保溫罩內(nèi)熱軋中間坯輸送輥道溫度場分析.pdf

1、輸送輥道是鋼鐵生產(chǎn)中常用的傳輸設(shè)備。熱軋中間坯輸送輥道位于粗軋機組與精軋機組之間,承擔著輸送中間坯的任務(wù)。在生產(chǎn)過程中,由于中間坯在輸送輥道上運行時間長,造成首尾溫差大、邊部溫降嚴重,導(dǎo)致軋制不穩(wěn)定及邊部開裂,降低了產(chǎn)品的質(zhì)量和成材率。通過在中間坯輸送輥道上加設(shè)保溫罩。顯著提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和成材率,運行效果良好。但是輸送輥道的溫度也隨之升高,經(jīng)常發(fā)生輥道兩端軸承因熱變形過大產(chǎn)生的卡死現(xiàn)象,嚴重影響了正常生產(chǎn)。
　　 本文針對該問

2、題,采用有限單元法對輸送輥道溫度場進行數(shù)值仿真,分析了輸送輥道系統(tǒng)在熱軋過程中的溫度場變化;根據(jù)軸承的正常工作溫度,計算出軸頸處的熱流密度,結(jié)合水冷換熱公式,確定了輥道兩端軸承冷卻系統(tǒng)噴水量。主要內(nèi)容包括:
　　 (1)本文在分析輸送輥道系統(tǒng)在傳送過程中的溫度場變化時,由于輸送輥道系統(tǒng)在運行過程中受到交變載荷的作用,如果建立成一個三維整體模型進行加載計算,則邊界條件和載荷加載過于復(fù)雜,計算非常困難。因此,為了能夠既對現(xiàn)實情況進行

3、合理的模似,同時也能夠減少計算量,降低計算難度,我們對模型進行簡化處理。將三維模擬簡化為兩步的二維處理:輥身徑向截面瞬態(tài)溫度場計算和輥系軸向穩(wěn)態(tài)溫度場計算。這樣既能夠合理的反應(yīng)實際運行過程中輸送輥道系統(tǒng)內(nèi)部的溫度場變化,又可以簡化計算。
　　 (2)在分析輥身徑向截面瞬態(tài)溫度場計算時,將輥道輥子簡化為平面瞬態(tài)溫度場計算,這樣可以真實的反映輸送輥道在鑄坯通過時受到鑄坯的高溫傳導(dǎo)及輻射后,溫度場的變化情況。通過此步驟可以獲得輥子剖面

4、的溫度場分布及輥身溫度與時間的數(shù)據(jù),為進一步計算輸送輥道系統(tǒng)模型奠定基礎(chǔ)。
　　 (3)在輥系軸向穩(wěn)態(tài)溫度場計算中,由于輥身與板坯的接觸部分的長度遠遠大于輥身截面直徑的尺寸,而且輸送輥子與板坯接觸部分的輥身其結(jié)構(gòu),熱環(huán)境,材料的均勻,連續(xù)性均完全相同。因此我們可以將實際中的空間三維問題簡化為一個二維問題做近似處理。將徑向截面上輥道穩(wěn)定時的溫度與時間的數(shù)據(jù)作為邊界條件,加載到軸截面模型上的輥身,進行穩(wěn)態(tài)分析,從而獲得整個輸送輥道系

5、統(tǒng)運行過程中的溫度場分布。這樣的分解既降低了計算的難度,同時將真實的工況合理的進行分解,以準確的反映整個輸送輥道的運行過程。
　　 (4)根據(jù)軸承的正常工作溫度,計算出軸頸處的熱流密度,結(jié)合水冷換熱公式,確定了輥道兩端軸承冷卻系統(tǒng)噴水量。
　　 本文通過運用有限單元法計算輸送輥道在運行過程中的溫度場,確定輸送輥道冷卻系統(tǒng)的噴水量,為制定輸送輥道的冷卻方案和保證輸送輥道在加設(shè)保溫罩后也能長時間正常運轉(zhuǎn),提供了理論依據(jù)。