连续退火炉炉辊温度场及炉内带钢热瓢曲研究

摘要

连续退火炉内带钢的热瓢曲与跑偏一直是普遍存在的问题,也是难以解决的通病。对这一问题的研究已经具有了几十年的历史，对热瓢曲的产生机理、影响因素、预防措施的认识也达到了较高水平，但至今还没有形成完整、系统的理论体系，特别是带钢整体温度对热瓢曲影响的研究尚不成熟。
　　本文的研究分为两部分，首先综述了以往温度场计算的各种方法，比较了各种计算方法的优劣，在此基础上，建立炉辊与连续退火炉内带钢温度场计算的数学模型，编制程序进行计算。结果表明，按照带钢与炉辊全接触计算，炉辊表面温度的计算值和实测值在炉辊轴向距离从0-300mm（介于平台区边界与带宽之间）时吻合良好，自炉辊轴向距离300mm以后有一定的误差,并且计算值和实测值的差值在炉辊轴向距离为500mm（介于锥度区与带宽之间）左右时达到最大；按照带钢与炉辊平台区接触计算，除了在炉辊轴向距离为300mm左右时有一定的差距，其余计算值和实测值吻合基本良好；而按照带钢与炉辊前两者折中接触计算，计算值与实测值吻合良好，真实地反映了炉辊的温度变化情况。造成这种结果的主要原因主要是在实际生产过程中炉辊和带钢并不是完全贴合在一块，它们之间还存在着一定贴合度。
　　另一部分，阐述了连续退火炉内带钢热瓢曲的产生机理和过程，并运用ABAQUS有限元软件对其进行了数值模拟与分析。选取实际生产中具有代表性的生产线建立模型，得出了特定条件下炉内带钢热瓢曲临界张力的数值。模拟结果表明，在850℃时，带钢热瓢曲产生的临界张力大小在12MPa～14MPa之间；在700℃时，临界张力大小在22MPa～25MPa之间；在600℃时，临界张力大小在52MPa～54MPa之间。当温度在600℃～850℃之间时，整体变化趋势为带钢的温度越高，热瓢曲临界张力越小；带钢的温度越低，热瓢曲的临界张力越大，同时当温度在600℃～700℃之间，张力随着温度的升高下降的趋势很快，单位温度临界张力的下降量达到0.26MPa，而当温度达到700℃～850℃之间时，张力随温度变化的趋势趋于平缓，单位温度临界张力的下降量为0.09MPa，这与实际生产中的变化规律基本相符。
　　通过与实验物理模型所得结果的比对，说明温度场计算和热瓢曲数值模拟中各参数的设定具有一定的真实性，可为实际生产提供理论依据与参考。

目录

第1章 绪论

1.1引言

1.2文献综述

1.3研究目的和意义

1.4研究的主要内容

1.5本章小结

第2章 炉辊温度场计算

2.1 差分法介绍

2.2 炉辊与带钢的温度场计算

2.3 本章小结

第3章 带钢温度对热瓢曲临界张力的影响

3.1 引言

3.2 有限元软件ABAQUS

3.3 连续退火带钢热瓢曲现象

3.4 研究方法及带钢参数

3.5 有限元模型

3.6 有限元模拟结果与分析

3.7 本章小结

第4章 结 论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的研究成果