线材轧制过程中,线材的温度是直接影响轧机负荷合理分配、最终产品尺寸精度及组织性能的重要因素之一。在整个轧制线上准确模拟和预报线材在不同位置上的温度变化以及线材横截面温度梯度,是有效提高产品质量水平的重要基础,也是指导生产现场进行水冷箱冷却水量调节和选择最优冷却工艺的的基本依据。本论文研究的对象是武钢高线厂的72A高碳钢线材在轧制过程中的温度变化,是“72A高线质量控制”课题主要内容之一。数学研究模型包括线材进入粗轧机至吐丝机入口整个阶段的温降模型。根据线材与介质之间的传热模式的不同,可将线材温度的计算分为三个部分:一部分是粗轧入口至预精轧出口阶段的温度变化。这里主要考虑线材在辊道上热辐射产生的温降和线材在孔型中轧制变形所产生的温升;第二部分是线材在水冷箱中快速冷却阶段的温度变化。主要要考虑线材与冷却水的强迫对流传热,此外还要根据水冷箱中冷却喷嘴的开启状况确定冷却过程为水冷过程或者水蒸气冷却过程,从而选用不同的冷却模型。第三部分是线材在精轧过程中的温度变化。本文采用了以上三角形速度场理论计算精轧阶段温升的计算方法。对于具有规则的几何形状的线材,本文采用了比较简单而有效的有限差分法对整个轧制过程中的传热行为进行了数值解析,建立了高线生产过程中的温度场,并运用Visual Basic语言编制了高线生产温度模拟预报程序,能够针对各种不同工艺参数和控冷参数进行模拟计算与分析。研究表明,通过对线材轧制过程温度变化的精确模拟,能够量化的分析轧制过程中现场工艺因素对温度变化规律的影响,为实际生产工艺控制和调节提供有效依据,以获取所要求的线材吐丝温度以及较小的线材截面温度内外温差,从而制定最佳冷却工艺。