高线穿水冷却过程温度场的数值模拟
热钢圆盘喷水冷却过程的温度场测量与模拟
热钢圆盘喷水冷却过程的温度场测量与模拟
李康;王艳丽;许树勤
【期刊名称】《兵器材料科学与工程》
【年(卷),期】2006(29)4
【摘要】为了得到喷水淬火工艺参数与工件冷却速度的相互关系,对45钢圆盘试样分别在自然冷却和喷水冷却过程的温度场进行了实测与有限元模拟。
在试验中用热电偶和红外测温仪测得试样在两种条件下的冷却曲线,用有限元软件DEFORM 进行模拟,通过调整热流密度值,获得热流密度(HF)随表面温度的变化关系;并对所得数据进行拟合,得到热流密度与工件表面温度的函数关系式。
该关系式可用来求解热流密度,进而用有限元软件获得试样的温度场的模拟计算值。
结果表明,模拟值与实测结果吻合的较好。
【总页数】5页(P41-45)
【关键词】数值模拟;热流密度;热物性参数
【作者】李康;王艳丽;许树勤
【作者单位】太原理工大学材料科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG156.31
【相关文献】
1.冷却通道对超高强度钢热成形过程温度场的影响 [J], 蔡丽娟;彭成允;刘其源;李小平
2.Q345C钢连铸板坯热送热装过程中温度场和应力场模拟 [J], 王生朝;孙斌
3.Q215钢棒材热轧后湍流冷却过程温度场数值模拟 [J], 晋艳娟;张柱;崔小朝;刘勇;孙宏晓
4.冷却通道对超高强度钢热成形过程温度场的影响 [J], 蔡丽娟;彭成允;刘其源;李小平;
5.大断面轴承钢棒材超快速冷却过程温度场模拟 [J], 赵宪明;孙艳坤;吴迪
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高速线材lx82a轧制过程温度场的数值模拟
时间历程曲线、温度一距离历程曲线。同时，分析了开轧温度、终误差在±10七以内，预测准确度良好。
关键词：高速线材;LX82A帘线钢；轧制；温度场；有限差分法；数值模拟
轧制段的温度控制尤为关键⑴。目前国内外学者 大多使用有限元法研究高速线材全线的温度场，很 少使用有限差分法。有限元法能得到较为精确的模 拟结果，但需考虑热力耦合，计算速度慢，不适合目 前轧钢生产在线仿真的需要。另外，即使使用有限 差分法，多数研究者也只采用一维差分模型建模。 本文针对孔型不同，分别采用二维差分模型和一维 差分模型建立温度场数学模型并编写程序，对轧制 生产全线上的线材温度场进行分析，求解速度快，效 率更高。
中图分类号:TG335.6
文献标识码：A
文章编号:1006 -5008(2020)03 -0019 -05
doi：10. 13630/j. cnki. 13 - 1172.2020.0305
NUMERICAL SIMULATION OF TEMPERATURE FIELD DURING THE ROLLING OF LX82A HIGH SPEED WIRE
1 热传导方程和有限差分分析 帘线钢LX82A坯料规格为141 mm x 141 mm,
成品规格为5.5 mm,轧制时经过轧线上26架轧机
19
总第291期
HEBEI YEJIN
（粗轧机架，中轧机架，预精轧机架和精轧机架分别
为6,6,4和10架）。其中粗轧前2道次为箱形孔，
其他道次均为圆形孔或椭圆形孔。图1为高速线材 产线布局图。
加热炉
粗轧
中轧
预精轧水冷段
精轧
高速线材穿水冷却过程的传热分析及数值模拟
高速线材穿水冷却过程的传热分析及数值模拟
赵志恒;张云祥;骆艳萍;陈密达;叶传龙;郭继祥
【期刊名称】《上海金属》
【年(卷),期】2023(45)1
【摘要】差分计算模型和水冷换热模型是影响高速线材温度计算准确性的两个主要因素。
提出了一种新的离散化网格划分方式,并据此推导出具有表面温度节点的一维有限差分模型。
采用Fluent软件模拟得出水冷管内冷却水的流速场,结合开冷温度对水冷温降的影响规律,构建了高速线材穿水冷却过程的非线性换热模型,并用现场实测数据验证了模型的精度,误差为±10%。
