维温度场模型,空冷模型,水冷模型,特别是对金属温度变化时发生的相变潜热进行处理。实验结果表明,该控制模型精度较高,返红温度偏差±5℃,可应用于生产实际。     

X80钢层流冷却温度场的有限元模拟

针对X80钢精轧后进行的层流冷却过程,借助MSC.Marc有限元软件并结合实测的X80钢精轧后的温度分布,建立有限元仿真模型,对不同冷却工艺下X80钢宽度方向的温度场进行分析计算,得到X80钢沿宽度方向的温度分布;通过实验获取X80钢层流冷却过程中换热系数,将获得的换热系数加载到冷却模型中模拟X80钢层流冷却过程的温度变化情况,对比得出不同层流冷却模式的冷却强弱效果。结果表明：对于强冷区,冷却方式为101的冷却效果比冷却方式为110和011的好;对于缓冷区,冷却方式为0011111000的冷却效果比冷却方式为1111100000和0000011111的好。     

汽雾冷却条件下转炉炉体瞬态温度场

通过有限元方法,对汽雾冷却条件下大型转炉炉体瞬态温度场进行了三维有限元仿真分析及宝钢300 t大型转炉热电偶数据实测,研究了该条件下炉体瞬态温度场的分布及变化规律.实测的炉壳温度及其变化规律与有限元仿真结果吻合较好,证实了炉体瞬态温度场有限元分析的可信性.研究结果表明,汽雾冷却条件下炉壳温度呈锯齿形波动(降温速度快,升温较慢),平均降温速度为2～2.5℃/min.运用汽雾冷却技术,可将炉壳温度控制在材料热蠕变温度(约400℃)以下,有效抑制了炉壳热蠕变变形.     

小湾拱坝施工期温度场动态跟踪仿真

针对小湾拱坝的施工现状,考虑了混凝土的热学参数及边界条件历时过程、混凝土浇筑过程以及通水冷却措施等因素,应用瞬态热传导三维有限元分析方法对拱坝施工期的温度场进行动态仿真计算,分析了坝体在施工期温度场的时空分布规律,并与监测温度值进行了对比分析.计算结果表明:整个温度场分布规律与监测资料基本吻合,仿真结果较为合理.同时,该研究成果对小湾拱坝施工过程中温控措施的合理性也进行了有效论证.     

PE燃气管热熔焊接头温度场有限元分析

采用牛顿冷却公式计算PE管内外对流换热系数,在准确的边界条件下建立热熔焊接头的二维轴对称模型,用有限元软件ANSYS对模型进行瞬态热力学仿真,得到焊接过程中温度随时间和位置变化的分布情况.用M7500红外摄像仪对PE管外表面沿轴向的温度分布进行了测量,结果表明仿真与实测结果吻合.最后对接头温度场进行分析,为降温速率对接头质量的影响提供一定的理论依据.     

非调质冷镦钢轧后冷却相变行为与组织的模拟

在有限元软件MSC.MARC的基础上进行二次开发,建立非调钢轧后冷却过程的有限元模型.研究非调钢轧后冷却过程中的相变行为,重点研究不同规格和冷却速度对非调钢组织转变的影响.结果说明,随成品规格增大、冷却速度降低,铁素体体积分数增多,珠光体体积分数减少,晶粒度级别降低.为生产工艺控制提供依据.     

分体冷却变压器的有限元二维热学模型仿真与分析

在大城市中,建立地下变电站多采用分体冷却变压器,然而目前针对分体冷却变压器的散热问题研究很少。采用有限元法对分体变压器温度场进行仿真计算。利用FLUENT软件建立了简化的分体冷却变压器二维模型,基于二维模型仿真计算得到的变压器温度场数据,并与试验测量数据进行对比,验证了二维模型仿真计算的有效性。分析了变压器上下油管壁厚和环境温度对温度的影响,为结构优化提供参考。     

H型钢冷却过程温度场模拟

利用大型有限元软件ANSYS对冷却过程中温度场进行了模拟计算,得到了热轧H型钢轧后冷却过程中温度场变化规律,并把计算值与实际值进行了比较,结果表明,计算值与实际值之间波动很小,整体而言二者吻合较好。     

0Cr18Ni9不锈钢焊接温度场的数值仿真

基于有限元软件SYSWELD对不锈钢0Cr18Ni9平板TIG焊的温度场进行三维动态模拟,得出了瞬态温度场分布图和特征点的热循环曲线,同时也得出了焊缝上任一点的温度变化与相变的关系.与文献资料比较表明,所建立的数值模拟仿真模型可以较好的模拟焊接温度场,为研究焊接过程中的应力应变和减少焊接应力与变形提供了参考依据.     

适应变速轧制的精细化轧件温度计算和控制模型

针对因变速轧制和复合冷却带来的卷取温度模型预报精度降低的问题,以热输出辊道上的冷却设备布置信息和辊间冷却换热形式为出发点,采用Crank-Nicolson(C-N)六点格式有限差分方法构建轧件轧后冷却温度计算模型;以前馈为主、反馈为辅,不断进行自学习来对轧件冷却温度进行控制,在精轧出口按照固定时间周期对轧件进行分段采样和前馈设定,在卷取入口按照长度进行分段采样和周期性反馈控制;为使模型适应升速轧制和因终轧温度控制所带来的速度扰动叠加的速度变化,对轧件在冷却区的运动进行精确的位置跟踪,并在冷却区中增设速度补偿区,对设定的冷却规程进行更新以补偿升速带来的冷却不足或降速引起的过冷.新的卷取温度模型以辊间冷却为计算单元,可有效地集成不同的冷却形式,并对变速轧制过程进行有效适应.自现场应用以来,卷取温度设定精度和控制稳定性大幅度提高.     

