全氢罩式退火炉.ppt

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1、带钢退火工艺及装备(培训教程大纲)北京科技大学热能工程系DepartmentofThermalEnergyEngineeringofUSTB2021/10/6一、发展历程(历史沿革)二、基本构造与操作过程三、炉内传热过程的分析四、数值模拟与实验验证五、参数优化及其分析六、主要结论第一部分—全氢罩式炉退火工艺及其装备2021/10/6混氢(HNX)强对流罩式炉:武钢冷轧厂20世纪70年代初引进德国LOI公司生产的分流冷却罩式炉全氢罩式炉:70年代末奥地利EBNER公司(HICON/H2)和德国LOI公司

2、(HPH)分别开发完善传统罩式炉:鞍钢冷轧厂20世纪50年代引进的由前苏联设计开发制造一、发展历程2021/10/6二全氢罩式炉的基本构造2021/10/6空气喷嘴扩散器全密封炉台保护气氛循环风扇高速烧嘴燃料预热加热罩内罩对流板主体结构2021/10/6水喷淋探头风扇风扇冷却罩带罩冷却过程2021/10/62021/10/6三、炉内传热过程分析板卷加热的数学模型板卷均热的数学模型板卷冷却的数学模型数学模型的实验验证数值模拟结果及分析2021/10/6加热过程加热过程均热过程冷却过程带加热罩冷却过程辐射冷却过程

3、带冷却罩冷却过程快速冷却(氢气旁路冷却或水喷淋冷却)2021/10/6建立全氢罩式炉退火过程数学模型，进行离线预报钢卷退火工艺曲线，为今后实现钢卷温度的在线跟踪和炉温的动态计算提供基础。对不同来料、不同产品的退火过程，只要将原始数据作为模型输入条件，模型即可计算出相应的退火曲线，为工艺优化与过程控制提供依据。建立、完善不同钢种、不同规格的钢卷在不同产量条件下的优化退火工艺制度，为今后实现在线控制提供坚实的理论基础。建立数学模型的目的2021/10/6四、数值模拟与实验验证2021/10/6(1)模型验证：实测

4、条件和结果分析卷边卷芯时间，(hr)温度，(℃)2211-卷芯2-卷边2021/10/6模型验证(I)1-core2-edge122021/10/6模型验证(II)1-core2-edge122021/10/6模型验证(III)1-core2-edge122021/10/6分析1燃料消耗量变化2021/10/6分析2退火过程钢卷温度的变化2021/10/6分析(3)：钢卷温度分布(7hr)2021/10/6分析(3)：钢卷温度分布(48hr)2021/10/6退火过程的参数优化及其分析对流换热及对

5、流换热系数钢卷径向等效导热系数循环风量的优化与分析钢卷温度与检测点温度的关联关系2021/10/61、对流换热系数的分析研究(1)2021/10/62、钢卷径向等效导热系数的分析(1)钢卷内的径向传热示意图A—带钢间保护气体导热、B—带钢间辐射热交换；C—接触点导热、D—带钢导热2021/10/6RS1/2RS1/2RGRDRCTRR钢卷内部导热热阻网络模拟2、钢卷径向等效导热系数的计算(2)其中：0≤≤100%L0=b/S2021/10/6氢气氮气T，(℃)rad/steel=0（a）（b）钢氮气氢

6、气=0L0=0.01T，(℃)，（Wm℃）2、氢气与氮气介质中钢卷径向等效导热系数的比较2021/10/6影响钢卷径向等效导热系数的参数氢气介质中钢卷径向等效导热系数随的变化，（%）rad/steelTsteel=700℃L0=0.01，（%）rad/steel3、影响钢卷径向等效导热系数的因素2021/10/6不同循环风量下的钢卷卷芯退火曲线3、退火过程循环风量的优化2021/10/6钢卷温度与检测点温度的在线关联式TconTmonTcen2021/10/6全氢罩式退火炉热过程离

7、线数学模型计算结果及分析2021/10/6离线数学模型的主要功能改变输入参数，模型计算软件可以适应下列变化：钢卷尺寸：钢卷内外径，板卷宽度，钢板厚度；装炉量：钢卷个数（1-4卷，各卷几何参数可不同）；钢种：钢的热物性参数；燃气种类：燃气成分与燃气消耗量；冷却方式：氢气旁路冷却与水喷淋冷却；退火曲线：按时间或温度控制计算流程；介质流量：氢气和冷却空气各阶段流量；温度变化：环境温度、初始温度、空气预热温度等温度变化；炉子参数：内罩、加热罩与冷却罩的尺寸及物性变化。2021/10/6通过模拟计算，模型软件可以实现：

8、按时间控制计算流程钢卷温度变化；氢气温度变化；内罩温度变化。按温度控制计算流程（除上述温度外）加热时间；均热时间；带加热罩冷却时间；带冷却罩冷却时间；快速冷却时间；总退火时间。2021/10/6通过模拟计算，模型软件可以实现：退火过程热工分析燃料消耗量；各退火阶段钢卷断面温度；炉内对流与辐射换热强度；监视点与卷边及卷芯温度的关系曲线；操作参数和结构参数的影响分析。计算完毕，自动生成详细的退火过程报告