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1、会计学1第1页/共47页n卷曲温度：600650 第2页/共47页 在生产过程中表面温降的变化，可以用“基本热交换环节”的组合来描述，但对于厚坯或厚度较大的带钢则还需计算轧件内部的温度场。第3页/共47页FtFTE2100273210044斯蒂芬-波茨曼定理： 轧件从周围介质中所吸收的热能E为： FtFFFtE210027321002734040（10.38）（10.39）第4页/共47页在时间内轧件散失的热量Q为： )(EEQFtt2)100273()100273(404简化后微分形式 FdtdQ2)100273(4轧件热含量的变化为： hFdtcdtGcdQPP（10.40）（10.41）
2、（10.42）第5页/共47页轧件散失的热量应等于热含量的变化: FdtFhdtcP2)100273(4 因此轧件辐射温降公式为： dthcdtP4)100273(（10.43）（10.44）第6页/共47页对流传热量简化计算： FdttadQ2)(0轧件的热含量变化为： FhdtcdQP轧件的对流温降公式为： dtthcadtP)(20（10.47）（10.46）（10.45）第7页/共47页a. 轧件与轧辊间的传导热轧件与轧辊间的传导热轧件单位时间散失的热量为： SttFQ/ )(20轧件在单位时间内热量的变化为： 传平tbvhcQp（10.49）（10.48）第8页/共47页)(h20t
3、tvlSctP平传轧件散失的热量等于其热含量的变化： 简化后：)(h20ttvlcKtP平传其中：K =/S （10.51）（10.50）第9页/共47页).(tzyxfT 温度场：在某一瞬时，物体各点的综合温度数值。等温面：连接相同温度各点可得到等温面等温面或等温线等温线。沿着等温面移动不会产生温度变化沿着等温面移动不会产生温度变化沿着等温面法向方向移动时，温度变化最大沿着等温面法向方向移动时，温度变化最大第10页/共47页nTnTgradTnlim0第11页/共47页傅立叶假说为：gradTqq 热流矢量热导率式中nTq dFdtnTqdFdtdQ 热流密度：所以：第12页/共47页dxx
4、qqqxxx dyyqqqyyy dzzqqqzzzzyxqqq. zyxqqq. 分别为导入、出热流密度第13页/共47页在dt 时间内导入和导出的热量：dydzdtqdQxx dxdzdtqdQyy dxdydtqdQzzdydzdtdxxqqQdxxx)( dxdzdtdyyqqQdyyy)( dxdydtdzzqqQdzzz)( 第14页/共47页)()()(zzyyxxdQQddQQddQQddQ 经dt 时间后，由单元体放出的热量为：另一方面，引起温度变化的热量为： dttTdvcdQp dxdydzdv )(zqyqxqtTczyxp dxdydzdtzqyqxqzyx)(由于
5、所以第15页/共47页根据傅立叶定律知：xTqx yTqy zTqz所以：)(222222zTyTxTtTcp )(222222zTyTxTctTp)(222222zTyTxTtT vcp其中：第16页/共47页在轧制过程中，金属的塑性变形功为： 310)/ln(hHVW平但只有一部分塑性变形功转变为热能Q为： 310)/ln(hHVAQ平（10.53）（10.52）第17页/共47页金属塑性变形热使轧件温度升高t 塑为： PPsucAVcQt 310lnhH平接触摩擦所引起的轧件温度升高为： hHhlcfCtpln0平平摩t 塑（10.55）（10.54）第18页/共47页n带钢在精轧机组中
6、的温降方程第19页/共47页在短距离运输辊道上运送时，辐射温降t辐为：4)100273(2thcP t 辐 （10.56）第20页/共47页 313221214)100273()100273(312)100()100273(100ttdhcTdtptt Pc100)(212令=21，则得：2731006)100273(1003/1312hcttP （10.57）第21页/共47页131312736100()273100100ptLttchv 辐 由于热辐射系数取决于实际情况，因此，一般是借助于粗轧机组出口处和精轧机组入口处的测温仪进行温度测量，然后利用实测的温度进行统计来求得。 （10.58）
7、第22页/共47页 Q = -(t - t水）2F 当高压水段长度为l，轧件运行的速度为v 时，则：vl /第23页/共47页 在对流过程中，随着热量的散失，轧件的温度会下降，当轧件的温降为t对时，则轧件热含量的变化为： 对tFhcQp根据热平衡关系得： F)tt(tFhcp2水对所以轧件在高压水除鳞时的温降方程为： )tt(vlhctp水对2（10.59）第24页/共47页第25页/共47页mkQ 精轧机组之后的输出辊道上的冷却系统，其水阀的工作状态一般是开关量，冷却能力是通过打开阀数的进行调节，因此，常采用冷却能力系数表示冷却能力： 2pKL c 由于层流冷却水段很长，应根据式(10.47
