连退炉导向辊热凸度对辊形及带钢应力分布的影响

为了更有效地控制连退炉内导向辊热凸度和改善带钢的跑偏及瓢曲变形,以单锥度辊为研究对象,运用MARC有限元软件,定量计算了在加热段和快冷段不同导向辊温差时的导向辊热凸度及其对导向辊辊形和带钢应力分布的影响.研究发现：导向辊热凸度随导向辊温差增大呈直线上升的趋势.在加热段,随着导向辊温差的增大,导向辊产生热凸度后的形状分别为双锥度辊、单锥度辊和“M”型辊,带钢张应力和带钢最大应力分布随着导向辊温差的增大而改变;在快冷段,导向辊产生热凸度后变为双锥度辊,导向辊热凸度会影响带钢张应力值和最大应力值,但不影响其分布.     

CAPL加热室的热工特点

本文介绍ＣＡＰＬ加热变热工工况，包括加热室的供热方式、热平衡和温度分布。通过分析加热室现有工况对带钢加热的影响，为避免带钢产生热瓢曲和断带，改善炉温分布，提出了改进措施。     

加热室炉温对带钢热瓢曲影响的研究

本文叙述了ＣＡＰＬ加热室供热的基本情况，通过现场测试和研究，确定了加热室炉温和带温的分布规律。测试结果表明，在炉子宽度方向上的温度差波动在６～６０℃之间，而带宽上的温差介于１４～１８℃之间。计算和分析表明，当带宽温差△ｔ＞５０～６０℃时，可能导致带钢产生热瓢曲。     

有高温相变的电工钢热轧起浪的有限元分析

针对电工钢自由规程轧制过程起浪问题,开展电工钢不同冷却条件下的连续冷却相变转变温度分析测定和Gleeble热模拟实验,发现电工钢在975~875℃的奥氏体-铁素体两相区,随着轧制温度降低,变形抗力反而减小;电工钢大量同宽自由规程轧制下的工作辊出现严重的不均匀的箱型磨损和明显的热胀,综合辊形变化显著.考虑电工钢两相区变形抗力差异和综合辊形变化,建立电工钢热轧过程轧辊轧件的三维弹塑性耦合有限元模型,仿真分析轧制力、弯辊与窜辊对承载辊缝形状的影响,研究摩擦系数、压下量与轧制速度对带钢宽度方向内应力变化规律的影响,采用Shohet板形判据确定电工钢比例凸度残差变化路径,明确电工钢在"平坦死区"较大的上游机架出现"异常起浪"的生成过程.该方法为电工钢热轧板形的浪形控制提供了依据.     

热带钢粗轧立辊调宽轧制过程变形研究及应用

针对工业现场热带钢轧机粗轧段立辊侧压调宽轧制的工艺特点,利用ANSYS／LS—DYNA建立了精确的立辊-水平辊三维轧制有限元仿真模型,模拟计算了不同工艺条件下轧件的变形,重点分析了横截面形状（“狗骨形”）变形特点和宽展变形特点,所建模型及计算结果已应用于粗轧段自动宽度控制（AWC）程序预设定值,应用效果良好。     

一冷室喷流速度分布及喷流冷却速度的研究

通过模拟实验研究、现场测试、理论推导和计算，找出了ＣＡＰＬ一冷室的喷流速度分布、带温分布及喷流冷却速度的大小，进一步分析了它们对带钢热瓢曲的影响。     

快速超薄铸轧机铸轧辊变形热力耦合模型

快速超薄铸轧机铸轧辊的辊芯与辊套为2种不同材质配合而成的复合体，存在不连续的结合面，辊芯内有几何结构复杂的内冷水槽而非单一实心体，周向温差较大，其温度场为非对称三维温度场，工作在多种物理场（热、力）下，作者运用热弹性力学理论，建立热弹耦合方程并求解，并结合接触压力（轧制力分布）模型，确定了铸轧辊温度场边界条件，得到了超薄铸轧机铸轧辊变形的计算模型。     

本钢浦项连续退火机组快冷段的稳定控制

针对本钢浦项连续退火机组在生产极限规格及高强钢时快冷段运行不稳定问题,对冷却负荷与带钢横向温差、冷却负荷与风机压力、高冷速情况下各水冷辊投入分配进行分析,横向板温差控制和风机挡板的开口度管理是实现对极限规格和DP钢种在连续退火机组稳定生产的关键,改进后,实现了极限规格小时产量提高25％,DP钢种性能合格率100％。     

