冷軋帶鋼溫度及軋輥溫度場(chǎng)模擬.pdf

1、隨著冷連軋技術(shù)的發(fā)展,帶鋼軋制的高速化已成為現(xiàn)代化冷連軋機(jī)發(fā)展的趨勢(shì)。商速冷軋過(guò)程中,單位時(shí)間內(nèi)帶鋼的變形熱、帶鋼與軋輥之間產(chǎn)生的摩擦熱將大大增加,這給冷軋過(guò)程中的冷卻和潤(rùn)滑提出挑戰(zhàn)。
　　 良好的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)是基于對(duì)帶鋼冷軋過(guò)程中各種熱的行為準(zhǔn)確計(jì)算。本文將變形區(qū)分為入口彈性區(qū)、入口塑性區(qū)、粘著區(qū)、出口變形區(qū)以及出口彈性區(qū)并對(duì)每個(gè)區(qū)間的長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算。冷軋過(guò)程中,帶鋼在變形過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生加工硬化,因此在計(jì)算變形熱時(shí)本文采用了分段積

2、分的方法。摩擦熱的影響因素包括軋制力大小、摩擦系數(shù)以及軋輥與帶材之間的相對(duì)滑動(dòng)速度。在計(jì)算摩擦熱時(shí),本文似設(shè)軋制壓力在變形區(qū)內(nèi)按拋物線(xiàn)分布,而軋輥與軋件之間的相對(duì)滑動(dòng)速度則采用秒流量相等原理確定。
　　 在冷軋過(guò)程中,變形熱、摩擦熱的生成與分配是影響帶鋼溫度變化的主要因素。變形熱直接產(chǎn)生于帶鋼內(nèi)部,其進(jìn)入軋輥是以接觸傳導(dǎo)方式發(fā)生的。在處理帶鋼與軋輥之間的導(dǎo)熱系數(shù)時(shí),本文建立了其與軋制力、帶材屈服強(qiáng)度、帶鋼表面粗糙度、軋輥表面粗糙

3、度等因素的函數(shù)關(guān)系。摩擦熱產(chǎn)生于軋件與軋輥的接觸界面上,本文按照軋輥與帶鋼之間的初始溫度比例關(guān)系將其分配給軋輥和帶鋼。
　　 通過(guò)理論分析,本文開(kāi)發(fā)了一個(gè)能夠計(jì)算帶鋼出口溫度、機(jī)架間帶鋼溫度分布以及基于ANSYS平臺(tái)的模擬軟件。通過(guò)與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)比較,結(jié)果表明該軟件具有較高的計(jì)算精度。本文使用該軟件分析了各種工藝參數(shù)對(duì)帶鋼出口溫度的影響規(guī)律。模擬計(jì)算結(jié)果表明,隨著摩擦系數(shù)、加工硬化、軋輥溫度等的增加帶鋼的溫度升高,隨著張應(yīng)力的增大帶

4、鋼的溫度降低。為了適應(yīng)連軋機(jī)的需要,本文使用該軟件計(jì)算了帶鋼出口溫度、乳化液狀態(tài)以及軋制速度對(duì)經(jīng)過(guò)機(jī)架間冷卻后帶鋼溫度的影響規(guī)律。計(jì)算表明,帶鋼冷卻后的溫度隨著帶鋼出口溫度、乳化液濃度、軋制速度、乳化液溫度等的上升而上升,隨著乳化液流量密度上升而降低。
　　 本文基于商業(yè)軟件ANSYS模擬了實(shí)際軋制條件下軋輥的溫度場(chǎng)。給出了軋輥初始溫度、冷卻強(qiáng)度、軋制速度、帶鋼溫度等因素對(duì)軋輥溫度場(chǎng)的影響規(guī)律,并通過(guò)回歸公式獲得軋輥平衡溫度與冷