热卷箱技术在梅钢的应用

宝钢集团梅山热轧板厂自从2006年粗轧技改完成后,由于设置了热卷箱,提高了带坯的横向和纵向温度均匀性,降低能耗,适应多品种产品和薄规格产品的生产,带来了良好的经济效益,值得推广学习。文章主要介绍热卷箱的设备组成、技术特点以及热卷箱的自动控制技术。     

地板送风空调系统静压箱热衰减特性

为研究地板送风空调系统中地板静压箱的热衰减特性,首先提出静压箱的热衰减系数的概念,该系数可以用来反映整个房间的得热量中传入静压箱的比例,而该部分传热量正是造成静压箱内产生热衰减的直接原因.然后,通过实验得出地板静压箱内的温度分布特性,并结合盒形图分析影响静压箱热衰减特性的主要因素.最后,得出送风温度、送风量和送风末端形式等因素对静压箱热衰减特性的影响规律.研究结果表明:地板静压箱内的热衰减随着送风温度的升高或者送风量的降低而降低.另外,与采用旋流散流器的地板送风空调系统相比,系统采用多孔板或格栅板作为送风末端时,静压箱的热衰减现象将明显减弱,但静压箱的热衰减系数的变化规律却基本相同.     

新型运载火箭射前预冷液氧贮箱热分层的数值研究

针对新型运载火箭液氧贮箱的热分层现象,采用计算流体力学(CFD)技术对液氧贮箱内部的物理场进行数值模拟,揭示了贮箱内部温度场及速度场的分布规律,并分析了液氧热分层的形成过程及原因.研究表明:回流口截面以上区域的传热以对流方式为主,底部区域则主要是逐层导热;贮箱内部主体区域形成轴向温度分层,底部区域产生径向温度分层,最低温度区域偏移至底部封头右侧;气枕区形成逆时针速度旋涡,液相主体区产生顺时针速度旋涡,贮箱底部由于流场影响产生逆时针速度旋涡.     

静压箱对地板送风气流组织与温度分层的影响

研究了地板送风系统在办公室的应用效果,重点考虑了静压箱对室内空气流动和热力分层效果的影响.首先通过现场实测得到有静压箱存在时室内的实际温度分层效果,然后采用数值模拟的方法定量分析了静压箱内得热对室内热环境的影响.发现静压箱内的空气温升承担了约40%左右的室内冷负荷,导致送风温度偏高,室内温度分层特性衰减,人员工作区整体温度升高,增大送风量会进一步减小竖直温度梯度.应当重视静压箱对室内热平衡和流场、温度场的影响,做好架空地板的防漏和保温措施,才能充分发挥地板送风的优势.     

联箱形式对微通道热沉流动与传热性能的影响

建立了微通道热沉的三维数值模型,同时求解流体Navier-Stockes方程、能量方程和固体区域的导热方程,模型计算结果与文献报道实验数据吻合较好.设计了新型的微通道热沉,采用本文模型对其性能进行分析计算.通过在联箱内加入隔板,设计了1-6弯头新型联箱微通道热沉,通过提高每程流速和引入交替顺逆流动,降低微通道热沉的热阻并提高其均温特性,并与直通型和Z型联箱设计比较.在8种联箱设计中,蛇形弯头联箱的热阻和均温特性均优于Z型和直通联箱,即便增大Z型和直通联箱制冷剂供液泵功,其热阻和均温性也很难达到低泵功下蛇形弯头联箱的性能.蛇形弯头数大于4时,底部中心线温度分布曲线基本重合,再增大弯头数,对降低热阻和提高均温性均无明显贡献,同时会增加额外的泵功.     

航空发动机齿轮接触分析与修形研究

基于齿轮啮合原理,在有限元分析软件ANSYS中采用APDL语言建立了齿轮传动三维参数化有限元模型.依据传热学和摩擦学理论,建立了单个轮齿的本体温度有限元分析模型,利用ANSYS软件求解出单个轮齿的本体温度场.将温度分布作为轮齿的温度载荷,计算轮齿的热变形,求出基于热变形的齿廓最大修形量.此外,依据经验公式,根据轮齿的受载情况计算齿廓的最大修形量.结合修形理论,得出了热弹耦合修正的渐开线齿廓修形曲线方程.通过ANSYS接触分析验证修形效果,得到修正后的修形曲线方程.     

