C型边部加热器性能仿真研究
发布时间：2022-01-04 09:34
高精电工钢是钢铁中的工艺品,其生产过程中出现各种缺陷,其中钢板边部温度低所引起的边裂和边翘问题所占比重最大。利用电磁感应加热技术来提高边部温度,进而使电工钢钢板各部分温度趋于一致,是近20-30年来的事情。日本和法国是这项技术的开始使用者,边部感应加热器分为U型和C型。由于效率低逐渐被C型加热器所取代。基于电磁学和传热学基本原理,利用ANSYS软件在考虑钢板与加热器相对运动的条件下对C型边部加热器进行三维磁热耦合数值模拟。研究结果表明涡流在钢板上分布呈现涡旋状态,在涡旋中心区域电流密度接近于零,形成涡心,涡流密度在感应头下方钢板边缘达到最大值;此外,焦耳热同样在感应头下方钢板边缘达到最大值,此处焦耳热功率约占整块钢板的87%;经加热后钢板边缘较初始温度有约40-60℃的升高,有较好的补热效果。模拟结果与实际数据相一致,验证了数值模拟的准确性。研究了不同参数对加热效果的影响,研究结果表明:与空载相比负载情况下钢板对电隙处磁场的流通有阻碍作用引起磁力线发生部分偏移;激磁电流增加,钢板磁场、涡流场在数值上增加,但分布形态上没有变化,并且焦耳热功率和钢板温度有明显升高;电隙增加时,磁轭下方的磁...
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
型边部加热器与C型边部加热器物理模型
第 3 章 C 型边部加热器有限元分析轭宽度为 0.3m，可将整块钢板加热模拟过程的相对运动。建立如图 11 所示的 7 个物理模保存 7 组结果文件。加热器完全扫略过钢板加热时间为 0.3s。将步骤 1 磁场结果文件计算出加热 0.3s 的热场结果文件；将步骤 2调入步骤 2 热场分析，计算出加热 0.6s 的热、承上启下、依次类推直至整个加热过程的结
4）网格划分网格划分的好坏直接影响着计算结果和计算效率。在电磁场分析中，为在满足算精度的前提下提高计算效率，在钢板、磁轭和线圈划分六面体网格，在钢板的集肤深度内内画 3 至 4 层网格，网格密度由边部向中心逐渐递减；对空气区域划分四面体网格，网格密度由加热器向周围递减。根据上文已知钢板的相对磁导率 μr为 1，绝对磁导率 μ0为 4π 10-7H/m，电阻率为 1.25E-6Ω﹒m。在频率为 275Hz 的情况下利用公式（47）可以计算出钢板感应加热的集肤深度。-2-7-63.39×10π×275×4π×10×11.25×10πfμρπfμσ1δ （47）在温度场中，仅对钢板进行网格划分，为了将电磁场中的焦耳热计算结果作为载荷施加到钢板上网格的划分方式，网格的编号与电磁场完全相同。具体网格画法图 13（a）和（b）所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢板边部感应加热打火关键影响因素仿真计算研究[J]. 吴存有,金小礼,周月明. 宝钢技术. 2018(02)
[2]横向磁通感应加热带材温度场的计算分析[J]. 汪友华,郭春福,陈龙,刘成成. 金属热处理. 2017(11)
[3]板坯连铸直轧感应补热有限元分析与试验[J]. 肖宏,余超,刘剑,任忠凯,刘晓. 钢铁. 2017(02)
[4]板坯直轧感应加热的有限元模拟[J]. 肖宏,刘剑,余超. 钢铁研究学报. 2016(08)
[5]边部加热器在热轧硅钢生产中的应用与优化[J]. 刘洋,杨荃,王晓晨,张长利,王秋娜,李彬. 钢铁. 2016(02)
[6]基于ANSYS的多点式中频感应淬火温度场有限元模拟[J]. 胡延平,徐强,唐华峰,宋东奇,骆汉丰. 金属热处理. 2015(04)
[7]钢板移动式感应加热的多场耦合数值分析[J]. 张雪彪,陈诚,刘玉君,张立卫. 哈尔滨工程大学学报. 2015(04)
[8]电磁感应边部加热器辊道绝缘问题的探析[J]. 熊亚洲. 武钢技术. 2014(04)
[9]新型横向磁通感应加热线圈[J]. 孙于,汪友华,杨晓光,庞玲玲. 电工技术学报. 2014(04)
[10]热轧带钢厂边部加热涡流?温度场仿真分析[J]. 李宜伦,王泽济,杨仕友. 电工技术学报. 2013(S2)
博士论文
[1]横向磁通感应加热器优化与耦合分析方法研究[D]. 孙于.河北工业大学 2014
[2]钢棒生产线感应加热过程的数值模拟及实验研究[D]. 赵前哲.华北电力大学 2013
硕士论文
[1]连铸直轧板坯感应加热过程的有限元模拟[D]. 刘剑.燕山大学 2016