结合差分模型和水冷换热模型研究了预冷段水冷参数对线材表面温降和心表温差的影响。
结果表明:该模型可应用于线材水冷参数优化和在线水冷温控等。
【总页数】9页(P86-94)
【作者】赵志恒;张云祥;骆艳萍;陈密达;叶传龙;郭继祥
【作者单位】武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室;中冶南方工程技术有限公司;武钢集团昆明钢铁股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG335.6
【相关文献】
1.高速电弧喷涂雾化熔滴传热过程数值分析Ⅱ.工艺参数对熔滴传热过程的影响
2.气固耦合传热数值模拟在篦冷机冷却熟料过程中的应用研究
3.水基Al2O3纳米流
体强化闭式冷却塔内传热过程数值模拟4.压延胶片与冷却鼓传热过程的数值模拟5.液体火箭发动机推力室发汗冷却传热过程的数值模拟(Ⅱ)数值方法与计算结果
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内蒙古科技大学层流冷却过程中带钢温度场的数值模拟
层流冷却过程中带钢温度场的数值模拟王洪彬1¹孙正旭1孙丽荣1苏艳萍2(1:莱芜钢铁集团有限公司板带厂 莱芜271126;2:北京科技大学高效轧制国家工程研究中心 北京100083)摘要 建立了温度与相变耦合的二维有限差分预测模型,并对带钢轧后冷却过程带钢厚度和宽度方向的温度场进行了模拟计算。
根据连续等温转变实验曲线,采用A v ram i 方程和Sche il 的可加性法则来计算带钢相变潜热,实现温度和相变耦合求解,计算结果和现场实测结果吻合。
关键词 热轧带钢 有限差分 层流冷却 温度分布中图分类号 TG 335 文献标识码ASi m ulati on of Te mperat ure Distributionof Stri p Duri ng La m inar Cooli ngW ang Hongbin 1Sun Zhengxu 1Sun L irong 1Su Y anp i n g1(1:Lai w u Iron and Steel Group Co .,Ltd .Shandong 271126;2:N ational Eng i n eering Researc h Center for Advanced Ro lling .UST Be iji n g ,Be ijing 100083)AB STRACT A t w o -di m ensi onal te mperature and phase transfor m ation coupli ng predicti on model based on f-i n ite d ifference m et hod w as establi shed to ca lcu l a te the te m perature distr i buti on o f hot ro ll ed str i p coo l ed on run -ou t tab le a l ong thickness and w idt h d irec tion .Based on TTT curve ofm a terial st udied ,A vra m i equati on and Sche il addi-t iv it y rule we re applied to predict t he l a tent heat of phase transf o r m ati on ,and the coup li ng so lv i ng o f te m pera t ure and phase transfor m ation w as carr i ed out .The resu lts o f si m u lati on m atch we ll w ith actua lm easure m en t on spot .K EY W ORDSH o t roll ed strip F inite difference L a m i nar coo li ng T e mperature d i str i bu ti on1 前言对于带钢的热连轧过程来说,温度是直接影响轧制产品的尺寸精度和机械性能的重要因素之一。