基于热-结构耦合的高炉无钟炉顶阀箱疲劳寿命预测

根据装料设备的工作流程,确定阀箱3种最不利的载荷工况;基于热-结构耦合理论并利用有限元分析软件ANSYS研究阀箱在温度载荷和机械载荷作用下的热-结构耦合问题,得到实际工况下阀箱的温度场、应力场以及危险部位的应力谱;依据裂纹萌生和扩展理论对阀箱进行疲劳寿命预测.研究结果表明,在3种载荷工况作用下阀箱应力均低于材料的屈服强度,其安全系数为1.8～3.2,且阀箱的变形在允许范围之内,阀箱静强度及刚度满足要求;阀箱疲劳寿命大于107,也满足要求.     

2250不锈钢热连轧生产线中间坯保温方式选择

太钢新建2250热连轧机定位于宽、薄不锈钢规格的生产，鉴于热轧不锈钢生产的特点，中间坯的保温方式成为整条生产线的关键环节之一。对目前传统热连轧不铸钢生产线采用的四种保温方式进行对比，认为采用带端部隔热板的热卷箱同时预留边部加热器的方案是较佳选择。     

乏风瓦斯热逆流反应器的流动压力损失特性

分析了热逆流反应器压力损失的组成和机理,上下集气箱内和陶瓷床内部的摩擦阻力损失和陶瓷床进出口的局部损失,建立了各部分压力损失的相应公式并根据实验数据进行了计算.结果表明:陶瓷床进出口的局部流动损失远小于摩擦阻力损失,因此可以在损失分析时忽略以使问题简化;下集气箱中的摩擦阻力损失明显大于上集气箱和陶瓷床,并且对进口流速的增长最为敏感,在总损失中占据首位;给出了热逆流反应器的总压力损失计算公式,应用该式可对不同流量工况下的总损失进行计算.     

热送直轧过程中感应线圈壁厚对补热效率的影响

根据电磁感应和热传导理论,针对线圈壁厚对系统效率的影响,利用ANSYS对连铸坯在感应补热过程中多物理场的耦合问题进行了有限元解析与模拟,定量化地得到线圈壁厚对热效率的影响规律,发现感应线圈壁厚为3 mm时,感应器的热效率最高;感应线圈壁厚对铸坯补热后的断面温度及其分布无影响.这对感应补热装置的设计及热送直轧工艺的实施提供了重要的参考依据.     

基于ANSYS Icepak的车载电源机箱热仿真分析

根据某型号的车载电源热载荷要求,对电源机箱内的各电源模块和机箱进行热仿真分析.根据车载电源实物建立实物三维模型.确定网格划分参数和电源机箱各元器件参数,计算车载电源内部元器件的热堆集,以及机箱在风冷条件下的整体表面散热性能.通过ANSYS Icepak软件进行有限元热仿真分析,验证机箱设计条件、升温幅度.为优化和改进该型号车载电源机箱外观设计、散热形式、内部元器件布置和内部元器件功率的选择提供参考.     

铝合金铸轧中铸嘴型腔流体热分析

研究铝合金连续铸轧的前箱及铸嘴型腔流体的有限元热分析方案的合理性评价标准;采用通用有限元计算软件ANSYS/FLOTRAN模块的流热耦合建立温度场分析模型;应用MATLAB软件对结果数据进行了深入分析,以现场实验的数据为依据,建立并比较了两种模拟工况的温度场模型的分析结果,定量讨论了有限元计算的出口温度的绝对误差、相对误差,得出了温度场有限元计算的许用不均匀度.图5,表1,参11.     

大型钢套箱施工过程受力分析

为验算某大型桥梁深水承台施工过程中,其大型钢套箱受力是否符合安全要求,本文利用有限元程序ANSYS对其各工况进行分析计算,其中为准确模拟套箱侧板验算时的边界条件,本文采用受压杆单元模拟套箱内侧板与封底混凝土间的止水橡胶层。结果表明钢套箱在各工况中受力符合安全要求,为工程施工提供参考依据。     

