首鋼2250加熱爐板坯熱應(yīng)力場(chǎng)的模擬研究及其在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf

1、加熱爐出爐板坯的加熱質(zhì)量對(duì)后續(xù)的軋制有至關(guān)重要的影響。首鋼京唐2250熱軋4座加熱爐生產(chǎn)初期全部依靠操作工手動(dòng)控制，出爐板坯加熱質(zhì)量差，能耗、燒損高。板坯出爐后出現(xiàn)鐮刀彎現(xiàn)象，對(duì)軋線軋制穩(wěn)定性造成不良影響，嚴(yán)重時(shí)引起熱軋卷超寬質(zhì)量問(wèn)題。軋制薄規(guī)格時(shí)軋線對(duì)該問(wèn)題更加敏感。出現(xiàn)鐮刀彎的主要原因是，加熱過(guò)程寬度方向溫度不均，形成溫度梯度，板坯內(nèi)部產(chǎn)生熱應(yīng)力，最終以板坯側(cè)彎的方式釋放出來(lái)。本文針對(duì)這一質(zhì)量問(wèn)題，開(kāi)展板坯加熱爐內(nèi)溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的仿

2、真模擬研究，分析板坯在設(shè)定條件下加熱后形狀變化的規(guī)律，結(jié)合燃燒控制系統(tǒng)制定溫度制度，控制出爐板坯的加熱質(zhì)量。
　　首先，建立加熱爐內(nèi)傳熱模型，在傳熱模型的基礎(chǔ)上建立應(yīng)力場(chǎng)模型。確定模型的假設(shè)條件、邊界條件以及熱物性參數(shù)，并利用Abaqus軟件有限元仿真的方法求解。其次，對(duì)模型的準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證。通過(guò)黑匣試驗(yàn)對(duì)板坯加熱過(guò)程中的上下表面溫度進(jìn)行跟蹤實(shí)測(cè)，與模擬計(jì)算結(jié)果對(duì)比基本相符，表明了模型計(jì)算的可靠性。通過(guò)模型對(duì)板坯加熱過(guò)程的溫度場(chǎng)及

3、應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行計(jì)算分析，結(jié)果表明加熱制度的不合理造成板坯出現(xiàn)鐮刀彎。最后，將計(jì)算結(jié)果應(yīng)用到加熱爐的燃燒控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)出爐板坯質(zhì)量的控制。根據(jù)模型確定的溫度制度，確定合理的空燃比，實(shí)現(xiàn)燃料的可控燃燒，最終實(shí)現(xiàn)爐溫的過(guò)程控制，解決鐮刀彎問(wèn)題。
　　通過(guò)技術(shù)改進(jìn)后的加熱爐出爐板坯加熱質(zhì)量良好，同時(shí)帶來(lái)其它經(jīng)濟(jì)效益。加熱爐氧化鐵皮明顯減少，板坯氧化燒損率由2011年初的1.41％降低到2012年6月的1.01％，按2011年熱軋2250產(chǎn)量