【摘要】：鋼鐵行業(yè)未來的發(fā)展方向趨向于技術上的節(jié)能降耗,在諸多新技術中,連鑄直軋技術有著廣闊的應用空間。連鑄直軋工藝中鑄坯不需要經(jīng)過加熱爐,只需在輸送過程中補熱,因而具有較高的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。鑄坯感應加熱是連鑄直軋技術中的一個關鍵環(huán)節(jié),因此,深入進行鑄坯的感應加熱規(guī)律研究,才能使連鑄直軋技術得到長遠發(fā)展和推廣。感應加熱問題涉及到電磁場和溫度場,數(shù)值模擬繁瑣復雜。雖然借助于計算機的高效運算,仍然需要處理復雜的物理模型,否則結(jié)果往往和實際有較大偏差。本文從電磁學和傳熱學基礎理論入手,考慮初始不均勻溫度場和運動影響,采用有限元軟件ANSYS進行了板坯的感應加熱三維模擬,為實際生產(chǎn)中板坯感應補熱提供理論依據(jù)。首先在考慮參數(shù)隨溫度變化等條件下,對靜止板坯進行感應加熱有限元模擬,得到了板坯溫度分布,結(jié)果中發(fā)現(xiàn)板坯邊角部分溫度相對較低。通過模擬研究了線圈形狀對感應加熱效率的影響,探索了不同電流密度、不同頻率對板坯溫度分布的影響。然后進行了感應加熱試驗驗證模擬可靠性,并采用紅熱像儀測定工件溫度分布。試驗結(jié)果與模擬規(guī)律一致,數(shù)據(jù)擬合良好。解決了板坯感應補熱實際工況模擬的一些關鍵問題。通過模擬板坯輥道輸送空冷過程,得到空冷結(jié)果作為板坯加熱的初始溫度場。為了使模擬更切合實際,考慮板坯相對線圈的運動,實現(xiàn)方法是用VB調(diào)用ANSYS實現(xiàn)板坯的步進運動。最后在考慮初始溫度場不均勻和板坯運動的情況下,模擬板坯縱向磁通感應補熱,分析了溫度場的分布規(guī)律。模擬分析了橫向磁通感應加熱基本規(guī)律,并在縱向磁通感應補熱的基礎上,進行板坯橫向磁通感應補熱的模擬,最終補熱結(jié)果可以滿足連鑄直軋的要求。
[Abstract]:The future direction of steel industry tends to reduce energy consumption and reduce energy consumption in technology. In many new technologies, continuous casting technology has wide application space. The casting billet in continuous casting process does not need to pass through the furnace, only need to fill the heat in the process of transportation, so it has high economic and environmental benefits. As a key link in rolling technology, the research on the induction heating law of the casting billet can make the continuous casting technology develop and popularize in the long run. The problem of induction heating involves the electromagnetic field and temperature field, and the numerical simulation is complicated and complicated. Although the complex physical model still needs to be treated with the help of the computer's high efficiency operation, it is still necessary to deal with the complex physical model. This paper, starting with the basic theory of electromagnetics and heat transfer, takes into consideration the initial uneven temperature field and the influence of motion, and uses the finite element software ANSYS to simulate the induction heating of the slab, which provides a theoretical basis for the induction heating of the slab in the actual production. Under the condition of the finite element simulation of induction heating, the temperature distribution of slab is obtained. The result shows that the side corner temperature of slab is relatively low. Through simulation, the influence of coil shape on induction heating efficiency is studied, and the influence of different current density and frequency on slab temperature distribution is explored. The thermal test was used to verify the reliability of the simulation, and the temperature distribution of the workpiece was measured by the red heat imager. The test results were in agreement with the simulation law, and the data fitted well. Some key problems in the simulation of the actual working condition of induction heating were solved. The air cooling results were obtained as the initial temperature field of the slab heating by simulating the blank cooling process of the slab roller. In order to make the simulation more realistic and consider the motion of the slab relative to the coil, the realization method is to use the VB to call the ANSYS to realize the step motion of the slab. Finally, the longitudinal flux induction heating is simulated under the condition of the inhomogeneous initial temperature field and the slab motion, and the distribution law of the temperature field is analyzed. The transverse flux induction heating is simulated and analyzed. On the basis of the longitudinal flux induction heating, the lateral flux induction heating is simulated on the basis of the longitudinal flux induction heat. The final heating result can meet the requirements of continuous casting straight rolling.
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG335.9

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本文編號：2138003