电磁感应加热技术具有能耗少、加热快、无污染等优点,广泛地应用于冶金、炼钢等工业生产中。热连轧是典型的钢铁生产工艺,其基本步骤是以初轧板坯为原材料,经加热、粗轧机轧制、精轧机轧制的过程。而在板坯轧制前,对板坯温度控制是热连轧工艺中的关键环节,直接影响到轧制的效率。本文主要围绕板坯加热、均热、补热等过程开展三维有限元模拟,主要研究工作如下:(1)板坯感应加热过程的三维有限元模拟:将3种板坯进行网格划分,分析微单元及相互间的涡流效应、热传导,完成板坯加热过程的三维有限元建模,并编写ANSYS软件APDL程序模拟其感应加热过程;取板坯纵向1/3位置处横截面MN路径的温度曲线,分析了3种板坯感应加热过程中的温度分布及变化规律。仿真表明,板坯宽厚比越大,加热后板坯横截面路径温度分布越复杂,且边角区域加热后温度始终较低。(2)板坯均热过程的三维有限元模拟:以加热后的板坯为研究对象,设置一定时长的均热环节,对3种板坯进行均热有限元三维模拟;对纵向1/3位置处横截面各路径的温度曲线进行分析,得出30s均热环节能使板坯纵向1/3位置处横截面MN、OP、OM路径上的温度波动范围分别平均减少3℃、19.6℃、28.6℃。另外探讨了均热阶段有无保温罩对板坯整体温度的影响,仿真表明,30s均热时施加保温罩能使板坯最低温度平均提升10℃左右。(3)板坯边部补热过程的三维有限元模拟:针对双C字形感应器横向磁通局部加热问题,引用克里金差值算法赋予板坯不均匀的初始温度场,采用ANSYS有限元方法模拟了板坯边部补热过程。仿真表明,双C字形感应器边部补热效果明显,80.64s补热可使边部温度升高47℃左右。