钢坯炉内加热过程数值模拟

建立了步进式加热炉内钢坯加热过程的物理模型和数学模型,并对微分方程进行离散,采用Visual Basic语言编程计算了钢坯内部温度变化情况,给出加热过程中钢坯内部各点在不同时刻的温度分布曲线,分析了人炉温度、加热时间等加热条件对加热过程钢坯温度的影响,计算结果可为钢坯加热过程的优化提供重要的参考依据。     

步进梁式加热炉“黑匣子”测试与分析讨论

通过利用"黑匣子"温度记录器实测和记录钢坯在加热炉内加热过程的温度分布及加热曲线,获取钢坯加热过程中钢坯上表面、中心、下表面温度变化曲线、钢坯升温速度、钢坯上下表面与中心的温差、水冷梁上钢坯的温度等参数,为优化燃烧控制模型及加热炉工艺运行参数提供依据,并调整加热炉燃烧自动控制模型。     

步进梁式连续加热炉总括热吸收率分布规律的实验研究

在某公司步进梁式连续加热炉上进行了钢坯内部温度分布规律的"黑匣子"实验研究,详细地介绍该实验的基本原理和实施方法,得出了总括热吸收率随炉长的分布规律。所做工作对实施加热炉的计算机优化控制奠定了坚实的理论基础。     

步进式加热炉内钢坯水冷黑印的模拟研究

采用全隐式有限差分法,建立了步进式加热炉内钢坯温度场的数值计算模型,编制了钢坯加热过程的模拟软件。分别对不同工况下的钢坯加热过程进行模拟计算,得到了滑轨结构、滑轨高度和滑轨质材等对钢坯出炉温度分布和黑印温差的影响。为消除黑印,提高钢坯加热质量提供了科学依据。     

冶金步进式加热炉钢坯加热过程全尺寸数值研究

为了深入了解冶金步进加热炉中钢坯的换热过程，以一种新型燃料分级燃烧器为核心，以某钢厂1422号线3号炉为研究背景，建立了1∶1的全尺寸加热炉模型，同时采用稳态模拟与瞬态模拟结合的方法，研究了钢坯静止在加热炉均热段时的加热过程，得到了此时钢坯的温度分布情况，结果显示：该新型研究方法能够准确地描述步进加热炉加热钢坯时的传热情况；均热段的温度比其他各段的温度约高100℃;采用均热段加热时，顶部燃烧器的高温烟气会绕到钢坯下方对下表面进行加热，使钢坯下表面升温更快；加热60 min时钢坯已经达到目标出炉温度，而且温差最小，为9.83℃,随后由于均热段的二次加热温差反而增大，最终温差为17.42℃;所述工况条件下，钢坯达到目标温度时所用的加热时间和均热时间共64 min,与实际估算的时间80 min相差16 min,基本符合实际情况。     

双蓄热式加热炉“黑匣子”测试分析及改进

对双蓄热步进式加热炉进行"黑匣子"测试,获得了钢坯在加热炉内加热曲线及温度分布,通过分析钢坯表面温度、中心温度、端面温差、表中温差、升温速度、加热炉负荷分配情况,查找出存在的问题并加以改进。     

不同炉压下外部空气对炉头钢坯温度的影响研究

轧钢加热炉在为钢坯加热的过程中会因为炉内压力的不稳定造成炉头处产生负压,从而使外界的冷风进入加热炉,对炉头处钢坯的加热造成一定影响。以某公司大型步进式轧钢加热炉为研究对象,对不同炉压下外部空气对炉头钢坯加热情况进行数值模拟,同时对比研究了炉头吸冷风和不吸冷风对钢坯加热的影响。结果表明：吸冷风主要影响炉头钢下表面和正面的温度均匀性;不同压差情况下加热炉内钢坯表面热流分布规律一致,主要影响钢坯表面热流的大小。     

加热炉钢坯加热质量的数值模拟研究

处理不同入炉温度的钢坯需采用合理的加热时间和工艺,针对此问题,采用数值模拟的方法研究人炉温度分别为200,400,600,700℃的钢坯最佳加热时间和加热质量。通过利用Fluent流体计算软件建立了钢坯非稳态导热模型和氧化烧损模型,模拟结果表明：在相同的加热工艺下,钢坯人炉温度为27℃,炉内停留时间为180min时,位于预热段的第5块钢坯表面受到的辐射热流最大,达到92kW／m^2,出炉钢坯氧化率为1．419％;钢坯入炉温度为200℃时,合理的炉内停留时间为150min,出炉温度达到1183℃,出炉钢坯氧化率为1．307％。     

一种测量金属表面温度及辐射率的方法

通过在辐射图像测温方法中引入光谱辐射率修正,提出一种非接触式、精确测量高温金属表面温度及辐射率的方法.利用光谱仪根据高温金属表面的光谱信息计算单色辐射率随波长变化的曲线;使用彩色CCD摄像机拍摄高温金属表面的彩色图像,结合单色辐射率修正曲线从红、绿单色辐射强度分布中比色计算金属表面温度和辐射率.以一块出炉钢坯为实验对象验证该方法的准确性.结果表明:测量结果能够真实反映钢坯表面温度分布,给出受热不均匀性信息,可用于指导改进加热工艺.     

