【摘要】：電磁感應(yīng)加熱技術(shù)具有能耗少、加熱快、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn),廣泛地應(yīng)用于冶金、煉鋼等工業(yè)生產(chǎn)中。熱連軋是典型的鋼鐵生產(chǎn)工藝,其基本步驟是以初軋板坯為原材料,經(jīng)加熱、粗軋機(jī)軋制、精軋機(jī)軋制的過(guò)程。而在板坯軋制前,對(duì)板坯溫度控制是熱連軋工藝中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),直接影響到軋制的效率。本文主要圍繞板坯加熱、均熱、補(bǔ)熱等過(guò)程開(kāi)展三維有限元模擬,主要研究工作如下:(1)板坯感應(yīng)加熱過(guò)程的三維有限元模擬:將3種板坯進(jìn)行網(wǎng)格劃分,分析微單元及相互間的渦流效應(yīng)、熱傳導(dǎo),完成板坯加熱過(guò)程的三維有限元建模,并編寫(xiě)ANSYS軟件APDL程序模擬其感應(yīng)加熱過(guò)程;取板坯縱向1/3位置處橫截面MN路徑的溫度曲線,分析了3種板坯感應(yīng)加熱過(guò)程中的溫度分布及變化規(guī)律。仿真表明,板坯寬厚比越大,加熱后板坯橫截面路徑溫度分布越復(fù)雜,且邊角區(qū)域加熱后溫度始終較低。(2)板坯均熱過(guò)程的三維有限元模擬:以加熱后的板坯為研究對(duì)象,設(shè)置一定時(shí)長(zhǎng)的均熱環(huán)節(jié),對(duì)3種板坯進(jìn)行均熱有限元三維模擬;對(duì)縱向1/3位置處橫截面各路徑的溫度曲線進(jìn)行分析,得出30s均熱環(huán)節(jié)能使板坯縱向1/3位置處橫截面MN、OP、OM路徑上的溫度波動(dòng)范圍分別平均減少3℃、19.6℃、28.6℃。另外探討了均熱階段有無(wú)保溫罩對(duì)板坯整體溫度的影響,仿真表明,30s均熱時(shí)施加保溫罩能使板坯最低溫度平均提升10℃左右。(3)板坯邊部補(bǔ)熱過(guò)程的三維有限元模擬:針對(duì)雙C字形感應(yīng)器橫向磁通局部加熱問(wèn)題,引用克里金差值算法賦予板坯不均勻的初始溫度場(chǎng),采用ANSYS有限元方法模擬了板坯邊部補(bǔ)熱過(guò)程。仿真表明,雙C字形感應(yīng)器邊部補(bǔ)熱效果明顯,80.64s補(bǔ)熱可使邊部溫度升高47℃左右。
【圖文】：

稱(chēng)為透入深度。12 f 中：體的電阻率；源頻率；體的相對(duì)磁導(dǎo)率。應(yīng)與端部效應(yīng)49][50]指的是當(dāng)高頻電流在兩導(dǎo)體中流動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)電流密度會(huì)分側(cè)流動(dòng)的一種物理現(xiàn)象。如圖 2.1 所示，在鄰近導(dǎo)體通入交變電側(cè)比遠(yuǎn)離鄰近導(dǎo)體一側(cè)的磁通量的變化量大，從而導(dǎo)致導(dǎo)體兩側(cè)電流方向與鄰近導(dǎo)體相反，則兩導(dǎo)體相鄰的內(nèi)側(cè)的電流密度最大體電流方向與鄰近導(dǎo)體相同，則兩導(dǎo)體相鄰的內(nèi)側(cè)電流密度最小

言的溫度影響軋制力的大小、寬展、前后滑等參數(shù)，并影響軋制后板坯的尺寸精織性能等。為準(zhǔn)確掌握板坯感應(yīng)加熱的溫度變化規(guī)律，本章嘗試運(yùn)用有限元 模擬板坯軋制前感應(yīng)加熱的過(guò)程。坯感應(yīng)加熱有限元模型限元建模寬厚比板坯，其感應(yīng)加熱效果不盡相同。這里，選取 A(720mm*120mm*6000mm*120mm*6000mm)，C(1440mm*120mm*6000mm)三種寬厚比的板坯，長(zhǎng)度統(tǒng)寬厚比依次為 6:1，9:1，12:1。感應(yīng)器線圈 20 匝，長(zhǎng)度為 1m，設(shè)計(jì)功率 2500kw熱前整體的初溫 800°C，板坯輥道傳動(dòng)速度 5m/min。因?yàn)榘迮餍螤钍浅瘦S對(duì)稱(chēng)的載荷以及工件上的電磁場(chǎng)、感生渦流和溫度場(chǎng)的分布均是軸對(duì)稱(chēng)的，故可取 1/4 建立模型。圖 3.1 是簡(jiǎn)化后的感應(yīng)加熱模型，，其中 A1 是板坯，A2 是空氣，A4 是遠(yuǎn)場(chǎng)空氣。
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TG334.9;TP391.9

【參考文獻(xiàn)】

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