高速线材 穿水调节资料
• 讲述人：徐亮
穿水概况
一、穿水的组成：高线穿水单线由5段组成：分别为预精轧后1#穿 水箱；精轧后2#、3#、4#、5#穿水箱以及恢复段导槽。 二、穿水的重要性：在速度不高的正常轧制变形过程中，轧件内部 晶粒得到细化，提高了轧件性能。而高线生产由于轧制过程中精轧 轧制速度高，造成轧件二次升温， 回火缓慢，使轧件内部晶粒变大， 会降低轧件性能，所以需用穿水பைடு நூலகம்施强制控制轧件冷却时间和冷却 速度，以阻止轧件内部晶粒长大，最终提高轧件机械性能，并能根 据不同的工艺要求轧制不同的品种钢，在不增加钢坯成本或减少成 本的情况下得到更高附加值的产品。
7CS穿水HMI画面
穿水的电气控制原理
• 1、3#飞剪热检测仪有钢信号，精轧有钢， 轧件头部通过夹送辊前热检测仪，延时穿 水开启。 • 2、穿水开启为电磁阀通过气路控制三通阀 将冷却水导入穿水水箱。 • 3、轧件尾部通过3#飞剪热检测仪，延时穿 水关闭。 • 4、穿水关闭为电磁阀通过气路控制三通阀 将冷却水导入回水管道。
• 问题二：轧件通过，穿水水箱无水 • 解决方法：1、检查7CS是否投用本段穿水； 2、检查本段穿水压缩空气球阀，是否开启 压缩空气。3、检查此跑槽对应的三通阀pu 气管是否栽落、接头处是否漏气严重。4、 检查穿水机旁箱是否打在“本地”。
穿水常见故障(三)
• 问题三：如何通过吐丝圈数判断废钢类型 • 1、吐丝1-2圈：精轧末架进出口导卫不正、通过管安装不 正。 • 2、吐丝3-12圈：a、精轧至夹送辊间跑槽安装不正b、精 轧至夹送辊间跑槽磨损过大c、夹送辊进出口导卫安装不 正d、穿水三通阀故障，跑槽喷嘴常流水 • 3、吐丝超过12圈：a、穿水开启过早b、穿水流量值预设 过大c、夹送辊夹持力不足d、夹送辊开口度设置错误e、 吐丝管过磨损f、穿水开启瞬间水压压差过大g、精轧、夹 送辊吐丝机三者辊径输入错误、速度不匹配。
高速线材轧后水冷过程中温度模拟的研究
式 中 ： ｗ为冷 却水 温度 ， ； 为 总 的换 热 系数 ， Ｔ ℃ Ｈ
２ 换 热 系数 的确 定
２ １ 水 冷 箱 中 换 热 系数 的 确 定 ．
（ ） 一ｃ ＋ 等 Ｐ
收 稿 日期 ： ０ ７ １ ０ ２ ０ — ０３
（ １ ）
目前 高速线 材 轧后水 冷 大多采 用 环形 喷嘴冷
数 学模 型 ， 通 过 编 写 温度 模 拟 程 序 和 利 用 现 场 并
长 为 △ 。利用 显 式差 分方 法 ， 到线 材 任 一 节点 得
温度 的差分 方 程为
Ｔ 一 （ — ２ ） ＋ １ ｆ
（＋ ） １
度， － Ａ ¨ 厂 Ｃ； 一 Ａ ｔ
＋（ 一÷） Ｉ １
式 中： 线材的导热系数 ， ／ｍ ・ ； 为 ｗ （ Ｋ） Ｔ为 温
度， ｒ 。 为线 材 半 径 ， 为 水 冷 过 程 进 行 的时 Ｃ； ｍ；
轧件 的温升 增大 ， 终轧 温度 高 于 １０ ０℃ ， 材 使 ０ 线
成 品表 面 的氧化 铁皮 增 多 、 晶粒粗 大 ， 钢材 的显 微
Ａｕ ． ０８ ｇ ２０
高速 线材 轧后 水 冷 过 程 中温 度 模 拟 的研 究
曾庆 波 余 驰 斌 陈剑 飞 熊 建 良 ， 双 学 董 素 梅 ， ， ， 楚 ，
（ ． 汉 科 技 大 学 材 料 与 冶 金 学 院 ， 北 武 汉 ，３０ １２ 武 汉 钢铁集 有 湖北 武 汉 ，３０ ３ ４０８）
中 图分 类号 ： Ｇ１ ６ Ｔ ５ 文献 标 志 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ６ ４ ３ ４ （ ０ ８ ０ — ３ ９０ １ ７ － ６ ４ ２ ０ ） ４０ ４ — ４
