首鋼2250加熱爐板坯熱應(yīng)力場的模擬研究及其在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf

1、加熱爐出爐板坯的加熱質(zhì)量對后續(xù)的軋制有至關(guān)重要的影響。首鋼京唐2250熱軋4座加熱爐生產(chǎn)初期全部依靠操作工手動控制，出爐板坯加熱質(zhì)量差，能耗、燒損高。板坯出爐后出現(xiàn)鐮刀彎現(xiàn)象，對軋線軋制穩(wěn)定性造成不良影響，嚴重時引起熱軋卷超寬質(zhì)量問題。軋制薄規(guī)格時軋線對該問題更加敏感。出現(xiàn)鐮刀彎的主要原因是，加熱過程寬度方向溫度不均，形成溫度梯度，板坯內(nèi)部產(chǎn)生熱應(yīng)力，最終以板坯側(cè)彎的方式釋放出來。本文針對這一質(zhì)量問題，開展板坯加熱爐內(nèi)溫度場和應(yīng)力場的仿

2、真模擬研究，分析板坯在設(shè)定條件下加熱后形狀變化的規(guī)律，結(jié)合燃燒控制系統(tǒng)制定溫度制度，控制出爐板坯的加熱質(zhì)量。
　　首先，建立加熱爐內(nèi)傳熱模型，在傳熱模型的基礎(chǔ)上建立應(yīng)力場模型。確定模型的假設(shè)條件、邊界條件以及熱物性參數(shù)，并利用Abaqus軟件有限元仿真的方法求解。其次，對模型的準確性進行驗證。通過黑匣試驗對板坯加熱過程中的上下表面溫度進行跟蹤實測，與模擬計算結(jié)果對比基本相符，表明了模型計算的可靠性。通過模型對板坯加熱過程的溫度場及

3、應(yīng)力應(yīng)變進行計算分析，結(jié)果表明加熱制度的不合理造成板坯出現(xiàn)鐮刀彎。最后，將計算結(jié)果應(yīng)用到加熱爐的燃燒控制系統(tǒng)，實現(xiàn)出爐板坯質(zhì)量的控制。根據(jù)模型確定的溫度制度，確定合理的空燃比，實現(xiàn)燃料的可控燃燒，最終實現(xiàn)爐溫的過程控制，解決鐮刀彎問題。
　　通過技術(shù)改進后的加熱爐出爐板坯加熱質(zhì)量良好，同時帶來其它經(jīng)濟效益。加熱爐氧化鐵皮明顯減少，板坯氧化燒損率由2011年初的1.41％降低到2012年6月的1.01％，按2011年熱軋2250產(chǎn)量