在板厚控制技术得到迅猛发展、技术已逐渐完善的板带轧制领域,提高带钢板形控制技术已成为迫在眉睫的研究课题。通过冷却轧辊改进辊形成为改善板形质量的一个重要方法。因此,对冷却装置的分析和研究具有重要的实际意义。 本文针对传统的喷嘴冷却存在的问题,如容易引起射流重叠区、喷射飞溅及冷却不均匀等现象,根据各机架冷却水流量分布的实际情况,设计出了一种全新的可变宽度水幕式轧辊冷却装置,并已经申报了专利。本文对冷却装置的槽口形状和流量分布进行了计算。采用计算流体动力学中的流场有限元理论,建立了有限元模型,以大型有限元分析软件ANSYS/FLOTRAN为平台,对冷却装置内部的压力场和速度场进行了不同条件下的三维数值模拟分析,得出了沿槽口的流量分布曲线。文中分析了实验装置存在的局部流量分布不很合理的主要缺陷,通过改变压力、调整进出口形状及结构、增加控制点等方法进行了优化。通过模拟计算的结果,给出了最佳的轧辊冷却模型。 通过原理性实验和可行性实验验证了水幕冷却原理的正确性和根据模拟结果进行结构优化的可行性。最后根据实验过程发现的问题提出了解决方案,为日后的进一步优化设计提供了基础。