| 作者： | 齐明光 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 孟红记;杨文峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 关键词： | 金属工艺;板坯加热炉;温度场;应力场;燃烧控制系统;加热质量 |
| 摘要： | 加热炉出炉板坯的加热质量对后续的轧制有至关重要的影响。首钢京唐2250热轧4座加热炉生产初期全部依靠操作工手动控制，出炉板坯加热质量差，能耗、烧损高。板坯出炉后出现镰刀弯现象，对轧线轧制稳定性造成不良影响，严重时引起热轧卷超宽质量问题。轧制薄规格时轧线对该问题更加敏感。出现镰刀弯的主要原因是，加热过程宽度方向温度不均，形成温度梯度，板坯内部产生热应力，最终以板坯侧弯的方式释放出来。本文针对这一质量问题，开展板坯加热炉内温度场和应力场的仿真模拟研究，分析板坯在设定条件下加热后形状变化的规律，结合燃烧控制系统制定温度制度，控制出炉板坯的加热质量。 首先，建立加热炉内传热模型，在传热模型的基础上建立应力场模型。确定模型的假设条件、边界条件以及热物性参数，并利用Abaqus软件有限元仿真的方法求解。其次，对模型的准确性进行验证。通过黑匣试验对板坯加热过程中的上下表面温度进行跟踪实测，与模拟计算结果对比基本相符，表明了模型计算的可靠性。通过模型对板坯加热过程的温度场及应力应变进行计算分析，结果表明加热制度的不合理造成板坯出现镰刀弯。最后，将计算结果应用到加热炉的燃烧控制系统，实现出炉板坯质量的控制。根据模型确定的温度制度，确定合理的空燃比，实现燃料的可控燃烧，最终实现炉温的过程控制，解决镰刀弯问题。 通过技术改进后的加热炉出炉板坯加热质量良好，同时带来其它经济效益。加热炉氧化铁皮明显减少，板坯氧化烧损率由2011年初的1.41％降低到2012年6月的1.01％，按2011年热轧2250产量405万吨计算，每年为公司创造经济效益一千多万元。 |