[2]连铸方坯感应加热数值模拟研究[D]. 郭建龙.西安建筑科技大学 2015
[3]带钢感应加热磁—热耦合场数值模拟研究[D]. 齐文亮.东北大学 2014
[4]钢板感应加热工艺参数实验分析与数值模拟[D]. 吴强.大连理工大学 2009
[5]平板移动感应加热磁—热耦合场数值模拟研究[D]. 程亦晗.天津大学 2005
[6]连铸方坯热送直轧过程的有限元模拟及感应补热参数选择[D]. 王玉会.河北理工学院 2004
本文编号：3568105
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
型边部加热器与C型边部加热器物理模型
第 3 章 C 型边部加热器有限元分析轭宽度为 0.3m，可将整块钢板加热模拟过程的相对运动。建立如图 11 所示的 7 个物理模保存 7 组结果文件。加热器完全扫略过钢板加热时间为 0.3s。将步骤 1 磁场结果文件计算出加热 0.3s 的热场结果文件；将步骤 2调入步骤 2 热场分析，计算出加热 0.6s 的热、承上启下、依次类推直至整个加热过程的结
4）网格划分网格划分的好坏直接影响着计算结果和计算效率。在电磁场分析中，为在满足算精度的前提下提高计算效率，在钢板、磁轭和线圈划分六面体网格，在钢板的集肤深度内内画 3 至 4 层网格，网格密度由边部向中心逐渐递减；对空气区域划分四面体网格，网格密度由加热器向周围递减。根据上文已知钢板的相对磁导率 μr为 1，绝对磁导率 μ0为 4π 10-7H/m，电阻率为 1.25E-6Ω﹒m。在频率为 275Hz 的情况下利用公式（47）可以计算出钢板感应加热的集肤深度。-2-7-63.39×10π×275×4π×10×11.25×10πfμρπfμσ1δ （47）在温度场中，仅对钢板进行网格划分，为了将电磁场中的焦耳热计算结果作为载荷施加到钢板上网格的划分方式，网格的编号与电磁场完全相同。具体网格画法图 13（a）和（b）所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢板边部感应加热打火关键影响因素仿真计算研究[J]. 吴存有,金小礼,周月明. 宝钢技术. 2018(02)
[2]横向磁通感应加热带材温度场的计算分析[J]. 汪友华,郭春福,陈龙,刘成成. 金属热处理. 2017(11)
[3]板坯连铸直轧感应补热有限元分析与试验[J]. 肖宏,余超,刘剑,任忠凯,刘晓. 钢铁. 2017(02)
[4]板坯直轧感应加热的有限元模拟[J]. 肖宏,刘剑,余超. 钢铁研究学报. 2016(08)
[5]边部加热器在热轧硅钢生产中的应用与优化[J]. 刘洋,杨荃,王晓晨,张长利,王秋娜,李彬. 钢铁. 2016(02)
[6]基于ANSYS的多点式中频感应淬火温度场有限元模拟[J]. 胡延平,徐强,唐华峰,宋东奇,骆汉丰. 金属热处理. 2015(04)
[7]钢板移动式感应加热的多场耦合数值分析[J]. 张雪彪,陈诚,刘玉君,张立卫. 哈尔滨工程大学学报. 2015(04)
[8]电磁感应边部加热器辊道绝缘问题的探析[J]. 熊亚洲. 武钢技术. 2014(04)
[9]新型横向磁通感应加热线圈[J]. 孙于,汪友华,杨晓光,庞玲玲. 电工技术学报. 2014(04)
[10]热轧带钢厂边部加热涡流?温度场仿真分析[J]. 李宜伦,王泽济,杨仕友. 电工技术学报. 2013(S2)
博士论文
[1]横向磁通感应加热器优化与耦合分析方法研究[D]. 孙于.河北工业大学 2014
[2]钢棒生产线感应加热过程的数值模拟及实验研究[D]. 赵前哲.华北电力大学 2013
硕士论文
[1]连铸直轧板坯感应加热过程的有限元模拟[D]. 刘剑.燕山大学 2016
[2]连铸方坯感应加热数值模拟研究[D]. 郭建龙.西安建筑科技大学 2015
[3]带钢感应加热磁—热耦合场数值模拟研究[D]. 齐文亮.东北大学 2014
[4]钢板感应加热工艺参数实验分析与数值模拟[D]. 吴强.大连理工大学 2009
[5]平板移动感应加热磁—热耦合场数值模拟研究[D]. 程亦晗.天津大学 2005
[6]连铸方坯热送直轧过程的有限元模拟及感应补热参数选择[D]. 王玉会.河北理工学院 2004
本文编号：3568105
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3568105.html
