56· 北京科技大学 学 报 2003年第1期 3结果与分析 530 1.落水均布 510 2.落水差10% 31 集管均布等水量冷却工况下，以图2和a,= 3.落水差20% 490F 14.874kW/(m2.℃)为钢板热分析的边界条件输人 470 程序，可得到60s后钢板(W2)×(h/2)面的温度场， 如图5所示.由图5看出，温度沿板宽方向远离中 450 心呈下降趋势，且边部与中心相比温差很大. 430 410L 0.0 0.2 0.40.6 0.8 1.0 422.34484.13545.919607.709669.498 x/m 图7钢板表面温度分布 Fig.7 Tempreture distribution on the surface of a plate 453.235515.024576.814638.603700.393 630 1.落水均布 图5钢板横切面的温度场K 2.落水差10% Fig.5 Tempreture field in the longitude of a plate 6203 3. 落水差20% 针对集管均布造成的温度分布不均的现象， 610 采取沿板宽方向不均匀分布水量的补偿策略，提 600 出钢板强适应横向冷却曲线，即集管落下水量与 590 板宽方向位置的对应曲线，如图6所示.按照此 580 曲线，钢板中心以大水量的射流冲击钢板，靠近 0.00.2 0.40.60.8 1.0 两端则水量以一定的比率依次减小，减小落在钢 x/m 板上水量的不均匀性.从而使得温度均匀分布， 图8距钢板表面1/4处截面的温度分布 获得平直的板形 Fig.8 Tempreture distribution on the cross-section of 1/4 far from the surface 4结论 100 本文得到了无约束淬火机的强适应横向冷 80 却曲线，该曲线的形状，即水量分布比率随钢板 60 尺寸的不同而变化.在淬火机上下集管的工艺设 40 计时，可以将集管设计成变直径的，也可以将同 20 直径的集管以不同的密度分布，在太钢的无约束 00 0.5 1.0 淬火机冷却设备设计中，集管的不均匀布置是控 x/m 冷系统一系列钢板平直度控制技术之一，配合侧 图6钢板强适应横向冷却曲线 吹和前后吹扫等装置对钢板横向冷却变形进行 Fig.6 Correct lateral cooing curve with flexible suitbility 控制. 为获得强适应横向冷却曲线的正确形状，采 参考文献 用有限元模拟求解沿板宽方向中心和边部落差 1王有铭.钢材的控制轧制和控制冷却M).北京：冶 金工业出版杜，1995.5 为10%，17%，20%等多种情况下的钢板温度场， 2王国强.实用工程数值模拟技术及其在ANSYS.上的 比较得出数值计算较理想的水量分布.图7和图 实践[M.西安：西北工业大学出版社，2000 8为60s后钢板表面A,和距此表面1/4处截面的 3周筠靖.传热学M.北京：冶金工业出版社，1995 温度分布（见图1）.结合供水系统工艺设计要求 4马重芳.强化传热[M).北京：科学出版社，1990 和冲击射流冷却能力，在中心部和边部落下水量 5董志勇.冲击射流M.北京：海洋出版社，1997 相差20%左右时的冷却效果较好. 6李谋渭，王邦文.太钢新型淬火控冷系统[A].中国 钢铁年会论文集[C].北京，2001.324 (下转第90页)北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 雕阵盯 卜卜 结果 与分析 集 管 均 布 等水 量 冷却 工 况 下 ， 以 图 和 ， · ℃ 为 钢板热 分析 的边 界 条件输 人 程 序 ， 可 得 到 后 钢板 刚 、 面 的温度 场 ， 如图 所示 由图 看 出 ， 温度沿板宽方 向远 离 中 心 呈 下 降趋 势 ， 且 边 部与 中心 相 比温差 很 大 落水均布 落水差 落水差 芝 映 月国胜 皿 · 一一一一 一一兰二 图 ， 钢 板表面 温 度 分 布 及 川 日尸阵 · 图 钢板横切 面 的温度 场 《 … 落水均布 落水差 落水差 针 对集 管均 布造成 的温度 分布不 均 的现象 ， 采取沿板 宽方 向不 均匀 分布水量 的补偿策略 ， 提 出钢板 强适 应 横 向冷却 曲线 ， 即集管落下水量 与 板 宽方 向位置 的对 应 曲线 ， 如 图 所 示 按 照 此 曲线 ， 钢板 中心 以 大 水量 的射流 冲击 钢板 ， 靠 近 两端则 水量 以 一 定 的 比率依次减小 ， 减 小 落在 钢 板 上 水 量 的不 均 匀 性 从 而使得 温度 均匀 分 布 ， 获得 平 直的板 形 ‘， 芝 卜 ， 了 图 距 钢 板 表面 处 截面 的温度 分 布 代 ， · 图 钢板 强 适 应横 向冷却 曲线 为获得 强适 应横 向冷却 曲线 的正 确形 状 ， 采 用 有 限元 模 拟 求解 沿 板 宽方 向 中心 和 边 部 落差 为 ， ， 等多种情况 下 的钢板 温 度场 ， 比较得 出数值计算较理想 的水量 分 布 图 和 图 为 后 钢 板 表 面 ，和距此 表 面 处 截 面 的 温 度分布 见 图 结合供水 系统 工 艺 设计要 求 和 冲击射流冷却能力 ， 在 中心 部 和边 部落下水 量 相 差 左 右 时 的冷却效果 较好 结 论 本 文 得到 了无 约束淬火 机 的 强适 应 横 向冷 却 曲线 ， 该 曲线 的形状 ， 即水 量 分布 比率 随钢板 尺 寸 的不 同而 变化 在淬火机上 下集管的工艺 设 计时 ， 可 以将集管设计成 变 直径 的 ， 也 可 以将 同 直径 的集管 以不 同的密度分布 在太钢 的无 约束 淬火 机 冷却设备设计 中 ， 集管的不 均 匀布置是控 冷 系统一 系列 钢板平 直度控 制技术 之一 ， 配合侧 吹 和 前后 吹 扫 等装 置 对钢 板 横 向冷却 变 形 进 行 控 制 参 考 文 献 王 有铭 钢材 的控制轧制 和控制冷 却 〕 北京 冶 金工业 出版社 ， 王 国强 实用 工 程数值模 拟技术及 其在 的 实践 西 安 西 北 工 业 大学 出版社 ， 周绮靖 传热学 「 北 京 冶金工业 出版社 ， 马重 芳 强 化传热 北 京 科学 出版社 ， 董志勇 冲击射流 北 京 海洋 出版社 ， 李谋渭 ， 王 邦文 太钢新 型 淬火 控冷系统 中 国 钢铁年会论 文集 北 京 ， 下转第 页 “洲一 八”︸ 辞叫书浓芝五卜