传热系数对低碳钢热轧过程的影响

2021-03-16李启尧胡玉坤

山东冶金 2021年1期

李启尧，胡玉坤

（邢台职业技术学院，河北邢台054000）

1 前言

随着社会的发展，中国钢铁产能包括热轧带钢处于低端产品过剩，高端产品紧缺的状态，各大钢厂现已调整发展方向，以提质增效为目标，降低成本，加大科研力度，冲击高端市场［1］。其中热轧低碳钢拥有广阔的市场应用前景，在建筑工业、汽车工业和机械装备制造业等领域用量巨大［2］。在低碳钢热轧生产过程中，传热系数是影响轧制过程中金属流动性和轧制温度的重要参数［3］。目前对热轧过程传热系数的研究甚少，因此对热轧过程中传热系数的研究很有意义。

轧制过程是一个复杂的非线性、多变量之间强耦合的过程，单纯采用试验法研究，会导致材料和设备的浪费，增加研究成本。近年来，有限元理论不断发展和完善，采用有限元软件进行工艺模拟可以提高研发效率，降低研发成本［4］。本文利用DEFORM-3D三维有限元数值模拟软件研究传热系数对低碳钢热轧过程的影响。

2 建立有限元模型

2.1 建立三维几何模型

利用DEFORM-3D 软件提供的Shape Rolling模块实施模拟试验，根据某厂生产低碳钢Q235 热轧产线的数据，设置轧辊直径750 mm，辊身长度950 mm，轧件厚度100 mm、宽度600 mm、长度700 mm。由于带钢轧制过程是上、下两个轧辊对称轧制，且轧件与轧辊的接触关系左右对称，为了减少有限元模型的节点数量、节省计算机的存储容量和缩短模拟计算时间，最终对带钢轧制过程进行1/4 建模。