8、)，用t 表示带钢的温度，t 水表示冷却水的温度，可将它改写为：dtthcdtp)(2水（10.60）（10.61）第26页/共47页 然后用t1 表示冷却开始前的带钢温度，t2 表示冷却结束后的带钢温度，1为冷却的初始时刻，2为冷却的最终时刻，进行积分，得：21212dhcattdtPtt水所以： )(2ln1212hcattttP水水令：21l vhvclttttp2ln12水水故:（10.62）第27页/共47页)2exp()(12hvclttttp水水温降方程为：)2exp()(11hvcltttttp水水对(10.62)式可以写为：hvclttttp2ln12水水（10.65）（10
9、.64）（10.63）第28页/共47页带钢在精轧机组中轧制时其热交换形式辐射散热传导散热对流散热接触摩擦热塑性变形热第29页/共47页除鳞图10.29 精轧机组分段示意图tF入tF出F1F2F3F4F5F6F7L1L2L3L5L4L6L7L8L第30页/共47页iiiiivhLKtttt精水水1ln 由于精轧机组入口测温仪至F1之间装有高压水除鳞装置，其值要比机架间的低压喷水冷却时要大，因而应采用L1作为第一段的当量距离，即L1=L1。 其中： K精=2/cp （10.66）第31页/共47页iinnhvh v 因此，可将式(10.66)改写为：nniiivhLKtttt精水水 1ln 按式
10、(10.67)，从i=1到i=8将其温度累加起来，便可以得到整个精轧机组的温降公式为： nnnnniiFFvhLKvhLKtttt精精水入水出 1ln（10.67）（10.68）第32页/共47页)exp()(nnFFvhLKtttt精水入水出带钢在精轧机组中的温降方程为： )exp()(nnFFFFFvhLKttttttt精水入水入出入（10.70）（10.69）第33页/共47页Lvht)tt(KnnFFF入出入精精轧机组各架轧机处带钢温度： )exp()(71nniiFivhLKtttt精水入水（10.72）（10.71）第34页/共47页第35页/共47页n过高的卷曲温度：过高的卷曲温
11、度：力学性能变坏，并产生坚硬的氧化铁皮，使酸洗困难。n过低的卷曲温度：过低的卷曲温度：一方面卷曲困难，影响带卷的质量，另一方面影响轧材性能第36页/共47页第37页/共47页公式（10.57)温降方程精轧机 入Ft粗轧机出口和入口的温度板坯所需的轧制温度第38页/共47页精轧入口处温度为2731006100273100313hcttpRF）（出入按公式（10.68）得到用于控制温度的速度）水入水目标粗ttttlhLKvnnnF(第39页/共47页vL 为了消除带钢头尾终轧温度差，使带钢全长的终轧温度均匀，可采用轧机同步加速度的方法第40页/共47页升速轧制轧机加速度控制系统终轧温度允许波动范围
12、1015RT第41页/共47页1.精轧机设定2.飞剪控制3.速度控制4.活套控制5.除鳞和机架间 喷水控制6.穿带自适应控制7.厚度控制8.终轧温度控制9.板形控制10.质量分类1.热输出辊道控制2.卷取机控制3.张力控制4.顺序控制5.卷取温度控制6.钢卷运输控制1.板坯测量2.板坯确认3.板坯移动 和炉前定位4.推钢机控制5.步进梁控制6.抽钢机控制7.加热炉温度控制1.粗轧机设定2.辊道控制3.可逆轧机的 顺序控制4.除鳞控制5.速度控制6.宽度控制1.初始数据输入 5.数据采集和处理2.跟踪 6.人机界面 3.设定计算 7.报告和记录4.模型自适应 8.数据通信过 程 控 制 级生 产
13、 控 制 级加热炉粗轧机飞剪、精轧机输出辊道、卷取机、运输链基础自动化级设备级第42页/共47页板坯跟踪人机对话（MMI）加热炉设定计算模型自适应测量数据处理记录和报表轧制节奏控制加热炉燃烧控制仪表控制器顺序控制位置控制（APC）原始数据输入第43页/共47页跟踪人机对话（MMI）粗轧设定计算模型自适应测量值处理记录和报表初始数据输入设定再计算顺序控制位置控制宽度控制速度控制数据采集第44页/共47页跟踪人机对话（MMI）精轧设定计算模型自适应测量值处理记录和报表设定再计算飞剪控制厚度控制温度控制速度控制顺序控制位置控制板形控制活套控制数据采集第45页/共47页跟踪人机对话（MMI）卷取设定计算卷取温度控制测量值处理记录和报表位置控制顺序控制卷取张力控制数据采集卷取温度控制钢卷运输控制第46页/共47页
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