热处理过程中温度场的数值模拟及分析
热处理过程中温度场的数值模拟及分析热处理是一种常用的金属加工工艺，通过控制金属材料的加热与冷却过程，可以改变金属材料的组织结构和性能。
温度场是热处理过程中重要的参数之一，直接影响着金属材料的组织和性能的形成与变化。
因此，准确地模拟和分析热处理过程中的温度场对于优化工艺、改善产品质量具有重要意义。
数值模拟是研究温度场的有效方法之一。
它基于数学模型和计算方法，通过计算机的数值计算来获得温度场的分布情况。
在热处理过程中，温度场的分布受到多个因素的影响，如加热功率、材料热导率、热辐射、对流散热等。
数值模拟通过建立数学模型，考虑这些因素，并进行相应的计算，可以得到较为准确的温度场分布。
首先，进行数值模拟需要选择适当的数学模型。
在热处理过程中，常用的模型有热传导方程、能量方程等。
热传导方程是研究物体内部温度分布的基本方程，它考虑了热传导过程中的温度梯度对热流的影响。
能量方程则是考虑了热源与物体之间的热交换过程，可以更全面地描述温度场的变化。
其次，进行数值模拟需要确定边界条件。
边界条件是指在模拟过程中与外界接触的部分，它对于温度场的分布起着重要的影响。
常见的边界条件有热流、热辐射和对流散热等。
热流边界条件是指物体表面受到的外部热量输入或输出，热辐射边界条件是指物体表面受到的辐射热量，而对流散热边界条件则是指物体与周围介质间的热交换。
然后，进行数值模拟需要进行网格剖分。
网格剖分是将模拟区域分成小的单元，用于离散方程和计算。
在温度场的数值模拟中，常用的网格剖分方法有结构化网格和非结构化网格。
结构化网格是指将模拟区域划分为规则的矩形或立方体单元，易于计算和分析。
非结构化网格则是将模拟区域划分为任意形状的单元，适用于复杂几何形状和不均匀材料性质的模拟。
最后，进行数值模拟需要选择合适的求解方法。
在热处理过程中，常用的求解方法有有限差分法、有限元法和边界元法等。
有限差分法是基于差分逼近的一种方法，将参与方程离散化成代数方程，并通过迭代计算得到数值解。
高寒区引水渠道抽水融冰数值模拟
高寒区引水渠道抽水融冰数值模拟引水渠道在高寒区域具有重要的水资源调配和供水功能。
然而，由于寒冷气候条件差异和水资源的固结，渠道引水受到限制，冬季常常出现结冰现象，严重影响了正常的供水运行。
因此，开展研究至关重要。
高寒区的特殊气候条件和严寒冬季是引水渠道融冰工作的主要挑战。
在这个区域，渠道的冰厚度和密度比低纬度地区的要大，冰层更为坚硬，很难通过传统的机械和化学方法融冰。
基于此，采用数值模拟研究引水渠道的抽水融冰过程，将为高寒区引水渠道融冰技术提供新的思路和方法。
数值模拟技术在水利工程领域已经有了广泛的应用。
利用计算机和数学模型，可以模拟不同冰厚度、气象条件和水流特性下的渠道抽水融冰过程，提供更为准确的融冰效果预测。
在数值模拟中，首先需要确定渠道的几何形状和渠道内部的流动特性，再考虑冰层的影响，通过数学模型和计算机算法计算渠道的流动动力学特性。
通过与实际观测和试验的对比，可以验证模型的可靠性，并进行进一步的优化。
涉及到多个关键因素，包括温度、湿度、风速、冰的热物性等。
其中，温度是影响融冰过程的最主要因素之一。
通过数值模拟，可以对不同温度条件下渠道内的冰层融化速度进行预测，从而为实际工程提供优化设计和运行建议。
此外，湿度和风速也会对融冰过程产生重要影响。
通过数值模拟，可以分析不同湿度和风速条件下的渠道抽水融冰效果，提供相应的技术参考。
另外，冰的热物性也是数值模拟研究中的重要因素之一。
在高寒区域，冰层通常具有较高的导热系数和比热容，因此，需要对冰的热物性进行准确的测定和模拟。
通过数值模拟，可以分析不同热物性条件下的渠道抽水融冰效果，并对冰的热物性进行优化设计和改进。
综上所述，是一项具有重要意义的研究，通过数值模拟技术，可以预测不同冰厚度、气象条件和水流特性下的渠道抽水融冰效果，为高寒区引水渠道的融冰技术提供科学依据。