板带热轧中间坯厚度分布规律研究

在热连轧生产过程中,受测量环境和测量手段的限制,尚未实现对中间坯厚度的实时在线精确测量,对产品最终的厚度精度和精轧区穿带过程稳定性造成影响。为解决此问题,采用轧制特性法分析中间坯厚度产生偏差的原因;为进一步研究各因素对厚度偏差影响的规律,通过影响系数法计算中间坯长度方向上温度和厚度分布,建立热力耦合有限元模型,并将有限元结果与计算结果进行比较。研究结果表明：随着轧制过程的进行,在轧制方向上,中间坯温度逐渐降低,头、尾温度的平均偏差约为22℃,头、尾最大温度偏差达到32℃;由于温度偏差导致中间坯厚度呈变大趋势,中间坯头尾厚度偏差为0.20 mm,长度方向最大厚度偏差达0.53 mm;本文得到的中间坯厚度和温度的分布能够为后续精轧过程提供前提条件,为高精度控制成品轧件的厚度以及维持穿带稳定性提供依据。     

难变形金属薄带温轧卷取加热温度计算

设计开发了两侧配备热卷取箱的温轧机组,用于难加工金属薄带成卷轧制生产.采用二维圆柱坐标系,考虑沿带卷的径向和轴向传热,建立薄带卷取温度计算模型.在计算径向导热系数时将带卷沿径向分为薄带层、氧化层和间隙层.利用有限差分法,建立轴向和径向的显式差分方程和隐式差分方程,并采用交替方向隐式法进行求解.边界传热系数以辐射换热为主,并通过引入修正系数来考虑其他因素的影响.进行薄带卷取加热测温实验,回归实测温度与加热时间的关系函数,利用实测温度对传热修正系数进行优化,计算温度和实测温度偏差控制在±2℃以内.     

密封箱体内相对湿度的数学模型与仿真

应用软测量技术对密封箱体内的相对湿度进行分析.从包装箱的透湿机理和箱内物品的吸湿机理出发,建立了箱内相对湿度的数学模型,该模型反映了箱内湿度与封装时温湿度、箱外温湿度以及时间的关系.应用Matlab对该数学模型进行了仿真分析.仿真结果表明,封装时温湿度决定了箱内湿度的起始值,温度的变化决定了箱内湿度变化曲线的方向,箱内外湿度差决定了箱内湿度的变化速率,随着时间变化,箱内湿度逐渐趋近箱外湿度.为了保证物品的存储质量,封装必须在温湿度较低的环境下进行,存储环境应尽量保持常温干燥.     

三流异型连铸中间包结构优化的数值模拟

根据西宁特殊钢股份有限公司三流异型连铸中间包的结构和操作参数,提出中间包结构的优化方案,应用ANSYS CFX数值模拟软件计算不同控流装置下中间包内的流场和温度场分布,并建立物理模型对数值模拟的结果进行验证,确定最佳的优化方案。结果表明,原型中间包内流场和温度场分布不均匀,3个水口最大温差达3.11K,导致各水口处铸坯质量存在差异;使用U形挡墙后,中间包内钢液的流动特性得以改善,其成分和温度分布更为均匀,3个水口的最大温差仅为0.20K。     

新型中间包结构数学模拟

为了延长钢水在中间包内的停留时间、减少卷渣和改善夹杂物的上浮排出,提高铸坯的质量,通过对中间包结构发展的分析,提出了新型中间包结构--导流隔墙和导流管结合.同时,应用FLUENT软件对新型的中间包结构进行了数学模拟,计算了新型中间包结构内的钢液流动.结果表明,新型中间包结构内钢液流动合理,有利于中间包内夹杂物的上浮排除.     

水平连铸坯热应力的计算和分析

应用铸坯凝固过程中的热弹塑性应力模型,对马钢水平连铸热试期间的铸坯进行了传热、应力和应变分析计算。定量地反映了铸坯的热应力分布,指出水平连铸铸坯出结晶器后,表面温度回升太大,可能产生中间裂纹和中心裂纹。     

基于热误差敏感度图的温度关键点选择方法

采用有限元法仿真计算了数控车削中心主轴箱的瞬态温度场分布及相应热变形位移,根据热误差敏感度导出了主轴箱的热误差敏感度图;运用小波图像压缩技术提取了512个有限单元结点作为侯选温度关键点;根据遗传优化算法原理,提出了流程图式的目标函数,并在Matlab软件中以M文件的形式编写目标函数,同步实现了温度关键点的选择以及与之匹配的热误差模型的建立.通过在数控车削中心的验证实验结果表明,根据优化关键点所建立的数控车削中心主轴箱热误差模型的计算精度较高.