連鑄坯熱送直軋工藝優(yōu)化及其控制模型開發(fā).pdf

1、根據(jù)電磁感應(yīng)和熱傳導(dǎo)理論，利用大型工程軟件ANSYS對連鑄坯在感應(yīng)補熱過程多物理場的耦合問題進行了有限元解析與模擬，通過模擬得出工藝參數(shù)不同時鑄坯斷面溫度的分布情況；以提高電熱效率和滿足鑄坯開軋溫度為目標，優(yōu)化熱送直軋的相關(guān)工藝參數(shù)；提出并開發(fā)滿足開軋溫度及其溫度分布的控制模型。通過研究得到如下結(jié)果： 利用ANSYS模擬計算1652鑄坯在補熱過程中的溫度場，其表面溫度及邊角溫度的計算與實測吻合得很好，從而驗證了研究思路和計算方法

2、用于連鑄方坯在感應(yīng)補熱過程中多物理場耦合問題的模擬具有較高的可靠性。 針對線圈壁厚對系統(tǒng)效率的影響，利用ANSYS有限元解析與模擬，定量化地得到線圈壁厚對熱效率的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)感應(yīng)線圈壁厚為3mm時，感應(yīng)器的熱效率最高；感應(yīng)線圈壁厚對鑄坯補熱后的斷面溫度及其分布基本無影響。其它因素(例如電流、頻率、熱送時間等)對熱效率均影響不大。但是，線圈中通過的電流及頻率對鑄坯補熱時吸收功率有一定影響，進而影響鑄坯補熱后斷面溫度的高低；鑄坯與

3、線圈間隙對補熱時吸收功率影響不大。這對感應(yīng)補熱裝置的設(shè)計及熱送直軋工藝的實施提供了重要的參考依據(jù)。 在初始條件相同時，鑄坯尺寸越大，其補熱效果越好。因為鑄坯表面積越大，在電流不變情況下，吸收熱量越多，所以溫度相對升高值越大。同時采用大斷面的鑄坯還可以提高產(chǎn)量。另外，在感應(yīng)器功率允許范圍內(nèi)，應(yīng)盡量減少感應(yīng)器組數(shù)，這樣有利于提高補熱效率，從而提高經(jīng)濟效益。 熱送直軋工藝最適合于短流程熱送過程，出結(jié)晶器后的熱送時間對鑄坯能否經(jīng)

4、過補熱達到開軋溫度起決定作用。在滿足開軋溫度及其溫度分布的條件下，鑄坯初始溫度X與補熱前最長熱送時間Y的控制模型為：Y=-1892.210+1.910X(X≥鑄坯的開軋溫度)；鑄坯開軋溫度F(x1，x2，x3)的控制模型為： F(x1，x2，x3)=8416.223-12.563x1-358.890x2+1.175x3+5.275×10-3x21+0.339x1x2-3.680×10-3x1x3+3.469x22+0.349x2