然而，需要注意的是，数值模拟的结果仍然需要与实际观测和试验相结合，进一步验证和修正模型，以保证模拟结果的可靠性和准确性。
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４．２现场温度的测试
在穿水冷却过程中，由于轧件运行速度很高， 在冷却水表面张力的作用下，轧件外表面犹如穿上 一层“水衣”，虽在水箱出ｕ处设有逆向空气空气 喷嘴，但也不足以遏制其存在。同时轧件的表面 “水衣”在高温下相继汽化形成蒸汽，因此很难精 确测得线材真实表面温度。受上述现场环境的制
度来确定。由系统模拟表明，增加水箱的长度能够 加强冷却效果，增加恢复段长度能够使内外温度差 更加趋于平衡。因此可以结合这两方面的冷却特 征，合理调整水冷箱利恢复段的长度，使之能够满 足不同产品的控冷工艺要求，提高产品的综合机械 性能。
１１００
望
世 列１０００ 谢 崮９５。
９０。
冷却水量／（ｍＶｈ）
圈４各个阶段温度场分布图 Ｆｉｇ．４ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｆｉｅｌｄ ｉｎ ｅｖｅｒｙ ｓｅｃｔｉｏｎ
为直观反应线材在穿水冷却全过程中温度场 的变化规律，在模型的离散体由｜』＝Ｊ向外依次取５个 典型的节点，作为节点所在表层的温度场，如图５ 所示。其中五为线材中心的第１５１７个节点的温度 变化；元为线材外表面的第５２节点的温度变化。
［３】张国滨螺纹钢筋穿水冷去｜】时的对流换热系数模型【Ｊ】河北 理工学院学报，２００２，４，３２－３７
［４】孔祥谦有限元法在传热学－ｌ－的应用【Ｍ］北京：北京科技｝｜＿ｊ 版社，１９９８，６５一１２３
［５】ＲａｍｅｓｈＭ、‘ＳｅｅｔｈａｒａｍｕＫＮ．ＱａｎｅｓａｎＮ，ｅｔａｌ Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｏｆｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒａｎａｌｙｓｉｓｉｎｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｏｆｉｓｏｔｒｏｐｌｃｍａｔｅｒ— ｉａｌｓ ｆＪｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＨｅａｔ ａｎｄ Ｍａｓｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ， 】９９９．】５６９一】５８３
文献标识码：Ａ
０前言
在高速线材生产中，斯太尔摩控冷技术是目前
在各种控冷方法中应用最普遍，发展最成熟，技术
最稳妥可靠的一种控制冷却工艺”１。其形式虽依钢
种及其冷却制度不同有标准型、缓冷型及延迟型之
别，但其共性都是由水冷段和风冷段两部分构成。
线材由精轧机轧出后，随即进入由多段水冷箱组成
的水冷段进行强制水冷，之后经夹送辊送入吐丝机
面进行分析，在ＡＮＳＹＳ环境下，采用三角形单元 划分网格，取单元数７２６个，节点数１５１７个，如 图３所示。
３．２温度场的计算结果 在ＡＮＳＹＳ环境下，编制相应的命令流，对线
材穿水冷却过程逐段计算，得到轧件在各阶段的温 度场，如图４所示。
万方数据
图３有限元模型与网格 Ｆｉｇ ３ ＦＥＭ ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ｎａｅｓｈ
１数学模型的建立
１．１热传导方程
圆柱极坐标系下的一般热传导方程为
÷岳（嘲＋专新器Ｊ＿
Ｖ
１一成品轧机ｉ ２一水冷箱；３一恢复段｛４一共送辊ｉ ５一吐丝机；６一斯太尔摩运输机：７集卷筒： ８一升降梁；９一Ｍ机
