热连轧线热卷箱中的温度场分析与工艺参数改善

摘要

随着现代汽车工业、机械制造业、家电制造业等行业的发展，钢板在这些领域的应用越来越广泛，但是由于现代社会对产品质量的要求越来越高，导致各行业对钢板材料的质量要求也在不断地提高。但在带钢热连轧生产过程中，中间坯头尾温差过大导致成品带钢全长机械性能不均，质量无法满足各行业对高质量钢板的要求，直到采用了热卷箱技术后，才很大程度上解决这个问题，同时还可以降低生产成本。热卷箱是现代化板带钢轧制工艺中用于将中间坯卷取并开卷的设备，位于粗轧机之后切头飞剪之前。由于它的出现，给板带钢生产带来了诸多的好处，完全可以说它是板带钢生产的一次革命。
　　国内某钢厂新引进了热卷箱技术对老生产线进行改造，由于在制定轧制工艺参数的时候仍沿用了老生产线的轧制工艺参数，生产过程中出现了一些问题，不能完全发挥热卷箱的作用。因此工厂想要得到热卷箱工作时的温度场分布情况和热卷箱提高中间坯温度、降低头尾温差的具体数值，直观了解热卷箱对中间坯的作用，根据中间坯温度分布情况，改善轧制工艺，充分发挥热卷箱的作用。由于国内对热卷箱相关问题研究较少，导致工厂在改善工艺参数时缺少依据。
　　本文首先综述了热卷箱技术在国内外的发展情况，介绍了热卷箱技术在国内的应用情况。然后根据国内某钢厂正在使用的热卷箱卷的相关数据，确定中间坯在热卷箱中的换热系数，分析各工艺参数和环境因素对中间坯温度的影响，建立中间坯在热卷箱中的分析模型，使用现代分析软件Ansys对生产过程中的钢坯在热卷箱中的温度场情况进行模拟分析，对比传统热连轧生产线与安装了热卷箱的热连轧生产线的中间坯在进精轧机时中间坯温度的差异，分析热卷箱在提高中间坯温度和降低头尾温差的效果，得到具体的相关数据。
　　最后根据求解的具体数据结合实际的生产工艺，改善热卷箱的卷取速度、中间坯宽度、开卷速度等相关参数，为工厂热连轧生产线相关工艺参数的制定提供了重要的参数依据，并为下一步的研究提供基础。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题的研究背景

1．2 热卷箱国内外发展现状

1．3 热卷箱的组成及工作原理

1．3．1 热卷箱的组成

1．3．2 热卷箱的工作原理

1．4 热卷箱的优缺点

1．4．1 热卷箱技术的优点

1．4．2 热卷箱技术的缺点

1．5 本课题研究的内容

第2章 传热学理论及Ansys热分析方法分析

2．1 传热学

2．1．1 热传导

2．1．2 对流传热

2．1．3 辐射传热

2．1．4 角系数

2．2 Ansys热分析方法分析

2．2．1 有限元法基本思想

2．2．2 ANSYS如何进行热分析

2．2．3 有限元法在冶金设备上的应用

第3章 采用Ansys对热卷箱的温度场进行分析

3．1 Ansys分析模型的建立

3．1．1 材料性能参数

3．1．2 热卷箱基本参数

3．1．2 有限元建模的过程及简化

3．1．3 选择网格类型

3．1．4 分析模型参数的确定

3．1．5 热力场分析条件设定

3．1．6 网格化分

3．1．7 加载求解

3．2 Ansys模拟分析结果

3．2．1 热连轧生产线上中间坯冷却模拟结果

3．2．2 热卷箱提高中间坯的温度分析

3．2．3 热卷箱降低中间坯头尾温差分析

3．2．4 热卷箱均热效果分析

3．3 小结

第4章 热连轧线工艺参数改善

4．1 改善热卷箱卷取速度

4．2 开卷速度控制

4．3 角系数选择

4．4 小结

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