罩式炉退火过程模拟软件开发

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1、工业炉窑热工罩式炉退火过程模拟软件开发张丽微陈光(安徽工业大学建筑工程学院243002)摘要模拟退火钢卷温度场，预测退火时间．对于罩式炉生产现场操作人员控制退火过程，减少退火时间和产品粘结率具有指导意义。本文在MATLAB平台上，开发了界面友好，功能强大，方便使用的罩式炉“钢卷温度场计算软件”和“退火加热时问预测软件”。软件已作为离线预测工具已应用于宝钢，为操作人员提供r决策支持，收到良好的效果。关键词退火过程模拟软件开发界面设计SoftwareDevelopmentofAnnealingProcessSimulationforBell-typeF

2、urnaceZHANGLi—huiCHENGuangAbnranThesimulationofsteelcoil’stemperaturefieldandtheforecastingofannealingtimehaveguidemeaningt0thecontrolofannealingprocess．Operatorsmayreduceheatingtimeofannealingandcoilstickinglateofproductsbydoingit．Thispaperdevelopedtwosoflwareswhichwerenamed‘

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4、gproccss，softwaredevelopment,interfacedesign罩式炉是冷轧薄板退火工艺的关键设备IlJ，它的退火产品表面质量好、产量高，生产能耗低。钢卷退火过程主要包括加热、保温、冷却三个步骤。对钢卷退火过程进行模拟口～I，可得到任意时刻钢卷温度场，预测退火时间，这对于现场操作人员对生产过程进行控制¨1，缩短退火加热时间，减少产品粘结率都具有指导意义。为了方便现场使用．需开发界面友好，功能强大的退火过程模拟软件。MATLAB为用户提供了丰富的Windows图形界面设计方法，使用户能够在利用其强大数值计算功能的同时设计出友好

5、的图形界面。本文正是综合运用了MATLAB这两个方面的优点，开发了‘‘温度场计算软件”和“退火加热时间预测软件”。两个软件中，前者以退火钢卷离散模型为基础，模拟钢卷在任意时刻的温度分布；后者以在线加热时间计算公式及其修正公式为基础，预测退火的加热时间。1钢卷温度场计算软件1．1功能需求分析罩式炉退火生产，首先要选取合理的退火温度制度，该温度制度规定了不同钢种、不同装炉量等条件下，炉内保护气体和钢卷冷点要达到的最高温度。我国大部分企业使用的退火温度制度都是随设备一同引进的．对现场灵活多变的生产条件适应性较差。遇有新钢种需进行退火或者为了解决产品粘结等

6、问题，都需对现有的温度制度进行调整和优化，如增加炉气台阶或缩短加热时间等，这些措施对于退火生产的产量和质量都有较大的影响。如果直接用调整后的温度制度进行试验性生产，容易造成产品不合率提高，给企业带来经济损失。因此，需在计算机上制定退火制度，并对退火进行精确模拟，预知生产结果，就可以避免此种损失。根据用户需求，开发了“温度场计算软件”。用户可在软件界面上制定退火温度制度，输入生产条件．软件即可模拟钢卷的退火过程。1．2软件模型软件的核心部分是钢卷温度场计算模块，它读入生产J．况和退火制度后，计算钢卷的温度场。计算模块的程序框图如图l。计算钢卷温度场，

7、首先需对钢卷建立导热微分方程，确定其初始条件和边243全国能源与热工2006学术年会界条件；然后对钢卷进行网格划分，列出不同节点的差分方程；最后对钢卷温度场进行迭代求解。取用P精^参教}嗌廑Il确≈琏代女缸，蒲～j一保存井鞠m计算％4图1计算模块程序框图该软件所用的温度场计算程序，已经过历史生产数据校正和实际生产验证15】口程序计算结果与同工况下退火温度温差在正负15℃范围内概率为88．3％。因此，用该软件对钢卷温度场的模拟是有较高精度的。1．3软件功能及界面展示“钢卷温度场计算软件”具有以下功能：(1)退火温度曲线制定。可根据已投入使阁的温度制度

8、或生产经验，使用鼠标在界面坐标轴内制定退火曲线。(2)工况条件输入。现场经常变化的生产参数包括钢卷外径、高度、带钢厚度、装