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Nombre del programa
CoilTemper3D: programa para calcular el estado térmico y tensodeformacional en el proceso de laminación-bobinado
de las bobinas y predecir las condiciones (intensidad) de soldadura de las espiras durante el tratamiento térmico
de las bobinas en hornos de recocido de campana.
Finalidad funcional
El programa CoilTemper3D está diseñado para calcular el estado térmico y tensodeformacional no estacionario de las bandas
laminadas
en frío, teniendo en cuenta las condiciones iniciales no isotérmicas de bobinado, la planitud y la rugosidad superficial
de las bandas, así como los regímenes de calentamiento y enfriamiento de las bobinas en hornos de recocido de campana para un coeficiente de transferencia de calor
y unos ciclogramas de temperatura del gas protector dados.
Principales ventajas funcionales
- Se han implementado métodos de cálculo del estado tensodeformacional tridimensional de las bobinas de banda en el proceso de calentamiento y enfriamiento, teniendo en cuenta el estado térmico inicial de la bobina y la variación de la tensión de bobinado de las bandas rugosas. Se tiene en cuenta la influencia mutua de las presiones entre espiras y de la resistencia térmica;
- a partir del modelo desarrollado se han implementado algoritmos de cálculo del estado térmico no estacionario y tensodeformacional de las bobinas de banda laminada en frío durante el bobinado en el tambor de la bobinadora, la extracción del tambor, y el calentamiento y enfriamiento de las bobinas para un coeficiente de transferencia de calor y unas funciones de temperatura del gas protector dados, que simulan las condiciones de intercambio térmico de la bobina con la atmósfera protectora en el horno de campana. El algoritmo tiene en cuenta el contacto térmico y mecánico no ideal entre las superficies adyacentes de las espiras de la banda;
- las particularidades del planteamiento del problema se deben al estado de las superficies en contacto de las capas: variaciones de planitud y rugosidad superficial. Estas particularidades se tienen en cuenta mediante un parámetro generalizado de contacto no ideal, que permite, en las condiciones de compatibilidad de deformaciones en la bobina, tener en cuenta el acercamiento de las superficies en contacto en función de las presiones entre espiras;
- en el método de cálculo del TSSS se ha tenido en cuenta el efecto de las tensiones térmicas adicionales que se generan durante el enfriamiento y el calentamiento de la bobina, cuando en ella aparece un campo de temperaturas variable.
El sistema informático forma parte de la metodología de resolución de problemas científicos y prácticos de mejora de la calidad superficial de las bandas laminadas en frío en la producción en bobinas.
CoilTemper3D puede servir como medio de optimización de los regímenes tecnológicos de laminación, bobinado y recocido de recristalización de bandas laminadas en frío en hornos de campana, minimizando la probabilidad de aparición de defectos superficiales de las bandas como las «líneas de flexión» (el llamado «quebrado»), las marcas de deslizamiento de las espiras (rayaduras), así como para controlar la estabilidad de las bobinas frente al asentamiento bajo su propio peso o la aparición de defectos de bobinado como el «pájaro» (cuando las espiras internas de la bobina, al perder la estabilidad, pierden la forma redonda, lo que imposibilita el procesamiento posterior de la bobina).
Ejemplos del diálogo «Introducción de los datos iniciales»
Nota:
según la tarea seleccionada, las ventanas de diálogo pueden tener
distintos parámetros de entrada
Ejemplos de ventanas de diálogo «Análisis de los
resultados»
Nota:
según la tarea seleccionada, los diálogos pueden presentar
distintos tipos de salida de resultados del cálculo
