热卷箱式炉内板坯温度场模拟

D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1999.05.042 第21卷第5期 北京科技大学学报 ol.21N0.5 1999年10月 Journal of University of Science and Technology Beijing 0ct.1999 热卷箱式炉内板坯温度场模拟 苏岚 王先进 唐荻 北京科技大学材料科学与上程学院，北京100083 摘要根据热卷箱式炉中板坏卷取及保温过程的导热特点，建立了温度场计算模型.用有限 元程序计算出的结果与实际基本相符，应用此模型，可对薄板坏连铸连轧缓冲区的效果进行评 估，以及有助于辅助工艺设计与优化. 关键词薄板坯连铸连轧：热卷箱式炉：温度场：数值模拟 分类号TG302 在薄板坏连铸连轧工艺中，除结晶器外，衔 功后，世界各地已安装有30台并投入使用，其 接区的工艺方案设计难度最大.这主要是由于 后又开发了坯卷保温炉，可把热卷箱中的坯卷 在生产过程中，连铸机和连轧机之间必然存在 保持在轧制温度下并重新送去轧制，这解决了 着节奏、作业率、温度场等方面的不匹配.缓冲 板坯出均热炉后由于轧机事故，不得不当作废 区作为薄板坯连铸连轧生产工艺过程中的承上 品切断的问题，每年可减少200-500个坯卷的 启下的环节，主要作用是加热板坯与缓冲和协 损失， 调连铸、连轧段，因此板坏温度与加热时间成为 德国的MDH公司开发成功的薄板坯连铸 最重要的工艺参数. 连轧工艺一ISP(Inline Strip Production),采用了 在国外，使用数值模拟技术计算薄板坯连 大量的新技术，其缓冲区的布置独具特色以.ISP 铸连轧温度场和辅助工艺设计，已经是十分成 生产线工艺流程如图1所示，采用矩形结晶器 熟的技术，由于该技术属于专利，核心技术从没 连铸成60mm的板坯，出结晶器后液芯压下至 有公开发表过.本文主要以ISP生产线缓冲区 43mm,然后进入大压下轧机，减薄至15mm,进 设备中热卷箱式炉为研究对象，通过分析板坏 入感应加热炉进行补偿加热，再进克雷莫纳炉 成卷后的导热特点，建立了温度场计算模型，用 均热，反向开卷送至精轧机架，ISP生产线缓冲 有限元方法分析了热卷箱式炉中钢卷的瞬态温 [区设备中的克雷莫纳炉就是借用了热卷箱与坯 度场，从而得到钢卷达到均温的时间及最长缓 卷保温炉的设计思路，在接收感应加热后的板 冲时间，可以为合理制定生产工艺制度提供理 坯时炉壳旋转，炉口对准板还的来料方向，卷取 论依据. 完后，炉壳转至出口位置，以便向精轧机组开卷 送料，卷取由内部的芯轴完成，在卷取过程中一 1热卷箱式炉 直由燃气加热坯卷.但由于在克雷莫纳炉中，板 坏紧紧卷在芯轴上，温降较大，精轧后质量不 热轧带钢生产线上的热卷箱，其主要作：用 好·并易产生氧化铁皮，很难在其后的除磷过程 是对粗轧机轧出的中间坏进行无芯卷取，然后 中彻底除去，而且整个设各操作维修困难，因此 再反向开卷，以其尾部作为头部进入精轧机组， 在：德马克公司为韩国浦项钢铁公司提供的ISP 从而降低了中间带坯的冷却速度，减少了头毛 方案中，以能存放10个钢卷的无心热卷箱式炉 温差，并缩短了生产线长度，热卷箱技术由加拿 代替了克莫纳炉，取得了很好的缓冲效果.该 大STELC0公司1969年提出，1974年第…台 技术不仪延长了缓冲时间，而且可减少板坯长 工业型热卷箱用于1420mm热轧机组，获得成 度方向的温度不均匀性，均热质量好，不存在步 进式炉的黑印问题，及辊底式炉的上下温度不 1999-03-29收稿苏岚女，26岁.博⊥生 *国家九五攻关项日0.95-523-04-02-03) 均的问题

