基于可变容差法的步进梁式加热炉炉温设定优化

通过对钢坯在加热炉内的传热过程进行分析,建立钢坯的二维传热模型,并采用有限差分方法对钢坯温度场进行数值模拟。以钢坯出炉温度、出钢温差、加热过程中钢坯断面温差及表面温度等为约束条件,以能耗为目标函数,利用可变容差法求得加热炉各段的最优炉温设定值。运用该模型可方便地求得加热炉各段最优设定值,从而实现加热炉的最优工艺,提高加热炉效率,降低能源消耗,并提高产品质量。     

加热炉内钢坯表面温度的实时监测与传导模型建立

对加热炉内钢坯内部温度场模拟计算的传统方法是首先通过炉温推算出钢坯表面温度,进而再推导出来的。实际应用中,多种环境变化及燃料热值波动等因素都可能会造成较大的误差。采用比色测温方法,直接获取加热炉内钢坯表面温度,再建立钢坯加热过程的传导模型,得出的结果更为合理精确,避免了由炉温推算钢坯表面温度所带来的误差。     

烟气回流率对蓄热室式炉单周期加热的影响

为了研究烟气再循环对蓄热室式炉内燃烧现象以及钢坯在炉内加热过程的影响,以国内某蓄热室式炉为研究对象,采用数值模拟的方法,研究了不同烟气回流率下单周期炉内温度、钢坯表面温度以及烟气中NO_x体积分数和质量浓度的变化规律;并对炉温以及烟气中NO_x体积分数进行了测试,模拟值和实测值吻合度较好.研究结果表明：随着烟气回流率的增大,火焰边界出现发散现象,炉内峰值温度降低,平均温度呈线性下降趋势,烟气中NO_x体积分数呈指数下降趋势,但降低的幅度逐渐减小;当烟气回流率处于10%～20%时,钢坯表面温度呈现单峰分布,而当烟气回流率过低或过高时,钢坯表面温度则呈现多峰分布.综合考虑加热炉的经济性和环保性,最佳的烟气回流率应控制在10%～20%.     

浸入式水口浇钢过程中热应力耦合场分析

运用有限元分析法模拟了浸人式水口实际预热后的温度场以及浇钢过程中的瞬态温度场和热应力场的分布.结果表明:浸人式水口在浇钢过程中突然受到高温钢水的冲击,在短时间内温度变化剧烈,水口颈部至上表面温度变化明显,且呈阶梯状分布;水口与钢水接触的内壁热应力值很小,外壁热应力大于内壁,随着浇钢时间的增加,热应力分布范围沿水口径向逐...     

基于红外CCD热成像测温的加热炉钢坯温度场模型研究

将红外CCD热成像测温技术应用到加热炉钢坯表面温度测量,以直接测得的表面温度作为建立钢坯模型的边界条件,并以传热学为基础,建立了加热炉钢坯温度场模型。同时,应用现场数据对模型进行了验证,结果表明:该方法进一步提高了现行温度场模型测量精度,完全符合工业应用的要求。     

炉内板坯表面温度实时监测技术及温升过程数值研究

采用自主研发的比色高温监测系统,实时检测板坯表面温度,依据热传导理论建立了加热炉钢坯加热过程的数学模型,采用有限元法对数学模型进行了离散化分析,开发了钢坯内部中心温度随表面加热过程变化的数值模型。根据检测的钢坯表面温度及开发的数值模型实时通过有限元法[1]估算钢坯中心温度,与传统的通过热电偶探测相比精确了0.46%~0.53%[2];同时根据检测的钢坯表面与中心温差对实时建立温度补偿模型起到辅助作用,同时可以将温度补偿数据实时传递给燃烧优化控制系统,从而建立了基于钢坯表面温差补偿模型的燃烧优化控制,优化调整燃烧工艺,保证了钢坯加热质量,实现了节能降耗和效益提升。     

基于BP网络的钢坯表面温度预测模型的设计

在轧制生产过程中,钢坯表面温度的检测一直是影响钢坯轧制质量的重要因素,也是如何更好地实现加热炉自动控制的重中之重,但是由于目前检测技术上的限制,常规的检测方式很难实现对温度的预测.利用BP神经网络,建立了钢坯表面温度的预测模型,并用Matlab仿真工具进行仿真预测.结果表明:理论预测值与现场实测值吻合较好.     

