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《河北理工学院》 2004年
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连铸方坯热送直轧温度场的计算机仿真及工业软件开发

董欣欣  
【摘要】: 目前,连铸坯热送热装及“热送直轧”技术的应用程度已成为衡量钢铁生产技术水平的新指标,而对炼钢热轧实施一体化的关键环节之一就是准确掌握铸坯从切割后热送至轧机前各阶段的热场变化。但是,目前有关连铸方坯在热送、热装、感应加热过程中的温度场模拟与预报大多是针对某单一过程的研究,不能适应实际生产中呈现的复杂性和多样性。本硕士论文是根据热送热装和热送直轧的实际工艺过程,以唐钢棒材厂连铸方坯为研究对象,对其从热送、步进炉加热(或补热)以及电感应补热等过程的温度场变化进行了计算机模拟,并开发了铸坯温度梯度的仿真预报软件,该软件在计算时充分考虑了不同工艺过程及冷却条件对铸坯温度场的影响。 根据本研究得到如下结论:针对连铸方坯热送时带与不带保温罩两种传热条件,采用有限差分法进行了各种有关传热模型的数学解析,并对整个热送过程进行了计算机模拟,所得结果与实测符合得较好,故为铸坯热装加热(或补热)及电感应补热过程的热场模拟提供了可靠的温度场初始条件;利用本研究定量给出的铸坯在热送过程中保温罩的保温效果,对减少铸坯的热损失、提高其热装温度给出了建设性意见;通过数学解析得到的铸坯在步进炉内的传热模型及所采用的炉膛热平衡模型,其计算结果与现场实测基本吻合;给出的热装温度对步进炉能耗的定量化影响对降低燃耗具有重要的参考价值;对连铸方坯在感应加热过程中的热场变化,利用文献[41]对感应加热时的模型解析由于其假设条件与实际的感应加热条件差距较大,故在透热层内的模拟结果明显偏离实测;若将电效率及“气隙”对铸坯感应加热效果的影响考虑在内,则有限差分法与有限单元法所得结果在变化规律上基本相似,角部温度差距最大到40℃,故本研究预报的温度场模拟结果具有较高的可靠性;在本研究基础上开发的温度场仿真预报软件,充分考虑了不同工艺过程及冷却条件对铸坯温度的影响。大量实测及与有限元法的相互印证表明,本软件给出的预报结果具有较高的可靠性,从而为热送热装、热送直轧工艺开发及炉内热平衡预报提供了新的设计工具。
【学位授予单位】:河北理工学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TF777.2

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