基于连续退火炉数学模型的炉温优化策略

在带钢连续退火炉中带温对炉温的响应具有严重的非线性和滞后性,针对该问题,基于带钢连续退火炉热过程的数学模型，开发了一套开放式连续退火炉炉温优化计算机数值仿真系统，系统包括炉温启发式优化策略及其算法，该算法主要由滚动优化和启发式参数调整规则构成.通过数值仿真研究，表明该算法具有线性收敛特性，带钢的目标温度与带钢的计算温度十分接近，间接证明了该算法的正确可靠性.     

蒸汽发生器二次侧下降段流场特性分析

为深入了解蒸汽发生器二次侧流动特性,利用CFD专业计算软件,采用RNG k-ε湍流模型,对蒸汽发生器二次侧下降段的流动进行了数值模拟。结果表明,二次侧给水与再循环水在锥段处较短的距离内即开始产生交混,至锥段出口处时已经混合得较为均匀;在直管段处,热侧和冷侧的温度交混主要集中于交界面附近一相对稳定的区域内;相对而言,冷侧有较大的温度梯度,其影响范围也较大;热侧和冷侧的温差作用导致了给水从冷侧向热侧的质量流量转移,并且随着轴向位置的降低,其转移的质量流量逐渐增大;非均匀给水方式下,热侧和冷侧的下降段实际出口流量与初始流量之比均存在一定的偏差。     

升速轧制对热轧带钢层流冷却出口温度的影响

采用传热学原理建立了层流冷却温度有限差分模型,并用现场实测数据对水冷换热系数进行了自适应修正.对德盛1 150 mm热轧带钢层流冷却过程的温度变化进行了数值模拟,建立了一套层流冷却温度仿真系统,分析和研究升速轧制时带钢在层流冷却中温度变化的趋势.结果表明,层冷出口温度受带钢的速度影响较大,在升速过程中,如果不采用集管动态喷水调节,带钢温度出现前低后高的现象,并且随着加速度的增加带钢前后温差越大.以此为依据,现场过程自动化系统L₂级硬件采用过程服务器,基础自动化系统L₁级硬件采用西门子PLC,L₂级和L₁级软件分别在C++和Step7V5.4下编程实现,并采用了带钢头尾宏跟踪和过程自动化系统采用带钢样本微跟踪的控制策略,对处于变速及高速运动中的带钢沿长度方向逐点实施控制,用动态调节的冷却集管系统来保证在速度变化期间带钢层流冷却出口温度的稳定性.     

带钢厚度对纵向磁通感应加热影响研究

采用电磁-热耦合数值分析方法在物理参数相同的条件下,分别对2,4,6 mm带钢进行纵向磁通感应加热数值模拟.计算结果显示:带钢厚度越大,加热的最终温度越高,带钢与边部温差越大.但是在加热初始阶段,厚度较薄的带钢升温较快.而通过与透入深度的对比,不同深度下采用变频率加热,即可实现变频加热.     

平焰燃烧三维热态速度场的数值模拟

对试验炉型的平焰燃烧器速度场进行了冷态实验、冷态数值模拟,分析并验证了实验和数值模拟结果中速度场变化趋势的一致性和数值模拟结果的实用性。采用相同的模型,对加热炉内平焰燃烧的热态三维速度场进行了计算,分析了主燃烧区域轴向速度、径向速度和切向速度的变化规律,得出了热态速度分量的最大值沿射流方向衰减的无因次分布曲线。     

马钢立式连退炉内辐射管加热段带钢温度分布研究

结合马钢实际连退炉工艺特点,采用热平衡法建立了辐射管加热段全炉带钢温度分布计算模型,并利用实测数据验证了模型的可靠性。在此基础上,进一步分析了加热段全炉带温分布的影响因素,结果表明,辐射管温度、带钢厚度和带速对全炉带钢温度分布影响显著,而带钢宽度影响较小。     