第 2 1 卷 第 5 期 1 9 9 9年 1 0 月 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u r n a l o f U n i v e r s i t) o f s e i e n e e a n d Te c h n o l o g y B e ij i n g V 6 1 . 2 1 N 0 . 5 O e t . 1 9 9 9 热 卷 箱 式 炉 内板 坯 温 度场 模 拟 苏 岚 王 先进 唐 获 北京科 技大 学材 料科 学 与土 程 学 院 , 北 京 1 00 0 83 摘 要 根 据热 卷箱 式炉 中板 坯卷取 及保温 过 程 的导热特 点 , 建立 了温度 场计算 模型 . 用有 限 元程 序计算 出的结 果与实 际基 本相符 , 应用 此模 型 , 可对 薄板坯 连铸连 轧缓 冲区 的效果进 行评 估 , 以及有 助 于辅助 工 艺设 计与 优化 . 关键 词 薄板 坯连 铸 连轧 ; 热卷 箱式 炉 : 温 度场 : 数值 模拟 分类 号 T G 3 0 2 在薄板坯 连铸 连 轧 工 艺 中 , 除 结 晶器外 , 衔 接 区 的工 艺 方 案 设计难 度最 大 . 这主 要 是 由于 在 生 产过 程 中 , 连铸机 和 连轧 机之 间 必 然存 在 着 节 奏 、 作业率 、 温度场 等方 面 的 不 匹配 . 缓冲 区 作为 薄板坯连铸连 轧 生 产 工 艺 过 程 中的承 上 启 下 的 环 节 , 主 要 作 用 是 加 热 板 坯 与 缓 冲 和 协 调 连铸 、 连轧 段 , 因 此板 坯 温度与 加 热 时 间 成 为 最 重要 的工 艺 参 数 . 在 国 外 , 使用 数 值模拟技 术计 算 薄板坯连 铸连 轧温度场和 辅助工 艺设计 , 已经 是 十分 成 熟 的技术 , 由于 该 技术属 于专 利 , 核 心 技术 从 没 有 公 开 发 表过 . 本文 主 要 以 IS P 生 产线缓冲 区 设 备 中热卷箱 式炉 为研 究对 象 , 通 过 分析板 坯 成 卷后 的 导热 特 点 , 建立 了温度 场 计 算模型 , 用 有 限元方法 分析 了热卷箱式炉 中钢 卷 的 瞬态 温 度 场 , 从 而 得 到 钢 卷达 到 均 温 的 时 间 及 最 长 缓 冲 时 间 , 可 以 为 合 理 制 定 生 产 工 艺 制 度 提 供 理 论依据 . 1 热卷 箱式 炉 热 轧 带 钢 生 产 线 上 的热 卷 箱 , 其 主 要 作 用 是 对粗 轧机轧 出 的 中间坯 进行 无 芯 卷 取 , 然 后 再 反 向开 卷 , 以其尾 部作 为头 部进入 精 轧 机组 , 从 而 降低 了 中 间 带 坯 的冷 却 速度 , 减 少 了 头尾 温 差 , 并缩短 了生 产线 长度 . 热卷 箱技术 由 加 拿 大 S T E L C O 公 司 19 6 9 年 提 出 〔} : , 19 7 4 年 第 一 台 工 业型 热卷 箱用 于 14 20 m m 热 轧 机组 , 获得 成 19 9 一 0 3 一 2 9 收稿 苏岚 女 . 2 6 岁 . 1再土 ` } * 国家 ’ · 九 五 ’ 攻 关项 目 (N O . 9 5 一 5 2 3 一 0 4 一 0 2 一 0 3 ) 功后 , 世 界 各地 己 安装 有 30 台并投入 使 用 . 其 后 又 开 发 了坯 卷保温炉 , 可 把热卷箱 中的坯卷 保 持在轧制温度下 并重 新送 去轧 制 , 这 解决 了 板 坯 出均热 炉 后 由于 轧机 事故 , 不 得 不 当 作废 品 切 断 的 问题 , 每年可 减 少 2 0 一 50 0 个坯卷 的 损 失 . 德 国的 M D H 公 司 开 发 成 功的 薄板 坯连 铸 连轧工 艺— I S p ( I n li n e S t r i p p r o d u e t i o n ) , 采用 了 大 量的 新 技术 , 其缓冲区 的 布置 独具 特色 !刘 . IS P 生 产线工 艺 流程 如图 1 所 示 , 采用矩形 结 晶器 连铸成 60 m m 的板坯 , 出结 晶 器后 液 芯压 下至 43 m m , 然后 进 入 大压 下 轧机 , 减薄至 15 m m , 进 入感应 加 热炉进行补偿加热 , 再 进克雷 莫纳炉 均 热 , 反 向开 卷送至 精 轧机 架 . sI P 生 产 线 缓冲 区 设备 中的克雷 莫纳 炉 就是 借用 了热 卷 箱 与 坯 卷 保 温炉 的设 计 思路 , 在 接收感 应 加 热 后 的板 坯 时 炉 壳旋 转 , 炉 口 对 准 板 坯 的 来料 方 向 , 卷 取 完后 , 炉 壳转至 出 口 位置 , 以便 向精轧机组 开 卷 送料 , 卷 取 由 内部 的 芯轴 完成 , 在 卷取过 程 中一 直 由燃气加热坯 卷 . 