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板带钢热轧工作辊温度场及热辊形计算工艺软件开发

作　者: 郝龙
导　师: 杜晓钟
学　校: 太原科技大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 工作辊 温度场 热变形 有限差分法 离线模拟 在线计算
分类号: TG335.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要


随着热轧板带钢轧制技术的不断发展，在轧制过程中的各项因素都逐渐变成了重要研究对象，作为影响热轧板带材生产质量的重要因素，热轧工作辊热变形也不例外。但是，对热轧工作辊的研究比较困难，主要是其影响因素较多、边界条件十分复杂。因此，深入分析板带钢热连轧过程中各项因素对工作辊温度场及热辊形的影响，研究和建立工作辊温度场及热辊形的数学计算模型，开发高精度热轧工作辊温度场及热辊形离线模拟软件，不仅对热轧工作辊辊型控制有着重要意义，而且对优化板带钢生产质量的研究也具有重要的理论意义和实际应用价值。本课题以轧辊热变形为研究对象，综合考虑轧辊与周围各种介质的热交换、热对流对轧辊热凸度的影响，通过合理的假设将三维问题简化为二维问题，分析和计算轧辊的热变形。试图给出重要轧制工艺参数对轧辊热凸度的影响规律，开发出一个使用有效的离线控制模型，实现对轧辊热凸度的准确预测；同时，本文中所建立的模型实际运行一次所用时间在微秒级，达到了在线计算反应速度快的要求，为以后板带钢温度场及热辊型在线计算提供了一定理论及实践基础。具体工作如下：1）充分考虑了板带钢热连轧工作辊的复杂工况，利用有限差分法分别建立热轧工作辊温度场以及热凸度的数学计算模型。2）利用VC++2008编程软件，结合本文所建立的数学计算模型，开发热连轧工作辊及热凸度的离线模拟软件。3）利用国内某厂1580热连轧机的测量数据和模型的计算值进行对比，验证了模型的合理性和可靠性。4）分析了带钢的平均宽度、带钢温度、冷却水温度、轧制速度、轧制节奏等因素对工作辊热凸度的影响，并且，得出各项因数对热轧工作辊热变形的影响规律。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章 绪论  10-22
  1.1 课题研究背景  10
  1.2 轧辊热变形的定义和形成机理  10-11
  1.3 轧辊热变形的研究现状  11-20
    1.3.1 经验公式法  11-12
    1.3.2 解析法  12-14
    1.3.3 数值计算法  14-19
    1.3.4 其他方法  19-20
  1.4 研究目的和意义  20
  1.5 本课题研究内容  20-22
第二章 热轧工作辊温度场计算模型的研究  22-44
  2.1 传热学的理论基础  22-27
    2.1.1 热传导  22-24
    2.1.2 对流传热  24
    2.1.3 辐射传热  24
    2.1.4 能量守恒定律及导热微分方程  24-27
  2.2 温度场模型的建立  27-42
    2.2.1 三维导热微分方程的二维化  27-28
    2.2.2 边界条件  28-29
    2.2.3 有限差分法的基本思想  29-30
    2.2.4 温度场计算模型  30-32
    2.2.5 各项参数的确定  32-42
  2.3 本章小结  42-44
第三章 热轧工作辊热凸度计算模型的研究  44-50
  3.1 传统热凸度模型  44-48
    3.1.1 热凸度的定义  44
    3.1.2 热凸度的计算  44-48
  3.2 热凸度模型的修正算法  48
  3.3 本章小结  48-50
第四章 轧辊温度场与热辊形计算软件的开发  50-56
  4.1 开发平台的简介  50
  4.2 软件开发的步骤简介  50-55
    4.2.1 创建模拟软件的界面  50-52
    4.2.2 软件模拟功能的实现  52-55
  4.3 本章小结  55-56
第五章 热轧工作辊热辊形的模拟研究  56-70
  5.1 软件的运行  56-58
  5.2 计算模型的验证  58-60
    5.2.1 模型的测试  58
    5.2.2 模型的验证  58-60
  5.3 各项参数对热辊形及热凸度的影响  60-68
    5.3.1 冷却水温度对热辊形的影响  61-62
    5.3.2 带钢平均宽度对热辊形的影响  62-63
    5.3.3 压下量对热辊形的影响  63-64
    5.3.4 带钢温度对热辊形的影响  64-65
    5.3.5 轧制间歇期时间对热辊形的影响  65-66
    5.3.6 轧制速度对工作辊热辊形的影响  66-67
    5.3.7 工作辊直径对工作辊热辊形的影响  67-68
  5.4 本章小结  68-70
第六章 结论与展望  70-72
  6.1 结论  70
  6.2 展望  70-72
参考文献  72-76
致谢  76-78
攻读硕士学位期间发表的学术论文  78-79

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属压力加工 > 轧制 > 轧制工艺 > 板材、带材、箔材轧制
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