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《步进式加热炉内钢坯加热过程的模拟研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第40卷第7期钢铁Vol.40,No.72005年7月IronandSteelJuly2005步进式加热炉内钢坯加热过程的模拟研究112刘向军,赵燕,潘小兵(11北京科技大学热能系,北京100083,21北京凤凰工业炉有限公司,北京102600)摘要:建立加热炉内的流动与传热过程以及钢坯加热过程的数学模型,炉内流场的模拟采用k2ε双方程模型,辐射换热计算采用离散传播法,气相燃烧采用修正EBU模型,钢坯温度场的计算采用全隐格式差分。计算结果表明,炉内均热段内温度高,温度梯度大,炉膛上部温度高,下部温度低,预热段内温度分布较
2、均匀。钢坯进入均热段后,中心温度已升高,下部温度较低,水冷梁处温度最低,温差最大,出炉处温差为72℃。关键词:加热炉;传热;数值模拟中图分类号:TG307文献标识码:A文章编号:04492749X(2005)0720076204ModelingofSlabHeating2upProcessinReheatingFurnace112LIUXiang2jun,ZHAOYan,PANXiao2bing(1.ThermalEngineeringDepartment,UniversityofScienceandTechnology
3、Beijing,Beijing100083,China;2.BeijingPhoenixFurnaceLimitedCompany,Beijing102600,China)Abstract:Acomprehensivemathematicalmodelforsimulatingthegascirculation,heattransferandslabheating2upprocessinareheatingfurnaceisdeveloped.Themodelconsistsofk2εtwo2equationmodelf
4、orturbulenctflow,dis2cretetransfermodelforradiationprocess,andmodifiedEBUmodelforgascombustion.Theslabheating2upprocessiscalculatedbyimplicitalgorithm.Theresultsshowthatthetemperatureofupperregionishigherthanthatoflow2erregioninsoakingsection,andthetemperaturegen
5、erallybecomeslowerfromheatingsectiontopreheatingsec2tion.Thetemperatureofcentralregionishigherthanthatoflowerregionaftertheslabentersthesoakingsection,thecalculatedmaximumtemperaturedifferenceislocatedatthewater2cooledbeamsandtemperaturedifferenceatexitis72℃.Keyw
6、ords:reheatingfurnace;heattransfer;numericalsimulation钢坯在加热炉内加热时,沿炉长敷设的炉底水热段高411m,预热段高315m。所用燃料为混合3管上向前移动,炉底水冷滑管和支撑管带走大量的煤气,热值878212kJ/m,燃料消耗量为480003热量(一般大约为15%,最高可达25%)。由于水管m/h,空气过剩系数取1105,煤气预热温度为290的冷却作用,使钢料与水管滑轨接触处的局部温度℃,空气预热至450℃。降低,在钢坯下面出现“黑印”,在轧制时很容易产生烧嘴布置如
7、图1所示,加热段有30个顶部平焰3废品,尤其在加热板坯时,温度的不均匀可能导致钢烧嘴(单烧嘴负荷为01192m/s)、10个侧墙烧嘴3板的厚薄不均匀。如何降低钢坯内部温差,消除或(单烧嘴负荷为01346m/s),4个端头烧嘴(单烧嘴3减小“黑印”,一直以来是冶金工作者十分关注的一负荷为01578m/s);均热段有12个顶部平焰烧嘴[1]3个问题。(单烧嘴负荷为01140m/s)、2个端头烧嘴(单烧嘴3以步进式加热炉为例,通过数值模拟得到了炉负荷为01093m/s)。内详细合理的温度、速度和浓度分布,在此基础上,炉内加热的
8、钢坯是10m×114m×0123m的对钢坯在炉内的加热升温过程进行了模拟,定量揭低碳钢。钢坯入炉温度为20℃,产量为300t/h。示了“黑印”产生的原因及温差大小,为步进式加热钢坯不断地以一定间隔从入口进入,在炉内经预热炉的优化设计、优化操作与控制提供了详实的依据。段、加热段和均热段,加热至预定温度从出口出钢,在炉内