但 由于 在 克雷 莫纳炉 中 , 板 坯 紧紧卷 在 芯 轴上 , 温 降较大 , 精轧 后 质量 不 好 . 并 易 产 生氧化铁 皮 , 令民难 在 其 后 的 除 磷过程 中彻 底 除 去 . 而 月 . 整个 设 各操 作维 修 困 难 , 因此 在 德 马 克 公 司 为韩 国 浦 碗 钢 铁公 司提 供 的 sI P 方 案中 , 以 能 存放 10 个 钢 卷 的 无 心 热 卷 箱 式炉 代 侧 ` 了克宙 莫纳 炉 , 取 得 了 很好 的缓冲效 果 . 该 技 术 不 仪 延长 了 缓 冲 时 一 间 , 而 且 可 减少 板坯长 度 万 向的温 度 不 均匀性 , 均 热质量 好 , 不 存在步 进 式 炉 的 黑 印 问题 , 及 辊 底 式 炉 的 1 几 F 温 度不 均 的 问题 . DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1999. 05. 042

Vol.21 No.5 苏岚等：热卷箱式炉内板坯温度场模拟 ·469。 连铸机 大压下轧机 热卷箱式炉 送至精轧机 感应加热炉 图1ISP生产线示意图 由此可见，将热卷箱技术灵活地应用于薄 板坯连铸连轧生产线上，可显著增加系统“柔 性”，对实现连铸与热连轧的合理匹配具有重要 简化 意义，是一项非常有前途的待开发的生产技术. 2板坯导热模型 轴向 轴向 要分析评价薄板坯连铸连轧的衔接缓冲效 果，必须对缓冲区不同型式的加热炉内的板坯 径向 。径向 温度场进行研究.热卷箱式炉内中间坯以板卷 图2几何模型一钢卷横截面 的形式存放，导热原理与其他型式的加热炉不 系数，所以径向导热系数k低于轴向导热系数k, 同，为此应对卷取及保温过程中，钢卷导热情况 其具体的数值，受钢本身的导热系数、表面光洁 进行分析. 度、硬度、钢层间的接触压力、接合处的横向平 钢卷内部导热属于轴对称物体无内热源的 均温度及是否存在氧化铁皮等一系列因素影 非稳态导热，轴向导热主要通过钢的热传导进 响，目前没有计算公式，只能用间接的方式获 行，其径向导热是通过每层金属与相邻层间存 得. 在的空气间隙及氧化铁皮进行：热交换是通过 这里将径向导热系数与轴向导热系数之比 真正触点的热传导、缝隙内空气的热传导和高 设为常数a,通过对比计算结果与试验结果，修 温下两表面间辐射传热这3种机理综合进行. 正a的取值，从而得到较为符合实际的导热模型. 通常径向导热明显弱于轴向导热.热交换的各 边界条件：第三类边界条件，与钢卷相接触 向异性十分明显.钢卷与周围介质（空气）间的 的流体介质一空气的温度T:与换热系数α为已 导热主要通过辐射和对流的方式进行， 知，公式表达为 为方便计算，将钢卷简化成具有正父各向 异性物性参数的整体，利用钢卷外形及热载荷 -k8Th(T-T) (2) 的对称性，取钢卷纵截面的14研究（几何模型 h.=eoT.+TT2+T)+1.24(T,+T)°3 如图2所示).将三维问题转化为二维轴对称问 式中，e=0.85,o=5.667×10-(W/m2.K),T,与T分别 题求解，导热微分方程为 为板坯表面与环境的热力学温度， ↓t8)()c 初始条件：过程开始时，物体整个区域中所 (1) 具有的温度为已知， 式中，k,一径向导热系数：k一轴向导热系数：x, 一坐标如上图所示P,c。一材料的密度和等压比 3有限元模拟结果 热；T一物体瞬态热力学温度；x一时间. 轴向导热系数k等于钢的导热系数.由于钢 采用通用有限元程序ANSYS进行模拟计 卷每层间空气介质导热系数远远低于钢的导热 算，调用ANSYS的温度场计算模块，并用AN-