辊底炉炉辊改进前后的热损分析和控制优化

采用数学模型分析辊底炉炉辊改进前后的水冷合金辊、纤维辊的热损规律．分析辊底炉存在的问题,指出炉辊改进的原因和关键点;建立两种炉辊的传热模型,提出基于牛顿搜索的迭代规划求解算法;研究冷却水流速和进水温度与两种炉辊截面上不同材质界面处的温度、出水温度、温升、吸热量及换热系数的关系．结果表明:炉辊分界面温度、出水温度、冷却水温升随流速增加而减小,两种辊临界流速为0.07和0.09 m／s,大于临界流速发生湍流,冷却效果倍增;考虑到减少结垢和水系统造价,还应控制出水温度在45 ℃之下和温升小于10 ℃,合适流速为0.4～0.8 m／s和0.2～0.6 m／s,此时完全湍流,冷却效率高,温升小;再增大流速,冷却水吸热量变化不大,能耗增大;强制湍流换热时,纤维辊热损约为合金辊的78％．应用效果表明:炉辊改进及优化控制后,由于纤维炉辊热损小,并且不用磨辊,产量大大提高,吨钢燃料消耗量大幅降低．     

窄带钢异步冷轧轧辊热凸度及带钢同板差应用研究

本文就窄带钢异步冷轧时的轧辊热凸度及各力能参数对带钢横向厚度分布(同板差)的影响进行了生产现场综合测试,并结合轧辊热变形及辊系变形理论,用有限差分法和影响函数法作了相应的计算分析,计算结果与现场实测值基本吻合。从而为将异步轧制工艺应用于冷轧窄带钢生产提供了完整的实测数据资料和实用工程计算软件。     

热管散热器变工况性能实验研究

用实验方法对一台新型热管散热器进行了变工况性能测试研究.人工环境实验室的空气处理机组模拟环境温度（即冷侧进风温度）,用电加热装置调节散热器热侧（热管蒸发段）空气进口温度.冷侧进风温度在5-41.5℃范围调节,热侧进风温度在20-55℃范围调节,得出散热功率与冷热侧进风温差有关而与进出风温度范围无关;对充液率分别为35%和25%热管散热器进行变工况实验研究,得出了热管散热器充液率25%时性能优于充液率35%时性能等结论.     

旋风炉内固相质点的分布规律及炉内燃烧过程机理的商榷

(1)对固体质点在旋风燃烧室内径向和轴向的运动规律性进行了冷态试验,并作了较全面的分析,从而指出炉壁附近沸腾燃料层的存在。(2)在当前旋风燃烧过程机理各国不同学派的学说分析批判的基础上,提出自己的“薄膜、紊流混合、沸腾燃料层的综合燃烧的设想”,通过冷态试验分析和热态理论计算,证实了这种设想的合理性,同时指出沸腾层的作用是旋风燃烧过程的主要特征,它的成败很大程度上决定了旋风炉的燃烧效果。通过沸腾层工况的分析,可以阐明炉内正常的与不正常的运行情况,并从而指出稳定和强化旋风燃烧的因素。     

巴基纸基复合材料导热性能模拟

为了优化设计巴基纸/SMP复合材料的加热工况及巴基纸形状,本文采用有限元软件FLUENT分析了不同工况条件下正弦形及直线形巴基纸/SMP复合材料的热传导性能。研究结果表明:加热功率相同时,正弦形巴基纸/SMP复合材料的温度相对较低,温度分布均匀性较好。相同体积内热源作用下,正弦形巴基纸/SMP复合材料达到稳态时温度相对略高;但是正弦形及直线形巴基纸基复合材料达到稳态时,最高温度和最低温度的温差基本相同,远小于相同加热功率作用下正弦形及直线形巴基纸基复合材料达到稳态时最高温度和最低温度的温差。说明巴基纸基复合材料加热的均匀性主要取决于巴基纸加热片的单位体积内热源,而不是加热功率。分析认为,巴基纸加热片的单位体积内热源越小,巴基纸基复合材料达到稳态时温度越低,温度分布越均匀。     

X70管线钢的CCT曲线研究

利用Gleeble 1500热模拟实验机对低碳微合金X70管线钢进行连续冷却转变实验,并绘制未变形及变形条件下的连续冷却转变(CCT)曲线,同时研究冷速及变形对实验钢组织和硬度的影响。结果表明:实验钢的连续冷却转变产物主要有铁素体、珠光体及贝氏体组织;随冷速的增加,实验钢相转变温度下降;随变形程度的增加,相同冷速实验钢的相变温度略有升高。