中厚板軋制過程軋件溫度場(chǎng)模型建立與研究.pdf

1、中厚板生產(chǎn)是鋼板的熱加工過程，加熱、軋制、冷卻、剪切等生產(chǎn)工序均是在特定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行的，隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，鋼板的溫度場(chǎng)在不斷變化中，與之對(duì)應(yīng)的是，鋼板的內(nèi)在組織結(jié)構(gòu)和應(yīng)力狀態(tài)也在不斷演變中。鋼板溫度場(chǎng)的精確預(yù)測(cè)和控制，不僅是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品尺寸高精度控制的基礎(chǔ)，更為重要的，是實(shí)現(xiàn)鋼板組織演變、綜合性能預(yù)測(cè)和控制的保證。
　　本文以國(guó)內(nèi)某中厚板生產(chǎn)線自動(dòng)化控制系統(tǒng)改造項(xiàng)目為背景，對(duì)軋制過程中軋件溫度場(chǎng)模型進(jìn)行深入研究，充分考慮軋制過程各項(xiàng)

2、因素對(duì)軋件溫度場(chǎng)產(chǎn)生的影響，建立軋制各階段的換熱系數(shù)計(jì)算模型，采用絕對(duì)收斂的隱式差分法進(jìn)行求解。選取該廠軋制日志中記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，對(duì)比計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)表面溫度，縮小模型計(jì)算值與實(shí)測(cè)溫度間的偏差。研究主要內(nèi)容如下:
　　(1)基于傳熱學(xué)基本原理，建立中厚板軋制過程軋件溫度場(chǎng)模型。分析軋制過程中熱量傳遞的三種方式，根據(jù)中厚板特點(diǎn)提出適合中厚板溫度場(chǎng)計(jì)算的一維導(dǎo)熱微分方程，對(duì)軋件進(jìn)行空間和時(shí)間上的離散并構(gòu)建其差分格式，推導(dǎo)隱式差分法求

3、解溫度場(chǎng)的軋件表面和內(nèi)部節(jié)點(diǎn)計(jì)算公式。
　　(2)軋制各階段換熱系數(shù)的確定與調(diào)優(yōu)。分別計(jì)算空冷、除鱗和軋制階段的換熱系數(shù)，打破以往對(duì)軋件溫度分布以厚度中心線對(duì)稱的假設(shè)，空冷階段分別考慮軋件與空氣對(duì)流和與輥道接觸對(duì)計(jì)算上下表面換熱系數(shù)的影響，并根據(jù)不同氧化鐵皮厚度對(duì)換熱系數(shù)進(jìn)行修正;計(jì)算除鱗階段由于冷卻液逆向流動(dòng)造成的鋼板頭尾溫差;軋制階段同時(shí)考慮軋件與軋輥接觸和塑性變形造成的溫度變化。
　　(3)軋制過程軋件溫度場(chǎng)實(shí)時(shí)計(jì)算系

4、統(tǒng)開發(fā)。在VC++6.0環(huán)境下采用基于對(duì)話框的MFC進(jìn)行編程，該系統(tǒng)可以作為獨(dú)立進(jìn)程進(jìn)行計(jì)算，該系統(tǒng)具有良好人機(jī)交互界面，實(shí)時(shí)顯示軋制各階段的軋件心部、表面和平均溫度。
　　(4)離線程序仿真現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算。采用本文中編寫的溫度場(chǎng)實(shí)時(shí)計(jì)算系統(tǒng)調(diào)用該中板廠軋制日志中軋制數(shù)據(jù)離線計(jì)算軋制各階段軋件溫度場(chǎng)，分別對(duì)比本文計(jì)算值和原模型計(jì)算值與實(shí)測(cè)表面溫度之間的偏差得出本文模型計(jì)算精度優(yōu)于該廠原有溫度計(jì)算模型，說明該系統(tǒng)具有現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用的可行性。