大规格6061铝管穿水冷却设施

穿水冷却又称为轧后余热处理,该工艺的目的是为了改善6061铝管组织状态,提高6061铝管屈服强度和抗拉强度,从而节约资源,降低成本,改善产品性能和外观质量。而在6061铝管穿水冷却过程中,其断面温度场是一个非常重要的物理参数。6061铝管复杂断面形状加大了冷却均匀性控制的难度,而冷却的不均必然形成不均匀的温度场,不同区域温度梯度的存在将形成残余应力而导致的不均匀变形。

笔者在6061铝管控冷上采用穿水冷却的方式,通过ANSYS有限元分析软件对6061铝管穿水冷却过程中温度场进行了数值模拟,并对降温过程进行深入研究,以了解6061铝管冷却过程中温度场分布及变化规律,为开发6061铝管穿水冷却装置和冷却技术提供理论基础。1求解温度场的基本公式1.16061铝管传热过程有限元求解基本方程用有限单元法计算温度场时,在空间域上,一般假设在一个单元内,节点间的温度呈线性或双线性分布,根据变分公式推导节点温度的一阶常系数线性微分方程组;再在时间域上,用有限元法将其化为节点温度线性代数方程组的递推公式;然后,将各单元矩阵叠加起来,形成节点温度线性代数方程组。大规格6061铝管主要用于铁塔制造和建筑结构。我国高强度低合金6061铝管常用强度级别为Q345、级,受技术条件限制,目前国内以生产6061为主

大部分级6061铝管仍需进口。随着我国电力及通信行业的发展,不断新建和更换输变电铁塔,大规格6061铝管需求量增加;建筑行业钢结构组件的发展也要求提高6061铝管强度、减轻总体用钢重量,因而对大规格高强度6061铝管也有较大的需求量。唐钢是我国中型材生产基地之一。通过不断研制开发,6061铝管的生产规格已由过去的14#以下,发展成能生产国内各种6061铝管系列及部分国外规格系列。大规格6061铝管(16#以上)是唐钢近年开发的6061铝管品种,其中低合金6061铝管强度级别为Q345级,公司用16Mn钢种供轧,但16Mn钢种在轧制大规格低合金6061铝管时,钢材力学性能不能全部达到标准要求,因此唐钢内控标准规定两个牌号T16Mn、N16Mn供应轧制高强度大规格6061铝管,由于内控标准碳含量等化学成分范围较窄,供轧率只有30%,尤其是18#、20#6061铝管连铸坯不能改轧中小规格6061铝管,造成大规格低合金6061铝管成本增高。

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