雙輥鑄軋輥套傳熱規(guī)律及熱輥型的數(shù)值模擬研究.pdf

1、鑄軋輥在鑄軋生產(chǎn)中起著極為重要的作用,鋁熔體在輥縫中凝固結(jié)晶與塑性流變.傳熱過程是鋁合金鑄軋中的兩個基本物理過程之一,研究與認(rèn)識鑄軋輥的傳熱規(guī)律是設(shè)計鑄軋環(huán)境,鑄軋工藝,控制鑄軋板質(zhì)量的基本需要.隨著市場需求的提高,鑄軋工藝的強(qiáng)化,鑄軋板的板凸度和板形問題在生產(chǎn)實(shí)際中已開始日益凸現(xiàn)出來.由于鑄軋與冷、熱軋工藝原理與過程有本質(zhì)區(qū)別,在鑄軋板板形問題中熱輥型的影響更為突出.研究與掌握熱輥型的形成機(jī)理是解決鑄軋板板形問題的基礎(chǔ).該文根據(jù)國內(nèi)外

2、的有關(guān)鑄軋傳熱數(shù)模的分析,結(jié)合試驗(yàn)與機(jī)理研究,運(yùn)用數(shù)值計算方法,建立鑄軋過程傳熱的分析模型,主要進(jìn)行了以下幾方面的研究工作:建立了描述鑄軋輥邊界熱載荷的數(shù)學(xué)模型;推導(dǎo)了各種分析模型中基于平衡法建立的差分方程,提出了其邊界條件的處理方法.對鑄軋輥輥套斷面溫度場分別進(jìn)行了一維瞬態(tài)、基于拉格朗日法的二維瞬態(tài)和基于歐拉法的二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱模擬計算,研究比較了輥套中周向熱傳導(dǎo)的影響情況,從而為輥套的軸對稱坐標(biāo)下的導(dǎo)熱分析奠定了基礎(chǔ);并對不同的鑄軋速度

3、、輥套材料導(dǎo)熱系數(shù)、內(nèi)部水冷換熱系數(shù)的影響進(jìn)行了研究.對鑄軋區(qū)鋁熔體和部分輥套進(jìn)行了傳熱的耦合求解,其中采用熱焓法來處理凝固潛熱;并結(jié)合優(yōu)化方法,利用測試數(shù)據(jù),求得了鑄軋界面平均換熱系數(shù).在由鑄軋區(qū)輸入輥套的總熱量相同而分布不同的情況下,進(jìn)行了輥套溫度場的比較分析.對輥套進(jìn)行了常規(guī)鑄軋速度條件下的瞬態(tài)導(dǎo)熱分析,結(jié)果表明輥套在很少的幾個轉(zhuǎn)動周期內(nèi)就達(dá)到了熱平衡,這與冷、熱軋的情況不同.在對輥套進(jìn)行了軸對稱坐標(biāo)下的導(dǎo)熱分析的基礎(chǔ)上,求解了輥