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。     

加热炉供热系统优化的数学模型研究

本文首先建立了加热炉内钢坯加热过程的数学模型，根据变化的轧制生产情况，即可得出钢坯的准确温度分布，通过建立在给定条件下尽可能地提高加热质量，降低燃耗和钢坯氧化烧损的优化加热模型的加热炉区域热平衡模型，结合钢坯加热过程数学模型，应用分割技术应用ＦＯＲＴＲＡＮ编程计算出了加热炉最佳供热的Ｑ－Ｐ模型，在现场实验数据的基础上，结合操作经验与理论计算，制定相应的待轧策略，这些研究结果可进一步用于加热炉的计算     

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。     

实验炉内钢坯传热过程及其氧化烧损的数值模拟研究

以实验加热炉为研究对象,建立三维非稳态钢坯加热过程的氧化烧损模型,并根据等效热阻法和等效质量法,将钢坯加热时氧化层的动态增长过程,转化为氧化层的当量导热系数和当量密度的动态变化过程.基于数值模拟方法,研究了实验炉内钢坯加热过程中表面氧化烧损量以及氧气浓度、所处位置的氧化层对钢坯加热过程的影响及其氧化烧损量随时间变化规律.结果表明:在钢坯加热的过程中,氧化层增大了钢坯与烟气之间的换热热阻,加热到最终温度时,换热热阻是原来的2倍,钢坯升温速率明显减小;在炉内的加热时间越长,钢坯氧化烧损逐渐增加,到一定程度之后趋于平缓;当加热到相同温度,氧气浓度从0.41％升至0.995％时,氧化烧损量从9.5 kg/m2增加到16.8 kg/m2.     

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。     

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。     

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％。     

辊底式连续热处理炉钢坯二维传热过程数学模型的研究

以某公司拟建的辊底式连续热处理炉为研究对象,在详细分析其传热机理的基础上,针对其钢坯厚度变化较大的特点,建立了钢坯在炉内连续加热和摆动加热过程数学模型,采用数值计算方法对其进行了仿真计算,并利用设计大纲提供的数据间接验证了所建模型的正确可靠性。所开发的辊底式热处理炉计算机数值仿真系统可以动态模拟不同燃料、不同规格的钢坯在炉内的运行状况及其钢坯各典型点的温度变化规律;可以确定在不同的热处理工艺制度下、不同规格的钢坯所需要的最佳运行方式和最佳工艺制度。     

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。     

环形炉内辐射传热的新的物理-数学模型

建立了加热圆钢坯或方钢坯的环形转底炉的物理一数学辐射传热数学模型。计算的复杂性在于各点气体和固体之间的相互辐射、温度的不均匀和角度系数的难以确定。列出辐射能量守恒方程，然后进行求解，并认为所采取的求解方法有一系列优点，精度高，速度快。举例进行实算，列出了计算结果。该模型可以用来对各种形状钢坯在环形加热炉中加热时，计算加热时间和加热质量（热流分布）。     

利用BP神经网络解决钢板出炉目标温度的实践

热轧加热炉作为轧制的前序工艺,钢坯出炉温度会对轧制环节产生直接的影响。目前许多加热炉燃烧控制模型所控制的钢坯出炉目标温度与粗轧终轧温度之间存在偏差,利用BP神经的方法在这两者之间建立了联系,并利用现场数据进行了验证。     

环型加热炉热工制度的优化研究

针对环型加热炉存在的料坯加热不均、轧制产品质量不稳定的问题,基于火焰炉热工理论,对环型加热炉炉膛结构、热工操作以及料坯的形状和规格、轧制工艺等进行了一系列分析.依据料坯的加热过程跟踪测试数据,结合环型加热炉的构造特点和圆坯加热特点、以及现行加热制度下的热工过程分析,制定了针对圆坯加热的新的热工制度,从而获得了缩短加热时...     

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。     

加热炉的节能控制

文章从描述钢坯内部不稳定导热的偏微分方程及相应的边界条件出发，研究了描述钢坯热状态的离散状态空间模型。每次推钢后通过计算机多次模拟钢坯在加热段和均热段内的加热过程，采用遗传算法选出最优的加热炉炉温和推钢时间。以此参数控制加热炉，从而达到提高钢坯加热质量，进而提高钢材的质量以及节能的目的。     

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。     

蓄热式台车加热炉单一换向周期内燃烧特性数值研究

利用数值模拟技术,对蓄热式台车加热炉加热钢坯的燃烧过程进行了数学模拟实验研究,研究得出保温期末钢坯温度变化规律、某一换向周期炉内温度波动规律,模拟结果符合现场实际,对优化蓄热燃烧及加热炉设计操作具有指导意义.     

减少钢坯烧损、优化加热工艺的研究

针对包钢高速线材生产工艺加热炉中的钢坯加热温度,加热时间,加热制度,氧化烧损等问题进行了分析。重点对科研课题进行攻关,提出了新颖的高线加热生产的先进操作法。对试验进行测定对比,在优化加热工艺研究后,钢坯氧化烧损、燃耗、产量等取得了成果和显著经济效益。     

工业炉内钢坯温度及表面热流重建模型研究

在已测得钢坯内部几点从进炉到出炉随时间变化的温度曲线的情况下(例如黑匣子测温),根据传热导热原理以及正则化技术,建立了重建钢坯表面热流分布的数学模型,并且进一步重建钢坯内部温度的三维分布。该模型通过可行性验证,可望提供各火嘴燃料量和风量优化调整指导信息,确保工业炉安全和经济运行。     

Evaluation and optimization of water source heat pump for district heating: A case study in steel plant

Using high-temperature heat pump technology to recover waste heat of circulating cooling water in a steel plant for central heating system not can only reduce the temperature of circulating cooling water to meet the needs of smelting process but also can save energy and protect environment as well as bring great economic benefits to steel plant that can sell heat to the heat users. The energy consumption equation of heat pump central heating system was established based on the energy consumption of heat pump, energy consumption of water pump, and heat loss. The optimal inlet water temperature, inlet flow rate, and the number of operating heat pump modules at different outdoor temperatures were calculated by genetic algorithm. The superiority and operating control strategy of heat pump central heating system were discussed. The results show that with the increase of outdoor temperature, the optimal inlet flow rate and the number of operating heat pump module decrease. However, the inlet water temperature almost does not change. It is more suitable for the heat pump central heating system to change the inlet flow and the number of operating heat pump modules. The operating control strategy equation was established by linear fitting, which provides guidance for the engineering application of heat pump central heating system.