基于面热源的钢坯温度分布精确解

将复杂的炉内火焰与钢坯传热过程简化为面热源传热,用数学解析的方法研究钢坯热过程温度响应特征。研究表明:可用非稳态导热数学模型表述钢坯热过程;用分离变量、傅里叶级数、傅里叶变换、线性叠加等方法,求得钢坯温度函数精确解;解析解与FEMLAB3.1数值计算吻合良好,证实了钢坯热过程数学解析的有效性和准确性。     

热物性参数对钢坯炉内加热模型精度的影响分析

热物性参数直接影响钢坯的导热过程,在模拟钢坯炉内加热过程如果热物性参数选取不合理,势必造成计算结果严重失真,导致模型精度不高。针对某一钢种的热物性参数进行了实测,并将各种方法获得的热物性参数应用于钢坯加热过程的数值模拟计算,对比分析其对钢坯炉内加热过程模拟计算精度的影响。     

高温空气燃烧技术在蓄热式加热炉中的应用分析

以某钢厂蓄热式加热炉为研究对象,针对高温空气燃烧技术的应用和发展、计算流体力的理论和燃烧过程,根据生产实际参数,利用FLUENT软件采用k—s湍流模型、耦合混合燃烧模型,进行数值模拟分析加热炉内的流场、温度场和燃烧产物的分布情况,分析得出同侧换向燃烧方式加热效果较好,并且炉内温度梯度平滑,具有较好的温度均匀性,氧气浓度较低,与现场实际数据进行对比,证明数值模拟的研究价值和适用性,并提出优化加热炉操作运行的可行性措施。     

直流电弧炉水冷钢棒式底电极传热数学模型的研究

在分析了目前具有代表性的4种直流电弧炉底电极型式的基础上,详细讨论了水冷钢棒式底电极的两种数学模型。     

环形炉内管坯加热温度均匀性计算与分析

在考虑炽热炉底的辐射加热和导热加热的基础上,建立了环形炉内管坯二维加热模型。计算结果表明,管坯表面热流密度沿周向分布的不均匀性造成了管坯温度沿周向分布不均。炽热炉管对管坯下部表面的导热及辐射加热对其加热至关重要。     

Estimation of the transient surface temperature and heat flux of a steel slab using an inverse method

In the steel industry it is of great importance to be able to control the surface temperature and heating- or cooling rates during heat treatment processes. An experiment was performed in which a steel slab was heated up to 1250 °C in a fuel fired test furnace. The transient surface temperature and heat flux of a steel slab is calculated using a model for inverse heat conduction. That is, the time dependent local surface temperature and heat flux of a slab is calculated on the basis of temperature measurements in selected points of its interior by using a model of inverse heat conduction. Time- and temperature histories were measured at three points inside a steel slab. Measured temperature histories at the two lower locations of the slab were used as input to calculate the temperature at the position of the third location. A comparison of the experimentally measured and the calculated temperature histories was made to verify the model. The results showed very good agreement and suggest that this model can be applied to similar applications in the Steel industry or in other areas where the target of investigation for some reason is inaccessible to direct measurements.     

直流电弧炉水冷钢棒式底电极传热过程的数值仿真

采用文献[1]建立的“直流电弧炉水冷钢棒式底电极传热过程二维数学模型”,在验证模型正确可信的基础上,对直流电弧炉底电极的传热过程进行了数值仿真计算,所得结论对直流电弧炉的生产有重要的指导意义。     

蓄热式连续加热炉内流动与换热特性的数值模拟

以某公司大方坯蓄热式连续加热炉为研究对象,对该炉建立了三维物理数学模型,分别采用可实现双方程湍流模型,PDF非预混燃烧模型、离散坐标法辐射模型(DO模型),应用Fluent数值仿真软件进行了模拟研究,得到了蓄热式连续加热炉内的流场和温度场的分布规律,并对炉内对流换热系数的分布进行了详细的分析研究.结果表明:钢坯表面局部对流换热系数在各加热段内分布不均匀,这主要是由于烧嘴进口射流所引起的局部流速的差异性,从整体上来看,预热段和加热1段的对流换热系数要高于其它各段.     

环形加热炉燃耗影响因素分析及降耗措施

以包钢集团包头无缝钢管厂36m环形加热炉改造项目为例,通过分析指出加热温度、加热时间、热损失、负荷率、炉型结构、设备预留能力等是影响环形炉燃耗的主要因素,并从炉型设计、燃烧控制、生产工艺制度等方面给出具体的降耗措施。经过1年的生产实践证明,管坯氧化烧损少,加热质量好,燃料消耗低,环境污染少。