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(jī)組與精軋機(jī)組之間,承擔(dān)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(yùn)行時間長,造成首尾溫差大、邊部溫降嚴(yán)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(yùn)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(yán)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(jìn)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(jì)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(yùn)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(jìn)行加載計(jì)算,則邊界條件和載荷加載過于復(fù)雜,計(jì)算非常困難。因此,為了能夠既對現(xiàn)實(shí)情況進(jìn)行

3、合理的模似,同時也能夠減少計(jì)算量,降低計(jì)算難度,我們對模型進(jìn)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(jì)算和輥系軸向穩(wěn)態(tài)溫度場計(jì)算。這樣既能夠合理的反應(yīng)實(shí)際運(yùn)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(jì)算。
　　 (2)在分析輥身徑向截面瞬態(tài)溫度場計(jì)算時,將輥道輥?zhàn)雍喕癁槠矫嫠矐B(tài)溫度場計(jì)算,這樣可以真實(shí)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?zhàn)悠拭?/p>

4、的溫度場分布及輥身溫度與時間的數(shù)據(jù),為進(jìn)一步計(jì)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(jì)算中,由于輥身與板坯的接觸部分的長度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于輥身截面直徑的尺寸,而且輸送輥?zhàn)优c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(shí)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(jìn)行穩(wěn)態(tài)分析,從而獲得整個輸送輥道系

5、統(tǒng)運(yùn)行過程中的溫度場分布。這樣的分解既降低了計(jì)算的難度,同時將真實(shí)的工況合理的進(jìn)行分解,以準(zhǔn)確的反映整個輸送輥道的運(yùn)行過程。
　　 (4)根據(jù)軸承的正常工作溫度,計(jì)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(yùn)用有限單元法計(jì)算輸送輥道在運(yùn)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(yùn)轉(zhuǎn),提供了理論依據(jù)。