在钢铁行业面临的节能、环保、产量过剩等压力的形势下,作为一项重要的节能、降耗,降低生产成本的技术,近年来直接轧制技术不断被各大钢铁企业采用和实施。虽然直接轧制技术有很多好处,但是由于输送过程头尾自然冷却时间不同,铸坯输送到粗轧机前时总会存在头尾温差。当头尾温差过大时,会对产品的组织和力学性能均匀性带来不利影响。本文以粤北联合钢铁生产的150mm×150mm×6000mm连铸小方坯为研究对象,结合现场输送辊道宽度及输送速度,确定保温罩框架尺寸及保温材料厚度,并分析保温罩高温端截面温度分布,保证保温罩尺寸合理、可靠,同时提高保温罩使用寿命。以传热学理论知识为基础,建立三维非稳态传热数学模型,研究直接轧制工艺铸坯输送过程的保温罩工艺对铸坯头尾温差带来的影响,并与常规加热炉工艺轧制及均热炉两种工艺方案进行对比分析。研究获得的结论如下:(1)根据现场条件确定保温罩框架高度为260mm,宽度为450mm,厚度为4mm,并对该尺寸的框架进行模态分析,其基频为173.9 Hz,大于机架振动频率,满足实际使用要求。(2)结合现有的纤维材料分形理论及接触热阻经验公式对保温罩传热过程进行分析,获得高温端截面温度分布,确定最高、最低温度特征点位置;结合保温罩安全性及经济型原则,保温材料厚度为40mm时较好。(3)根据上述尺寸,制作辊道保温罩。对铸坯头部经过液压剪到输送到轧机前输送过程运用数值模拟的方法进行温度场分析,相比于裸露辊道输送,加盖6m保温罩使铸坯头尾温差由49.8℃降低到28.6℃,缩小头尾温差21.2℃。对数值模拟温度值进行现场验证,加盖保温罩后实际头尾温差为27.4℃,相对误差为4.4%,与模拟值符合较好。(4)对铸坯在均热炉均热不同时间时温度场进行分析,根据不同时间对比,确定均热1200s时铸坯输送到粗轧机前较好,其头尾温差小于10℃。通过保温罩工艺和均热炉工艺成本分析及对比,保温罩工艺在成本上远低于均热炉,对于普通棒材轧制,保温罩工艺是较好的选择。