、 7 b l 一 2 1 N O 一 5 苏岚 等 : 热 卷 箱式 炉 内板 坯温度 场 模拟 一 4 6 9 - Q 同 户叮 石 回 回 回 O 图 1 I S P 生产线 示 意图 由此可 见 , 将热 卷箱技术灵 活 地应 用 于薄 板坯连铸连轧 生产 线上 , 可 显 著增加系统 “ 柔 性 ” , 对实现连 铸与热连轧的合 理匹 配具 有重 要 意义 , 是一 项非常有前途的待开发 的生 产技术 . 简化 二二李 , 2 板坯导热模 型 要分析评 价薄板坯 连铸连 轧的衔接缓 冲效 果 , 必 须对缓冲 区不 同 型 式的 加 热炉 内的板坯 温度场进行研 究 . 热 卷 箱式 炉 内中 间 坯 以板 卷 的形 式存放 , 导 热原 理 与其 他 型 式的 加 热 炉不 同 , 为此应 对卷取及 保温过 程 中 , 钢 卷 导热 情况 进 行分 析 . 钢卷 内部 导 热 属 于 轴对称物体无 内热源 的 非 稳 态 导热 , 轴 向 导 热 主 要 通 过 钢 的热 传导 进 行 , 其径 向导 热 是通 过侮层 金 属 与相 邻层 间 存 在 的空 气 间 隙 及氧化 铁 皮进 行 ; 热 交换是 通 过 真 正 触 点 的 热 传 导 、 缝 隙 内空 气 的热 传 导 和 高 温 下 两 表面 间辐 射传 热 这 3 种 机理 综 合 进 行 . 通常 径 向导热 明 显弱 于 轴 向导 热 . 热 交 换 的 各 向异 性十 分 明 显 . 钢 卷 与 周 围 介质 ( 空 气 ) 间 的 导热主 要通 过辐 射和 对流的方式进 行 . 为方便 计 算 , 将钢 卷简化 成 具 有正 交 各 向 异性 物性参数 的整 体 , 利用钢 卷 外 形 及热 载荷 的对 称性 , 取钢 卷 纵 截 面的 14/ 研 究 () L何 模型 如 图 2 所 示 ) . 将三 维 问题 转化 为 二 维轴对 称 问 题 求解 , 导 热 微 分 方 程 为 1 子 r , 己T 、 刁 了 , 己T 、 日T 令谁行l r 态气分卜炭二l 丸 一告全! , 伟 . 苍士 l( ) r C尸 、 C 尸 声 口 X 戈 口 X 少 ` 尸 口 T 式中 , 态一径 向导热系数; 凡一轴 向导热 系数 ; 从: 一坐 标如上 图所 示 ;P, q一 材料 的 密 度 和 等 压 比 热口 飞 - 物体瞬 态热 力学温度 ; -T 时 间 . 轴 向导热系数从等于 钢 的导 热系数 . 由 于钢 卷每层 间 空气介质 导 热 系 数 远 远 低 于钢 的 一 导热 t ” 向 一 ` - ~ - - , 卜 径 向 径向 图 2 几何 模型一钢 卷横 截面 系数 ,所 以径 向导热 系数.k 低于轴 向导热 系数 kx . 其具 体的数值 , 受钢 本身的导 热 系数 、 表面 光洁 度 、 硬 度 、 钢层 间 的接触压 力 、 接合处 的横 向平 均温 度 及 是 否 存 在氧 化铁 皮 等一 系列 因素 影 响 , 目前没 有计 算公 式 , 只 能 用 间 接 的方式获 得 . 这 里 将径 向导 热 系数与轴 向导热 系数之 比 设 为常 数 a , 通过对 比 计 算 结 果 与 试 验 结 果 , 修 正a 的 取值 , 从 而 得到较为符合 实际 的导热 模 型 . 边 界 条件 : 第三 类边 界条件 , 与 钢 卷相 接触 的 流体 介质 一空 气 的 温度 不与换热 系数 a 为 已 知 , 公 式表达为 一 嵘 一 hsu ( T 一 双’ (2 ) [h , 、 = ￡试天+ 天) (=eT + 厂) + 1 . 2 4 ( 天+ 不) 。」, 式 中 , : = 0 . 8 5 , a = 5 . 6 6 7 x l 0 一 8 ( W /m , · K ) ,天与 fT 分 别 为 板 坯表 面 与环 境 的热力学 温 度 . 初 始条件 : 过程开 始时 , 物体整 个 区域 中所 具 有 的温度 为 已 知 . 3 有 限 元模拟结 果 采用 通用有 限元 程序 A N S Y S 进行模拟 计 算 , 调 用 A N S Y S 的 温度场 计 算模 块 , 并 用 A N -