中板加热炉温度场计算机仿真研究

钢坯在加热炉的加热过程是影响设备运行和产品质量的关键环节。为了评估钢坯加热性能和进一步分析钢坯在加热过程中的变化，以加热炉及钢坯作为研究对象，利用ANSYS商业软件对加热炉内钢坯的温度分布进行了动态模拟计算。通过模拟分析，得到了钢坯在加热炉中不同时间与位置的温度分布，经实测验证，计算结果与实际加热情况吻合较好。研究结果对调整加热炉模型参数和提高温度控制精度具有指导意义。     

热轧步进式加热炉内钢坯温度场数值模拟

有用有限差分法，建立了热轧步进式加热炉内钢坯三维温度场的数值计算模型，结合攀钢热轧厂热炉的实际生产条件，对钢坯加热过程的温度场进行了数值模拟。通过现场拖偶实验准确确定了钢坯加热的边界条件，并验证了模型计算结果的准确性，在此基础上，通过模拟计算研究了加热工艺，待轧保温制造对钢坯温度场的影响，为优化轧制加热工艺提供科学依据。     

加热炉内一维、非稳态、变热流钢坯温度场的解析

基于合理的简化假设,建立加热炉内钢坯热传导数学模型,应用分离变量法和变分原理,推导一维、非稳态、变热流钢坯温度场的解析解;定量研究热流为线性分布、正弦分布时,钢坯温度场随加热时间的变化规律,并研究对应不同的傅里叶数,钢坯温度沿厚度方向的分布。结果表明,推导的解析解是正确和可行的,为加热炉在线控制中钢坯温度场的动态实时跟踪计算及总括热吸收率的参数辨识提供了一种理论依据。     

加热炉内一维、非稳态、变热流钢坯温度场的解析

基于合理的简化假设，建立加热炉内钢坯热传导数学模型，应用分离变量法和变分原理，推导一维、非稳态、变热流钢坯温度场的解析解；定量研究热流为线性分布、正弦分布时，钢坯温度场随加热时间的变化规律,并研究对应不同的傅里叶数,钢坯温度沿厚度方向的分布。结果表明，推导的解析解是正确和可行的，为加热炉在线控制中钢坯温度场的动态实时跟踪计算及总括热吸收率的参数辨识提供了一种理论依据。     

热轧钢坯加热中的逆问题

提出为保证热轧钢坯进入轧机前温度分布符合工艺要求，需要建立出炉钢坯输送过程传热数学模型，经计算获得出炉钢坯应有的温度分布。将理论计算结果与炉内局部强化加热的供热方法相结合，使钢坯进轧机的温度分布均匀性有明显的改善，满足了工艺的要求，提高了产品轧制质量。     

钢坯粗轧过程数学模型的应用

为了研究加热炉钢坯出炉温度和粗轧出口温度间的关系,建立了加热炉出口到粗轧机出口之间的数学模型,分析了钢坯在辊道空冷、除鳞、粗轧过程中的传热,获得了钢坯截面二维温度场,并利用现场实测数据对所建立的模型进行了对比分析。     

步进式加热炉内钢坯温度动态测试

利用“黑匣子”耐热温度数据记录仪，实测和记录了Q235钢在加热炉内加热过程中的温度分布，给出了钢坯加热过程中的上下炉温、钢坯上部、中部和下部的温度值，以及钢坯与水冷梁接触部位的温度值，并绘出了各测量值在钢坯整个加热过程中的变化曲线；分析了钢坯在加热炉内各段的温度分布特点。为数学模型控制、故障诊断、实际生产等方面提供了准确的参考资料。     

