高精電工鋼是鋼鐵中的工藝品,其生產(chǎn)過程中出現(xiàn)各種缺陷,其中鋼板邊部溫度低所引起的邊裂和邊翹問題所占比重最大。利用電磁感應(yīng)加熱技術(shù)來提高邊部溫度,進(jìn)而使電工鋼鋼板各部分溫度趨于一致,是近20-30年來的事情。日本和法國是這項(xiàng)技術(shù)的開始使用者,邊部感應(yīng)加熱器分為U型和C型。由于效率低逐漸被C型加熱器所取代�；陔姶艑W(xué)和傳熱學(xué)基本原理,利用ANSYS軟件在考慮鋼板與加熱器相對運(yùn)動的條件下對C型邊部加熱器進(jìn)行三維磁熱耦合數(shù)值模擬。研究結(jié)果表明渦流在鋼板上分布呈現(xiàn)渦旋狀態(tài),在渦旋中心區(qū)域電流密度接近于零,形成渦心,渦流密度在感應(yīng)頭下方鋼板邊緣達(dá)到最大值;此外,焦耳熱同樣在感應(yīng)頭下方鋼板邊緣達(dá)到最大值,此處焦耳熱功率約占整塊鋼板的87%;經(jīng)加熱后鋼板邊緣較初始溫度有約40-60℃的升高,有較好的補(bǔ)熱效果。模擬結(jié)果與實(shí)際數(shù)據(jù)相一致,驗(yàn)證了數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性。研究了不同參數(shù)對加熱效果的影響,研究結(jié)果表明:與空載相比負(fù)載情況下鋼板對電隙處磁場的流通有阻礙作用引起磁力線發(fā)生部分偏移;激磁電流增加,鋼板磁場、渦流場在數(shù)值上增加,但分布形態(tài)上沒有變化,并且焦耳熱功率和鋼板溫度有明顯升高;電隙增加時,磁軛下方的磁... 

【文章來源】：華北理工大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

型邊部加熱器與C型邊部加熱器物理模型

第 3 章 C 型邊部加熱器有限元分析軛寬度為 0.3m，可將整塊鋼板加熱模擬過程的相對運(yùn)動。建立如圖 11 所示的 7 個物理模保存 7 組結(jié)果文件。加熱器完全掃略過鋼板加熱時間為 0.3s。將步驟 1 磁場結(jié)果文件計(jì)算出加熱 0.3s 的熱場結(jié)果文件；將步驟 2調(diào)入步驟 2 熱場分析，計(jì)算出加熱 0.6s 的熱、承上啟下、依次類推直至整個加熱過程的結(jié)

4）網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分的好壞直接影響著計(jì)算結(jié)果和計(jì)算效率。在電磁場分析中，為在滿足算精度的前提下提高計(jì)算效率，在鋼板、磁軛和線圈劃分六面體網(wǎng)格，在鋼板的集膚深度內(nèi)內(nèi)畫 3 至 4 層網(wǎng)格，網(wǎng)格密度由邊部向中心逐漸遞減；對空氣區(qū)域劃分四面體網(wǎng)格，網(wǎng)格密度由加熱器向周圍遞減。根據(jù)上文已知鋼板的相對磁導(dǎo)率 μr為 1，絕對磁導(dǎo)率 μ0為 4π 10-7H/m，電阻率為 1.25E-6Ω﹒m。在頻率為 275Hz 的情況下利用公式（47）可以計(jì)算出鋼板感應(yīng)加熱的集膚深度。-2-7-63.39×10π×275×4π×10×11.25×10πfμρπfμσ1δ （47）在溫度場中，僅對鋼板進(jìn)行網(wǎng)格劃分，為了將電磁場中的焦耳熱計(jì)算結(jié)果作為載荷施加到鋼板上網(wǎng)格的劃分方式，網(wǎng)格的編號與電磁場完全相同。具體網(wǎng)格畫法圖 13（a）和（b）所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鋼板邊部感應(yīng)加熱打火關(guān)鍵影響因素仿真計(jì)算研究[J]. 吳存有,金小禮,周月明.  寶鋼技術(shù). 2018(02)
[2]橫向磁通感應(yīng)加熱帶材溫度場的計(jì)算分析[J]. 汪友華,郭春福,陳龍,劉成成.  金屬熱處理. 2017(11)
[3]板坯連鑄直軋感應(yīng)補(bǔ)熱有限元分析與試驗(yàn)[J]. 肖宏,余超,劉劍,任忠凱,劉曉.  鋼鐵. 2017(02)
[4]板坯直軋感應(yīng)加熱的有限元模擬[J]. 肖宏,劉劍,余超.  鋼鐵研究學(xué)報(bào). 2016(08)
[5]邊部加熱器在熱軋硅鋼生產(chǎn)中的應(yīng)用與優(yōu)化[J]. 劉洋,楊荃,王曉晨,張長利,王秋娜,李彬.  鋼鐵. 2016(02)
[6]基于ANSYS的多點(diǎn)式中頻感應(yīng)淬火溫度場有限元模擬[J]. 胡延平,徐強(qiáng),唐華峰,宋東奇,駱漢豐.  金屬熱處理. 2015(04)
[7]鋼板移動式感應(yīng)加熱的多場耦合數(shù)值分析[J]. 張雪彪,陳誠,劉玉君,張立衛(wèi).  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(04)
[8]電磁感應(yīng)邊部加熱器輥道絕緣問題的探析[J]. 熊亞洲.  武鋼技術(shù). 2014(04)
[9]新型橫向磁通感應(yīng)加熱線圈[J]. 孫于,汪友華,楊曉光,龐玲玲.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2014(04)
[10]熱軋帶鋼廠邊部加熱渦流?溫度場仿真分析[J]. 李宜倫,王澤濟(jì),楊仕友.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2013(S2)

博士論文
[1]橫向磁通感應(yīng)加熱器優(yōu)化與耦合分析方法研究[D]. 孫于.河北工業(yè)大學(xué) 2014
[2]鋼棒生產(chǎn)線感應(yīng)加熱過程的數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 趙前哲.華北電力大學(xué) 2013

碩士論文
[1]連鑄直軋板坯感應(yīng)加熱過程的有限元模擬[D]. 劉劍.燕山大學(xué) 2016
[2]連鑄方坯感應(yīng)加熱數(shù)值模擬研究[D]. 郭建龍.西安建筑科技大學(xué) 2015
[3]帶鋼感應(yīng)加熱磁—熱耦合場數(shù)值模擬研究[D]. 齊文亮.東北大學(xué) 2014
[4]鋼板感應(yīng)加熱工藝參數(shù)實(shí)驗(yàn)分析與數(shù)值模擬[D]. 吳強(qiáng).大連理工大學(xué) 2009
[5]平板移動感應(yīng)加熱磁—熱耦合場數(shù)值模擬研究[D]. 程亦晗.天津大學(xué) 2005
[6]連鑄方坯熱送直軋過程的有限元模擬及感應(yīng)補(bǔ)熱參數(shù)選擇[D]. 王玉會.河北理工學(xué)院 2004



本文編號：3568105