·470 北京科技大学学报 1999年第5期 SYS提供的APDL参数设计语言，编制程序以 建立几何模型、加载、控制求解与输出， H G 3.1模型验证 如上所述，径向导热系数需用间接方法得 H G F 到，这里采用的是模拟结果与试验结果相比较， 不断修正模型，得到近似值的方法， 1台粗轧机和6台精轧机之间设置1台 H G FE DC BA 非密封卷取箱，无加热设备.尺寸为 250mm×850mm×1200mm的实验板坯经粗轧机 轧成厚32mm的中间坯，然后进入卷取箱，头部 图4卷取完毕时板还温度场.A一1059，B一1069， C-1080,D-1090,E-1101,F-1111,G-1122, 温度为1080℃，中间温度1060℃，尾部温度 H-1132,1-1142(单位：℃) 1050℃，头尾温差达30℃.此温差在卷取箱中 可降低至20℃.采用修正的模型时，得到的模 D/C 拟结果如图3所示，它与实际结果相符， 1080 1072 H GFEDCBA 91064 头部 中部 1056 图5保温10min后板坯温度场分布.A一1077，B-1085, C-1092,D--1100,E-1107,F-1115,G1122,H-1130, 1048 1一1137（单位：℃） 尾部 1040L 048121620242832 t/s 图3钢卷模拟温降曲线 32计算实例 在ISP生产线上，60mm的薄板坯经大压下 轧机，压至25mm,在感应加热炉内被加热至 1150℃，头尾温差达100℃，然后进入克雷莫纳 炉成卷与保温，炉气温度为1100℃.卷取完毕 图6保温20m山时板还温度场分布 时，板坯温度场如图4所示，外层与内层间温差 A-1080,B-1087,C-1094,D-1101,E-1108, 近100℃. F-1115,G-1122,H-1129,-1136(单位：℃) 从图5、图6可以看出，随着保温时间的延 1150 长，板坯头尾温差逐渐减少.图7为板坯上头 芯部 部、中间、尾部三处在进入热卷箱式均热炉后， 1130 温度随时间变化的曲线.板坯中部温度几乎保 中部 1110 持恒定，头尾温差降低，整个板坯温度趋于均 匀 1090 外部 4结论 1070 1050 (1)通过分析热卷箱式炉的加热原理，建立 020040060080010001200 了板坯卷取过程及保温过程的温度场计算模 t/s 型. 图7钢卷各点温度历史

一 4 7 0 - 北 京 科 技 大 学 学 报 1 9 9 9 年 第 5期 S Y S 提供 的 A P D L 参数 设计语言 , 编制程 序 以 建立几何 模型 、 加载 、 控制求解 与输 出 . .3 1 模型验 证 如 上 所述 , 径 向导 热 系数 需用 间接方 法得 到 , 这里采用 的 是 模拟结果 与试验结果相 比较 , 不断修 正 模型 , 得 到 近似值 的方法 . 1 台 粗轧机 和 6 台 精轧机之 间 设 置 1 台 非 密 封 卷 取 箱 , 无 加 热 设 备 . 尺 寸 为 2 5 0 mnI x 8 5 0 un x l 2 0 0 m m 的实验板坯经粗轧机 轧成厚 32 r n n。 的中间坯 , 然 后进 入卷取箱 , 头部 温度 为 1 0 80 ℃ , 中间温度 1 06 0 ℃ , 尾 部温 度 1 05 0 ℃ , 头尾温差 达 30 ℃ . 此温 差 在卷取 箱 中 可 降低 至 20 ℃ . 采 用修 正 的 模型 时 , 得 到 的 模 拟结果 如 图 3 所示 , 它与实 际 结 果 相 符 . 