三维段法数学模型在加热炉上的应用

以能量平衡为基础,采用三维段法数学模型建立了炉气段、炉围段、钢坯表面段的能量平衡方程组。在典型工况时,以钢坯表面热流为耦合条件,采用主变量修正法求解了加热炉内炉气及炉围温度场,采用有限差分法求解了钢坯温度场。分析了钢坯表面黑度变化及炉气吸收系数变化对钢坯升温过程及排烟温度的影响规律。     

铝合金超厚板热轧过程温度场模拟

根据热模拟试验所获得的实验数据,在MARC软件中建立试验铝合金的材料数据库。采用二维弹塑性大变形有限元法,对铝合金超厚板热轧过程进行了数值模拟,分析了热轧过程中轧件温度场的分布和变化规律。模拟结果表明,在整个轧制过程中,轧件内部节点的温度变化缓慢,而表面节点的温度变化较为剧烈。计算的板坯表面温度与实测的表面温度吻合较好,表明该模型可以用来模拟中厚板轧制过程中的温度变化。     

连铸—直接热装轧制过程中钢坯温度变化规律的研究

能效减碳背景下,宝钢热轧厂进行了连铸—直接热装轧制(DHCR)工艺的探索.工艺过程中钢坯温度变化规律以及温度均匀性情况,将直接影响到轧制质量.为此,试验之初对钢坯在DHCR工艺过程中的温度变化进行了数值模拟,分析了钢坯在输运和各加热段的温度分布及断面温差情况.通过数值模拟计算发现,出炉钢坯平均温度1 150℃,可满足此类钢终轧温度(880±30)℃的需求;出炉钢坯温差最大值在35 K以内,满足轧制工艺对钢坯加热均匀性的要求.对标数值模拟的工况进行了工业试验,将模拟结果与试验结果进行了对比,验证了数值模拟的合理性.同时,对试验钢坯进行了轧制性能跟踪,现场反馈质量良好.本次工业试验燃耗为28.6 kgce/t,与现有工艺相比,燃耗降低了 33.7％,CO2排放降低了 38.09 kg/t.     

旋流烧嘴及混装条件下步进式加热炉模拟研究

加热炉能耗约占热轧工序的75%,金属损失达到全工序的50%,具有很大的研究潜力。目前针对加热炉钢坯混装以及烧嘴旋流的复杂情况研究相对较少，难以精确反映加热炉内钢坯加热过程。基于计算流体力学方法建立了加热炉燃烧场与钢坯耦合传热的数学模型，研究钢坯长度方向温度分布及在旋流烧嘴及混装条件下的长钢坯在加热炉内的加热情况。结果表明，模拟值与实际值温差小于10 K。钢坯出炉时上表面和下表面最大温差分别为23和22 K,上下表面最大温差为8 K,能够满足钢坯长度方向温差小于30 K的生产需要。旋流效果在被烧嘴通道一定程度上被削弱。火焰根部温度较低易造成钢坯端头低温。     

热装和直接轧制——轧钢厂节能技术之一

目前,由连铸或开坯工序生产的钢坯,都是经冷却和冷清理后,再在加热炉中重新加热到需要的开轧温度,送到轧机轧制。通过冷清理来消除钢坯的表面缺陷,以确保钢坯质量。该工序还可以作为板坯生产工序和热轧工序之间的一个缓冲工序,以减少管理上的困难。开坯后的钢坯温度一般为900～1100℃,连铸后钢坯温度是700～1000℃,回收这部分热量或充分地将这部分热量用     

船板在线温度测试与分析

利用＂黑匣子＂实时动态测量并记录了船板在加热过程中的温度分布,给出钢坯加热过程中加热炉的上下炉温曲线、钢坯加热温度曲线等重要参数,分析了钢坯在加热炉内各段的温度分布情况。为船板的数学模型控制、故障诊断等方面提供了参考。