图１斯太尔摩控冷＿Ｌ艺布置示意图 Ｆｉｇ．１ Ｌａｙｏｕｔ ｏｆＳｔｅｌｍｏｒ ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ａｂｓｔｒａｃｔ；Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆｈｅａｔ ｔｒａｎｓｆｅＬ ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｗｉｒｅ Ｓｔｅｌｍｏｒ ｗａｔｅｒ ｃｏｏｌｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｓ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｂｊｅｃｔ，ａ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｂｕｉｌｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｂｏｒｄｅｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｒｃ ｅｘｐｌａｉｎｅｄ；Ｓｉｍｕｌａｔｉｎｇ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｐｒａｃｔｉｃｅ，ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｏｒｅｆｉｅｌｄ，ｓｕｃｈ ａｓｗａｔｅｒ ｖｏｌｕｍｅｏｆｆｌｏｗ，ｗａｔｅｒｐｒｅｓｓｌｌｒｅ，ｗａｔｅｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄｗａｔｅｒ ｃｏｏｌｉｎｇｔｉｍｅｅｒｅ ａｎａｌｙｓｅｄｂｙ ＦＥＭ
Hale Waihona Puke 摘要：基于传热学的基本理论，以高线斯太尔摩控冷线的水冷却段为研究对缘，建立了实体模型并确定了边 界条件；应用有限元法以工程软件ＡＮＳＹＳ ５．７为分析工具，结合生产现场，模拟了冷却水流量、压力、水温及 冷却时间对冷却对象温度场的影响。
关键词：高速线村；温度场；斯太尔摩控冷线；数值模拟
中图分类号：ＴＧｌ５６
高线的稳定生产过程中＾可视为常量，Ｈ＝０，
茜＝ｏ，—警一０，线材穿水冷却时的温度场可简化
为具有初始等温场的圆断面上温度分布仅沿半径 变化的一维瞬态问题，则本文的热传导方程为
收稿日期：２００５．０２－２３ 作者简介：王海儒（１９５０－），男，吉林吉林人。教授。主要研究方向为特种轧制技术、轧制过程的计算机仿真技术
８ ４７
６ ０７
６ ０７
一
水箱间距／ｍ
３．５１２
８ ００７
１ ４８８
一
冷却水嘴数量
９
６
６
２ｌ
清扫水嘴数量
１
１
２
反向喷水嘴数
ｌ
１
１
３
反向风嘴数
一
一
１
ｌ
冷却水水质
悬浮物ｔ＜３０ｍｇ／Ｌ
一
冷却水水压／ＭＰａ
０ ６０
０．６０
０ ６０
一
冷却水水Ｎ／℃ 压缩空气压力／ＭＰａ
３０ ０ ５—０ ７
３０ ０ ５～０ ７
冷却水压力的影响是～个十分复杂的过程，在 定性Ｅ分析，是当高线在穿水冷却时，由于高温线 材与冷却介质存在着巨大的温差，使得在线材表面 上瞬间形成的蒸汽膜阻碍换热过程．这需借助冷却 水的压力来不断打碎表层蒸汽膜，使膜状沸腾转化 成核状沸腾，从而改善线材表面与冷却水的热交换 条件。这说明冷却水压力越大对线材表面的冲击力 也越大，越不利于蒸汽膜的形成，从而改善热交换 环境。冈此，调节冷却水的压力同流量同样必要。
３０
０ ５－０．７
一 ０ ５－０．７
总供水能力／（ｍＶｈ）
一
一
２３５
３号水冷箱：６央送辊；７－－㈣１， 终轧机：２一废品箱；３一Ｉ号水冷箱；４—２号水冷箱：５
图２水冷段示意图
Ｆｉｇ．２ Ｌａｙｏｕｔｏｆｗａｔｅｒ ｃｏｏｌｉｎｇ．ｒｅｇｉｏｎ
３温度场的数值模拟
３．１有限元分析模型 为增强模拟的直观性，取线材的整个实体网断
就线材穿水冷却的表面温度场而言，本文理论 计算与上述实测值比较接近。
５结论
１）在温度场影响的因素中，冷却水流量占主 导地位。在其它工艺条件不变的情况下，通过对不 同冷却水流量的系数模拟，由吐丝温度随流量的变 化图表明，冷却水流量越大，吐丝温度越低，因此
