一种辊底式加热炉板坯运动仿真方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111931363A(43)申请公布日2020.11.13(21)申请号202010738935.5(22)申请日2020.07.28(71)申请人南京钢铁股份有限公司地址210035江苏省南京市六合区卸甲甸申请人西安建筑科技大学西北工业大学(72)发明人王从道庞玉华刘东陶镳高强张喆(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人李红霖(51)Int.Cl.G06F30/20(2020.01)G06F119/08(2020.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种辊底式加热炉板坯运动仿真方法(57)摘要本发明公开了一种辊底式加热炉板坯运动仿真方法，该方法首先建立炉体、运输辊和板坯的三维仿真模型，然后在炉内划分运动区域和静止区域，最后通过流体仿真软件进行仿真的求解。与传统的实验测试相比，本方法只需通过计算机模拟即可预测板坯在炉内的运动状况，可以降低实验周期并且节省测试成本，与此同时模拟板坯在运动过程中整个板坯的温度变化过程，与坯料静止的加热炉及步进式加热炉不同，此次模拟的辊底式加热炉由于板坯底部在加热过程中的温差较小，更接近于实际的生产过程各种板坯的受热情况，因此通过该方法生成的温度变化云图，应用到实际生产中，可以设计生产参数，进而提高产品质量。CN111931363ACN111931363A权利要求书1/1页1.一种辊底式加热炉板坯运动仿真方法，其特征在于，包括：步骤1，建立被模拟加热炉的炉体(2)、板坯(1)和辐射管(4)各自的三维仿真模型，辐射管(4)在炉体(2)内，辐射管(4)对板坯(1)辐射传热，炉体(2)内的气体对板坯(1)对流传热；步骤2，分割板坯(1)周围的炉气和炉内的其他区域，辐射管(4)在炉内的其他区域中；设定板坯(1)及其周围的炉气区域为运动区域，炉内其他区域为静置区域，运动区域被静止区域包裹；对运动区域的外表面和静止区域的内表面进行meshinterface处理，使得运动区域相对于静止区域运动的同时，静止区域对运动区域进行对流传热；步骤3，在对流传热的基础上，对板坯(1)进行仿真后求解，得到板坯(1)在加热过程中的温度变化云图，仿真结束。2.根据权利要求1所述的一种辊底式加热炉板坯运动仿真方法，其特征在于，步骤1中，建立完仿真模型后，对仿真模型进行简化处理，所述简化处理为，将加热炉的炉体(2)的壁面设定为绝热面；板坯(1)在运动过程中，只受到辐射管(4)的辐射传热和静止区域给予的对流换热。3.根据权利要求1所述的一种辊底式加热炉板坯运动仿真方法，其特征在于，步骤2中，通过布尔减切分分割板坯(1)周围的炉气和炉内的其他区域。4.根据权利要求1所述的一种辊底式加热炉板坯运动仿真方法，其特征在于，步骤1中，所述仿真模型还包括炉内运输辊(3)的模型，板坯(1)放置在运输辊(3)上；步骤2中，运输辊(3)属于静置区域。5.根据权利要求4所述的一种辊底式加热炉板坯运动仿真方法，其特征在于，板坯(1)在前进过程中，受到运输辊(3)的辐射屏蔽作用，运输辊(3)忽略自身的转动。6.根据权利要求1所述的一种辊底式加热炉板坯运动仿真方法，其特征在于，步骤2中，分割板坯(1)和周围的炉气后，通过Gambit软件对炉体(2)、板坯(1)和辐射管(4)的三维仿真模型划分四面体网格；然后进行运动区域和静止区域的划分。7.根据权利要求6所述的一种辊底式加热炉板坯运动仿真方法，其特征在于，步骤2中，在划分区域前，加密板坯(1)的网格。8.根据权利要求1所述的一种辊底式加热炉板坯运动仿真方法，其特征在于，步骤3中，仿真过程中，运动区域内的板坯(1)以设定速度在炉体(2)内前进。9.根据权利要求1所述的一种辊底式加热炉板坯运动仿真方法，其特征在于，步骤3中，在设置湍流模型和辐射模型的基础上，输入板坯(1)的物性参数和运动速度，对板坯(1)进行仿真并求解。2CN111931363A说明书1/5页一种辊底式加热炉板坯运动仿真方法【技术领域】[0001]本发明属于计算流体力学技术领域，涉及一种辊底式加热炉板坯运动仿真方法。【背景技术】[0002]辊底式加热炉是钢板热处理过程中的重要设备。由于在辊底式加热炉内钢板在运动过程中与辊的接触面积小并且接触时间短，所以钢板底部在加热过程中的温差较小。炉内板坯在运动过程中的温度很难通过人工测量，流体计算动力学可以模拟炉内板坯在辊上的运动过程，以克服现有技术实验测量成本高、周期长、环境受限等因素。[0003]通过对国内外加热炉数值模拟方面的研究分析，目前基本都是对坯料静止的加热炉或者步进式加热炉模拟，中南大学王春生等人在专利【CN10659512A】中介绍了一种步进式加热炉坯料运动仿真方法。其中详细说明