Resumen

En este trabajo, se utiliza el software de análisis de elementos finitos a gran escala ANSYS para establecer el modelo de elementos finitos tridimensional del ángulo de acero y analizar el campo de temperatura durante el proceso de enfriamiento. Tomando la densidad de pulverización y la velocidad de pulverización como variables de diseño, el gradiente de temperatura como variables de estado y la diferencia de temperatura máxima como función objetivo, se lleva a cabo el diseño de optimización del método de enfriamiento controlado del ángulo de acero. Los resultados muestran que la diferencia de temperatura máxima del ángulo de acero se reduce y la distribución de la temperatura es más uniforme después de la optimización, lo que tiene un significado orientativo muy importante para la personalización razonable del proceso de enfriamiento controlado del ángulo de acero.

INTRODUCCIÓN

El llamado enfriamiento controlado consiste en hacer uso de las condiciones de enfriamiento correspondientes del acero después del laminado en caliente. Mediante el control de las condiciones correspondientes, el control razonable de las condiciones de transformación, las propiedades del acero y la microestructura después de la transformación, el estado de austenita y la precipitación real de carburo se puede realizar [1]. En la actualidad, existen dos problemas destacados en diversas empresas siderúrgicas, a saber, la grave escasez de capacidad del lecho de enfriamiento y las bajas propiedades mecánicas globales del acero [2].

La tecnología de enfriamiento controlado consiste en preparar bien la transformación de fase del acero controlando razonablemente los parámetros del proceso de enfriamiento del acero laminado, y mejorar las propiedades mecánicas globales y el rendimiento de servicio del acero controlando la velocidad de enfriamiento del proceso de transformación de fase. Como una nueva tecnología en el campo de la moderna tecnología de laminación de acero, la tecnología de enfriamiento controlado no sólo explota plenamente el potencial del acero, sino que también simplifica el proceso de producción y mejora la eficiencia de la producción [3].

ESTABLECER EL MODELO DE ELEMENTOS FINITOS

Se utiliza el software de análisis de elementos finitos ANSYS para establecer el modelo de elementos finitos del ángulo de acero de 100 mm × 100 mm × 12 mm. Para el modelado se utilizó la unidad solid90 del software ANSYS. El elemento solid90 es un elemento hexaédrico de 20 nodos, que puede utilizarse para modelar problemas de conducción de calor estáticos o transitorios [4]. 

• Materias:Método de elementos finitos Enfriamiento Acero Transferencia de calor
• Subjects:Finite element method Cooling Steel Heat transfer
• Palabras claves:Acero; Enfriamiento controlado; Campo de temperatura; Transferencia de calor; Modelo de elementos finitos
• Keywords:Steel; Controlled cooling; Temperature field; Heat transfer; Finite element model