溫度場對連續(xù)退火爐爐體的熱變形影響研究

孟慶軍+余紅偉

摘 要： 本文通過連續(xù)退火爐爐體兩側(cè)溫度的實際測量和熱膨脹計算，研究爐體在溫度場作用下的熱變形情況，研究表明爐體操作側(cè)和傳動側(cè)存在著 “膨脹差”，這種 “膨脹差”導(dǎo)致爐輥在爐體中發(fā)生傾斜，最終引發(fā)帶鋼跑偏。

關(guān)鍵詞： 跑偏；熱膨脹；熱變形；溫度場

1.概述

由于連續(xù)退火機組具有生產(chǎn)效率高、品種多、質(zhì)量高、成本低等許多罩式退火工藝無法比擬的優(yōu)勢，連續(xù)退火工藝發(fā)展迅猛，而這種高效率的生產(chǎn)工藝對機組通板穩(wěn)定性提出了挑戰(zhàn)，防止帶鋼在爐內(nèi)跑偏問題也備受關(guān)注。連續(xù)退火是一個復(fù)雜的工藝過程，尤其是加熱段最為復(fù)雜，也最為重要。本文主要針對某連續(xù)退火機組加熱段跑偏嚴重而且集中偏向工作側(cè)的特點，通過對加熱段爐體實際測量和熱膨脹計算，研究溫度場作用下爐體熱變形情況，從而找到其對帶鋼跑偏的影響。

2.測量及分析

2.1 試驗測量

通過測量加熱段爐體DS側(cè)和OS側(cè)3～7層的溫度，每層每側(cè)分別選取A，B，C，D四個點進行測量，詳情見下圖1。

2.2 試驗分析

從測量結(jié)果可以看出，DS側(cè)溫度普遍要比OS側(cè)溫度高，根據(jù)材料的熱膨脹特點，考慮到退火過程中帶鋼普遍向工作側(cè)跑偏的現(xiàn)象，可以做出如下假設(shè)：

由于爐體操作側(cè)和傳動側(cè)存在溫度差，爐輥和爐體之間又是軟連接，所以，在熱膨脹的作用下，爐體操作側(cè)和傳動側(cè)存在著 “膨脹差”，這個“膨脹差”導(dǎo)致了爐輥在爐子中發(fā)生傾斜，從而導(dǎo)致帶鋼跑偏。

根據(jù)以上假設(shè)對實驗數(shù)據(jù)進行了熱膨脹計算，膨脹長度=受熱長度×溫度差×膨脹系數(shù)，在這里受熱長度為每層層高3.05m，膨脹系數(shù)為1.2×10-5，從而計算出了各層（1，2層選取3-7層的平均值）每個試驗點操作側(cè)和傳動側(cè)的“膨脹差”，計算結(jié)果如表2所示。

表2爐體鋼結(jié)構(gòu)熱膨脹量

3.試驗結(jié)論

根據(jù)測量分析得到爐頂操作側(cè)爐輥的水平高度比傳動側(cè)低0.5～1.0mm，可以初步得出結(jié)論：在熱膨脹的作用下，爐體操作側(cè)和傳動側(cè)存在著 “膨脹差”，這個“膨脹差”導(dǎo)致了爐輥在爐子中發(fā)生傾斜，從而引發(fā)帶鋼跑偏。■

參考文獻

[1]張貴春，張寧峰 冷軋帶鋼連續(xù)退火機組的技術(shù)特點及應(yīng)用 江西冶金，2009.10.

[2]周堅剛 冷軋帶鋼連續(xù)退火機組加熱爐數(shù)學(xué)模型的消化與仿真 寶鋼技術(shù)，1996.