一 T I H G F E D C B I H G F E D C B H G 图 4 卷取完 毕时板 坯温 度场 . A一1 0 59 , B一 1 0 69 , C一 1 0 80 , D一 1 0 90 , E一 1 1 0 1 , F一 1 1 1 1书一1 122 , H 一1 1 32 , I一 1 1 4 2 (单位 : ℃ ) 1 0 80 1 07 2 纷 1 064 1 0 5 6 1 04 8 1 0 4 0 图 5 保 温 10 m in 后 板坯 温度 场分 布 . A 一I O7 7, B一 1 0 85 , C一 1 0 9 2 , D 一 ~ 1 1 0 0 , E一 1 1 0 7 , F一 1 1 1 5 , G 一 1 12 2 , n 一 1 1 3 0 , 1一 1 1 3 7 (单位 : ℃ ) 尾部 0 4 8 12 1 6 2 0 2 4 2 8 32 丁 / S 图 3 钢卷 模拟 温降 曲线 芯一中夕部一部嘟 .3 2 计算实例 在 sI P 生产线上 , 60 ~ 的薄板坯经大 压下 轧机 , 压至 25 ~ , 在感应加 热 炉 内被 加 热至 1 150 ℃ , 头尾温差 达 or o ℃ , 然后 进入克雷莫纳 炉成卷 与保温 , 炉 气温 度为 1 10 ℃ . 卷取 完毕 时 , 板坯温度场如 图 4 所示 , 外层 与 内层 间温差 近 10 0 ℃ . 从 图 5 、 图 6 可 以看 出 , 随 着保温 时间 的延 长 , 板坯头尾 温差 逐渐减少 . 图 7 为板坯上 头 部 、 中间 、 尾部三 处在进入 热卷箱式均 热炉后 , 温 度随 时间变 化 的 曲线 . 板坯 中部 温度 几乎保 持恒 定 , 头尾温差 降低 , 整 个 板坯温度 趋于 均 匀 . 声~ 夏 丈不下 E D · … 厂 宁、 ` 冬) 、 {…{ · D 户… {{… I H { “ ’ D H 图 6 保温 2 0 m 恤 时板坯 温度场 分布 A 一1 0 80 , B一1 087 一 C一 1 0 9 4 , D一1 1 0 1 s E一1 1 0 8 , F一 1 1 15 , G一 1 122 , H一1 12 9 , 1一 1 136(单位 : ,C ) 1 1 5 0 1 1 30 4 结 论 (l) 通过分析 热卷箱式 炉 的加 热原理 , 建立 了板坯 卷取 过 程及 保温 过 程 的温 度 场 计算 模 型 . 1 0 5 0 0 2 0 0 40 0 6 0 0 80 0 1 00 0 1 20 0 r /S 图 7 钢 卷各 点温 度历 史

Vol.21 No.5 苏岚等：热卷箱式炉内板坯温度场模拟 471· (2)通过与实际生产数据相比较，证实了计 限元分析软件ANSYS上进行二次开发的思路， 算模型的实用性 不仅节约了开发时间，而且提高了可靠性. (3)应用本模型，可进行离线仿真计算，分 参考文献 析各种工艺条件对板坯温度场的影响，如可分 1霍夫根H.热轧板带生产数学模型的概况.见：板带 析炉气温度、保温时间对减少板坯头尾温差的 轧制科学与技术一第四届国际轧钢会议论文选 影响， 集.北京：冶金工业出版社，1990.183 (4)在编制有限元软件时，采用了在通用有 2田乃媛.薄板坯连铸及热装直接轧制.北京：冶金工 业出版社，1993 Simulation of Temperature Field of Coiler Furnace Su Lan,Wang Xianjin.Tang Di Material Science and Engineering Schlool.UST Beijing.Beijing 100083,China ABSTRACT A finite element numerical model has been developed to describe the temperature distribution of slab in coiler furnace.The results of numerical simulation using ANSYS software agree with the practice. It is helpful for drawing reasonable procedure of the process. KEY WORDS thin slab continuous casting direct Rolling;coiler furnace;temperature field;FEM Simulation 米米米米米米米米米米米米米米米米※米米米来※来张来米米米米米米米米米米米米米米米※米 (上接467页) Influence of Heat Extrusion Process on Primary Si Phrase in Hypereutectic Al-Si Alloy Xie Changan,Shang Chengjia".He Xinlai,Xiong Baiqing Shi Likai 1)Material Science and Engineering School,UST Beijing,Beijing 100083,China 2)Beijing General Research Institute for Nonferrons Metals,Beijing 100088,China ABSTRACT The influence of preheat temperature to the size of primary Si phrase of hypereutectic Al-Si- X alloy produced by Spray-forming is concerned,the materials'microstructure which extruded under the same temperature but different extrusion ratio are compared.The various effect of atomizing gas to melting metal and extrusion ratio to the primary Si phrase are discussed and the possible reasons which might cause microcracks are analyzed. KEY WORDS spray-forming;hypereutectic Al-Si alloy;primary Si phrase

l V b . o 2 1 N . 苏 岚等 5 : 热卷 箱式 炉 内板 坯温度 场 模拟 . 4 1 7 . 通过与 实际 生 产数据相 比较 2 ) ( , 证 实 了计 算模 型的实用性 . (3 ) 应用本模 型 , 可 进行离 线仿真计 算 , 分 析各种工 艺 条 件对 板坯温度场 的影 响 . 如 可 分 析炉气温度 、 保温 时间对减少板坯头尾 温差 的 影 响 . (4 )在编制有 限 元软件 时 , 采用 了 在通用有 限元分析软件 A N S Y S 上 进行 二 次 开发 的思 路 , 不 仅节 约 了开 发 时间 , 而 且 提 高了 可靠 性 . 参 考 文 献 1 霍 夫根 H . 热轧板 带 生产 数学 模型 的概 况 . 见 : 板 带 轧 制 科 学 与 技术 — 第 四届 国 际 轧钢 会 议 论 文 选 集 . 北京 : 冶金 工业 出版 社 , 1 9 9 0 . 1 83 2 田乃 媛 . 薄板 坯连 铸及 热装 直接 轧制 . 北 京 : 冶金 工 业 出版 社 , 1 9 93 S im u l a t i o n o f eT m P e r a t ur e F i e ld o f C o il e r F u nr a e e uS L a n , 肠 n g iX a nj’ in . aT n g D i Mat e ir a l S e i e n e e an d E n g i n e e r i n g S e h l o o l , U S T B e ij i n g , B e ij i n g 10 0 0 8 3 , C h i n a A B S T R A C T A 助it e e l e m e n t n urn e r i e a l m o d e l h a s b e e n d e v e l o Pe d t o d e s e ir b e t h e t e m Pe r a trU e d i st r ib ut i o n o f s lab in e o il e r fu