[发明专利]铜管轧制冷却过程仿真方法、设备及计算机可读存储介质

说明书

本申请提供一种铜管轧制冷却过程仿真方法、设备及计算机可读存储介质，包括：生成冷却装置的三维模型；获取在铜管当前温度场、应力场及轧制位置下，三辊行星轧制装置的三维热流固耦合结构模型；获取在当前相对位置下冷却装置的流体仿真模型，基于流体仿真模型与三维热流固耦合结构模型的耦合模型，对铜管进行轧制和冷却的仿真计算，获得到达预设的单次冷却时间时铜管的温度场、应力场及变形量；根据铜管的变形量调整铜管的轧制位置，并按照预设的单次移动距离移动冷却装置；返回执行上述步骤直至冷却装置移动预设次数，实现轧制和冷却过程中铜管应力、温度的动态仿真，进而可分析获得冷却装置的结构和冷却工艺参数对铜管晶粒组织的影响。

技术领域

本申请涉及金属制造技术领域，尤其涉及一种铜管轧制冷却过程仿真方法、设备及计算机可读存储介质。

背景技术

铜管三辊行星轧制是铜管铸轧法生产工艺中最为关键的一步，行星冷轧过程中，铸态铜组织在轧辊碾压破碎，实现单道次压下率达到90％的同时，产生的变形热和摩擦热使得铜管温度达到了铜的再结晶温度。相比于其它冷轧工艺，轧后在进行其它工序之前为了保证铜管的力学性能，都需要对铜管进行退火处理，而行星轧制工艺轧制得到的铜管因轧制过程铜组织发生了再结晶，再进行后续的拉拔工序时省掉了退火的工序，提高了生产效率，节约了生产成本。

铜管在再结晶过程中，因温度较高，导致铜管晶粒迅速长大，降低了铜管的力学性能，为了得到细小的晶粒，使得高温铜管迅速冷却下来，在轧出端安装冷却装置。受到冷却装置的结构工艺参数以及冷却工艺参数影响，冷却装置内部不同位置的冷却效果存在较大差异，冷却换热效果好的位置铜管温度下降速率快，晶粒细小，反之，冷却换热效果差的位置铜管温度下降速率慢，晶粒会长大变粗。同时，因冷却装置内部的冷却水受重力的影响和冷却装置结构参数的影响，导致冷却装置上半部分和下半部分冷却能力存在较大的差异，因此就不可避免的导致了铜管轴向和径向的晶粒组织不均匀现象。综上所述，冷却装置的结构工艺参数和冷却工艺参数对铜管冷却后的晶粒组织有着重要的影响。

在实际生产应用中，冷却工艺参数大多由现场工作人员凭借经验进行调节的，试验周期长且效果不理想，浪费了大量的人力物力，且不能了解冷却装置内部流场分布情况，无法了解铜管在冷却装置内部的温度场以及应力场的变化情况，导致无法进行冷却工艺参数的快速和准确调节。

发明内容

本申请提供一种铜管轧制冷却过程仿真方法、设备及计算机可读存储介质，旨在解决现有技术中无法了解铜管在冷却装置内部的温度场以及应力场变化的技术问题。

本申请的第一个方面是提供一种铜管轧制冷却过程仿真方法，包括：

步骤1，根据所述冷却装置的结构参数及预设的单次移动距离生成所述冷却装置的三维模型；

步骤2，获取在铜管的当前温度场、应力场及轧制位置下，用于轧制所述铜管的三辊行星轧制装置的三维热流固耦合结构模型；

步骤3，基于所述冷却装置的三维模型，获取在当前相对位置下，所述冷却装置的流体仿真模型，其中所述相对位置为所述冷却装置和所述铜管的相对位置；

步骤4，基于所述流体仿真模型与所述三维热流固耦合结构模型的耦合模型，对所述铜管进行轧制和冷却的仿真计算，输出并保存仿真计算的结果，获得到达预设的单次冷却时间时所述铜管的温度场、应力场以及变形量；

步骤5，根据所述铜管的变形量，调整所述铜管的轧制位置，并按照所述预设的单次移动距离，沿所述铜管轴线方向移动所述冷却装置；

步骤6，返回执行上述步骤2至步骤5，直至所述冷却装置移动预设次数；其中，所述预设次数由所述冷却装置在所述铜管轴线方向的长度和所述三辊行星轧制装置的轧制速度计算获得。

本申请的第二个方面是提供一种铜管轧制冷却过程仿真设备，包括：存储器，处理器；

存储器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；