层冷控制模型在中宽带轧制中的应用

介绍了层冷过程控制模型及其冷却模式、冷却方式和模型自学习策略,将层流冷却控制模型应用于国内某厂中宽带轧后冷却过程.采用现场Q235A、4.5mm热轧中宽带生产数据,分析了带钢在输出辊道上集管组温降及现场应用效果,结果表明,该层流冷却控制模型现场应用效果良好.     

应用多因素耦合数值计算210 t钢包热状态分级

为精确管控周转钢包造成的钢水温降,以降低转炉出钢温度并减少能耗,使用有限元软件Ansys14和Para Mesh2.3网格随移技术建立钢包的传热计算模型,分析新包烘烤时间、空包时间、在线烘烤、离线烘烤时间和包衬侵蚀对钢包热状态及钢水温降的耦合影响;使用红外法实测温度,对比验证了模型的准确性.根据计算的钢水温度补偿值,建立包含包况信息编码的钢包热状态分级表.结果表明:受烘烤时间影响,第一包龄钢水温降变化范围是32.0~39.6 K;空包3 h无在线烘烤情况下,钢水温降约为47 K;有在线烘烤的情况下,前10 min的在线烘烤能够使钢水温降减少3.1~6.2 K;钢包侵蚀对包衬温度影响较大,但对钢水温降影响不大,最高不超过1 K.分级表应用于现场,为转炉出钢温度的设定和配包提供了依据,使M钢厂主要钢种出钢温度降低2.3~13.2 K.     

X65厚管线板控冷工艺与翘曲分析

通过扩展Avrami相变动力学模型、开发线性混合热膨胀模型和使用Leblond相变诱导塑性(TRIP)模型建立了X65厚管线板控冷过程的热力耦合有限元模型,全面考虑了相变潜热、相变膨胀、TRIP效应、热膨胀等机制.用该模型对3种控冷模式下X65厚管线板控冷过程的温度场和应力/应变场进行了模拟,并分析了控冷模式对翘曲变形的影响.结果表明:不对称冷却产生的上下表面间的温差所导致的应力/应变场的不对称分布是材料翘曲的根本原因;交替冷却不仅可降低温差,还可大幅减小材料的翘曲;实现上下表面对称冷却和采用交替冷却是保证产品平直和性能均匀的有效方法.     

H型钢控制冷却过程的应力场模拟

利用ANSYS软件建立H型钢模型并进行模拟,研究热轧H型钢轧后冷却过程中的热边界条件,分析H型钢在不同温度下应力应变场的分布及规律,为控制冷却系统的设计提供指导;分析不同冷却方式H型钢的力学性能,比较不同控冷方案,选择的控冷方案为：空冷5s后,水冷5s,再空冷5s。根据应力产生机理和对比控制冷却不同水流密度的模拟结果,在相同冷却时间条件下,随着水流密度的增大,H型钢的温度逐渐降低,最大应力逐渐增大。     

高炉球墨铸铁凸台冷却壁的温度场的有限元仿真

为探讨高炉凸台冷却壁的破坏过程,根据高炉的生产状况,确定凸台冷却壁的热边界条件,采用ANSYS方法,计算凸台冷却壁的温度分布;计算结果表明,凸台冷却壁的凸台部位和失去镶砖部位容易烧损;切断冷却循环水可以加速冷却壁的烧损.     

Analysis of the factors affecting thermal evolution of hot rolled steel during coil cooling

1. IntroductionPrecipitation is the most important metallurgicalprocess during coil cooling in a hot rolling mill. Beingone of the strengthening approaches, precipitationhardening contributes to the strength of steel products[1-5]. It is well known that p…     

钢板感应加热成形的实验分析和数值模拟

针对船体曲面板的感应加热成形方法,研究钢板感应加热的数值模拟模型,确定感应热源应用于钢板热应力成形技术的可行性,以及加热过程中的主要影响因素对于变形的影响规律.依据电磁场理论,基于ANSYS软件建立了钢板感应加热有限元模型,利用罗氏线圈测量加热过程中感应器的电流强度和频率,从而得到了数值计算时的电学参数,实验结果和数值模拟结果相吻合.结果表明:随着感应加热时间的延长,横向收缩变形增大,当感应器中的电流强度增大时横向收缩变形也增大,通过控制加热过程的电学参数和加热时间可以得到合理的变形要求.     

钢板激光多次扫描弯曲成形的数值模拟

利用有限元分析软件MSC．Marc，建立了中厚钢板激光多次扫描弯曲成形过程的三维弹塑性非线性热力耦合有限元模型．计算了整个激光弯曲成形过程中温度场、应力场和位移场的分布．实时测量了板材自由端一点位移和下表面三点温度随时间的变化．计算结果和实验结果吻合较好．用建立的模型分析了多次扫描过程中随扫描次数增加弯曲增量逐渐减小的原因．为激光弯曲成形工艺的实际应用奠定了理论基础．