[发明专利]一种预测带钢热连轧过程温度演变的方法

说明书

技术领域

本发明属于轧钢技术领域，具体涉及一种预测带钢热连轧过程温度演变的方法。 

背景技术

带钢热连轧过程中温度的作用是至关重要的。首先，温度决定了金属的变形抗力，是轧制力、力矩、功率等力学参数的敏感影响因素；其次，温度决定了带钢轧件的表面状况，如表面氧化铁皮等，从而影响产品的表面质量和表面摩擦系数；摩擦系数又会通过金属流动、宽展等影响到产品的尺寸精度；更重要的是，温度是再结晶、相变、析出等微观组织变化的重要条件，对带钢温度的控制（包括轧制温度、开冷和终冷温度、冷却速度和冷却路径等）决定了轧后产品的组织和性能。精确地计算热轧生产中带钢的温度是保证厚度、板形、宽度及组织性能控制准确的重要前提。因此研究热连轧过程中带钢的温度变化规律，构建能够预测带钢热连轧过程温度演变的方法具有十分重要的现实意义。 

多数学者对热轧带钢温度的预测是分阶段计算，并没有考虑全程的温度的连续变化，并且得到的温度值也是平均温度。 

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要提出一种能够得到热连轧全程各个环节的温度演变的预测带钢热连轧过程温度演变的方法。 

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种预测带钢热连轧过程温度演变的方法，包括以下步骤： 

A、建立带钢热传导偏微分方程 

假设带钢轧件沿长度方向的温度分布相对均匀，只考虑带钢轧件厚度和宽度方向的二维热传导；对于含内热源的二维问题，固体热传导微分方程的形式如下式所示： 

∂T∂t=kρcp(∂2T∂x2+∂2T∂y2+q·k)---(1)]]>

式中,T为带钢的瞬态温度；t为热传导过程进行的时间；k为材料的导热系数；ρ为材料的密度；c_p为材料的定压比热；表示内热源强度，为每单位体积在单位时间的发热量；x和y分别为带钢轧件宽度和厚度方向的直角坐标； 

B、建立有限元模型 

假设沿带钢长度方向上温度分布均匀，按二维传热问题处理；利用带钢轧件的对称性，假设冷却方式对称，取四分之一横断面进行网格单元划分，采用四节点等参单元，在所选取的四分之一横断面上划分单元网格50×9个； 

求解平面二维热传导问题是偏微分方程（1）在给定的边界条件和初始条件之下求解的问题，它等效地表达为以下泛函形式：