中厚板辊式淬火机淬火过程的温度场及板形控制研究

论文摘要

辊式淬火机是中厚板热处理生产线关键的工艺设备。本论文以太原钢铁集团临汾钢铁有限公司中厚板热处理生产线辊式淬火机项目为背景,针对辊式淬火机淬火过程的温度场和钢板淬火过程的板形控制策略进行了研究和分析,并将取得的研究成果成功应用于临钢中厚板辊式淬火机项目,取得良好效果。本文研究的主要内容如下：(1)针对中厚板淬火设备,概述了中厚板辊式淬火机的设备概况及生产应用中的相关技术,其中淬火冷却系统是保证淬火钢板冷却均匀性、淬火工艺要求的关键,是辊式淬火机设备研制及应用中的最核心技术。(2)中厚板淬火冷却过程中,淬火钢板的温度场分布状况是研究中厚板淬火工艺、实现钢板淬火过程工艺控制的关键。本文从钢板淬火过程的热传导方程建立入手,利用有限差分法求解计算了中厚板淬火过程的温度场,得到了钢板内部温度场随时间的变化规律和温度分布状况。(3)淬火过程的板形控制是中厚板辊式淬火机开发应用中的重要技术难题,本文分析了影响钢板冷却过程温度均匀性的因素,研究了满足中厚板辊式淬火过程的板形控制策略,为改善钢板淬火过程的板形缺陷提供了依据。将上述研究成果应用生产实践,取得较好的应用效果,满足了生产实际需要。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 中厚板热处理工艺类型及国内设备概况
• 1.2.1 中厚板热处理工艺类型
• 1.2.2 国内中厚板厂热处理生产线的布置形式
• 1.2.3 国内中厚板热处理生产线设备现状
• 1.3 中厚板淬火设备发展概况
• 1.4 温度场的计算方法及研究现状
• 1.4.1 温度场的研究方法
• 1.4.2 温度场的数值求解方法
• 1.5 中厚板冷却过程中的板形控制策略概述
• 1.6 本文研究内容
• 第2章 中厚板辊式淬火机设备及关键技术概述
• 2.1 辊式淬火机设备结构概况
• 2.1.1 国外设备介绍
• 2.1.2 设备结构及作用简介
• 2.2 辊式淬火机关键技术
• 2.2.1 淬火冷却系统
• 2.2.1.1 淬火机冷却装置
• 2.2.1.2 淬火冷却过程分析
• 2.2.1.3 淬火机的水特性
• 2.2.2 淬火工艺技术
• 2.2.2.1 淬火过程的冷却速度
• 2.2.2.2 淬火过程的板形控制
• 2.2.2.3 淬火加热温度
• 2.2.3 淬火冷却水的稳定性控制
• 2.2.3.1 淬火过程用水特点
• 2.2.3.2 水量及水压稳定控制
• 2.2.3.3 水质稳定处理
• 2.3 本章小结
• 第3章 中厚板辊式淬火机淬火过程的温度场分析
• 3.1 热传导方程的建立
• 3.1.1 傅立叶（Fourier）定律
• 3.1.2 热传导微分方程
• 3.1.3 初始条件和边界条件
• 3.2 热传导问题的数值求解
• 3.2.1 一维导热差分方程的建立
• 3.2.2 边界条件的处理
• 3.3 辊式淬火机淬火过程的温度场分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 淬火过程中的板形控制策略研究
• 4.1 钢的淬火应力
• 4.1.1 钢的淬火热应力
• 4.1.2 钢的淬火组织应力
• 4.2 冷却不均的影响因素分析
• 4.2.1 纵向冷却不均的因素分析
• 4.2.2 横向冷却不均的因素分析
• 4.2.3 厚度方向冷却不均的因素分析
• 4.3 淬火工艺参数对板形影响机制分析
• 4.3.1 水量参数对淬火过程板形的影响
• 4.3.2 辊缝对淬火过程板形的影响
• 4.3.3 辊道转速对淬火过程板形的影响
• 4.4 实际使用效果
• 4.5 本章小结
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