r n a e e . hT e re s u lt s o f nu m e r i e a l s im u l a t i o n u s i n g A N S Y S s o ft w a r e a gr e e w iht t h e Pr a e t i c e . I t 1 5 h e lP ful ofr dr a w in g re a s o n ab l e rP o e e d ur e o f t h e Pr o c e s s . K E Y W O R D S ht in s l a b e o n t i n u o u s e a st i n g d i r e e t R o lli n g : e o il e r fu r r i a e e ;t e m P e r a t u r e if e ld : F E M S im u l a t i o n (上接 4 6 7 页) I n fl u e n e e o f H e a t E x t ru s i o n P r o e e s s o n P r im a ry 5 1 P hr a s e i n H y P e r e u t e e t i c A I 一 5 1 A ll o y iX e hC a 刀g 口 n ” , hS a n g hC e叨 i a `气 拢 iX , , l a i ,’ , Xi o 馆 B a iq i心 , , hS i L i ak i , ` l ) M at e r i a l S e i e n e e an d E n g i n e e r i n g S e h o o l , U S T B e ij i n g , B e ij i n g 10 0 0 8 3 , C h i n a 2 ) B e ij i n g G e n e r a l R e s e ar e h I n s t i t u t e of r N o n fe r o n s M e at l s , B e ij i n g 10 00 88 , C h i n a A B S T R A C T T h e i n fl u e n e e o f P r e h e a t t e m Pe r a t u r e t o t h e s i z e o f Pr im a ry 5 1 Phr a s e o f h y P e r e ut e e t i e A I 一 5 1 - X a lloy P r o du e e d b y S P r a y 一 of rm i n g 1 5 c o n c e rn e d , t h e m a t e r i a l s , m i e r o s utr e utr e w h i e h e x t ur d e d un d e r ht e s am e t e mP e r aut r e b u t d i fe r e n t e x t ur s i o n r a t i o ar e e o m Pa r e d . T h e v a r i o u s e fe e t o f a t o m i z i n g g a s t o m e lt i n g m e at l an d e x utr s i o n r a t i o t o ht e P r im a yr 5 1 Ph r a s e a r e d i s e u s s e d an d ht e Po s s ib l e r e a s o n s w h i e h m i g ht e a u s e m i e r o e r a e k s aer an a l y z e d . K E Y W O R D S s P r a y 一 fo mr i n g : h y P e r e u t e e t i e A I 一 5 1 a ll o y : P r im a yr 5 1 Phr a s e