［２】胡泽强，温治，朱宏祥，等．线材控冷轧制热过程数学模型及 其数值仿真【Ｊ］冶金自动化，２００３．２３—２８
４．１．２冷却时间的影响
在分段水冷过程中，水冷时间是线材穿水速度 和水箱长度的函数，在整个穿水冷却的过程中，高 温线材经历了急冷和恢复的多次反复过程，这个工 艺过程延续的时间越长。则冷却的效果就越明显， 在本文给定的工艺条件下，当开启两段水箱时，线 材温降在１２０～２１０℃，而开启三段水箱时，温降 可达１７５－２１０℃。
Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｅｍｐｅｒｒａｔｕｒｅ ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｃｏｏｌｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｗｉｒｅ
ＷＡＮＧ Ｈａｉ—ｒｕｌ，ＷＡＮ Ａｉ—ｘｉａｌ，ＷＡＮＧ Ｙｉｎｇ—ｗａｎ９２，ＲＯＮＧ Ｓｈａｏ—ｙｏｎ９２
（１ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｙａｎｓｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ，Ｈｅｂｅｉ ０６６００４，Ｃｈｉｎａ；２．Ｔａｎｇｓｈａｎ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅ Ｃｏｒｐ．，Ｔａｎｇｓｈａｎ，Ｈｅｂｅｉ ０６３０１６，ｃｈｍａ）
ａｎｄＡＮＳＹＳ ５ ７
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｗｉｒｅ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｆｉｅｌｄ；Ｓｔｅｌｍｏｒ ｃｏｏｌｉｎｇ ｌｉｎｅ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
万方数据
终轧温度一般要大于１ ０００“Ｃ，在近几年新建 的高线中均应用了控制轧制与控制冷却技术，为了 控制终轧温度均在精轧机组前增设了预水冷段，目 的在于获得良好的轧材组织性能。
勃钥州印ｃ等 ㈣
式中，Ａ为材料的热传导系数，Ｗ／（ｍ－℃）；Ｈ为内 热源；Ｐ为材料密度，ｋｇ／ｍ３。ｅ为材料定压比热容， Ｊ“ｋｇ－℃）。
２穿水冷却过程现场工艺条件
轧制钢种为普碳钢线材（Ｑ２３５），轧制速度为
表１水冷段设备主要性能
Ｔａｂ １ Ｐｒｉｍａｒｙ ｅａｐａｂｉｌｉｔｙ ｏｆｗａｔｅｒ ｃｏｏｌｉｎｇ ｒｅｇｉｏｎ
项目
第段水箱第二段水箱第三段水箱台计
结构特点
环掣喷嘴 耶型喷嘴 环型喷嘴
一
水冷段伞长向
一
一
一
３６ ３０
水箱长度／ｍ
３）循环冷却水温的影响可以忽略。
约，只能实测轧件吐丝时刻的表面温度，在本文的 工艺条件下，当开启１号和２号水箱时，实测温度
参考文献
为９７０－９９０℃；当开启全部３个水冷箱时，实测 温度为９３５－９６０℃。
［１】冯贺滨，褚建东，吉学军高速线材新太尔摩控制拎却过程的 数学模型［Ｊ］金属热处邢学报，２０００，ｌ，４４－４８
成圈，并以散圈状态布放在连续运行的散冷辊道
—萼—妨， 上。辊道下方设有多台风机进行风冷，最终进入集
卷筒集卷收集。其工艺布置图如图１所示。
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斯太尔摩控冷线的水冷段全长为３０ ｍ，－４０ Ｉｌｌ， 由２～３个水冷却箱组成，在水冷箱之间用６ ｍ～ｌ Ｏｍ 的无水冷的导槽隔开，称为恢复段，其目的之·一先 使线材经过一段水冷后，减小轧件表面与芯部的温 度差，以防止表出现淬火组织；目的之二是控制金 属的相变温度延缓晶粒长大，并限制产生氧化皮。 因此，深入研究水冷段轧件的温度场对产品的组织 与性能是十分必要的。