罩式退火爐傳熱模型與帶鋼氧化控制研究.pdf

1、冷軋鋼卷罩式退火爐是鋼鐵公司冷軋鋼板生產(chǎn)流程中的重要設(shè)備，退火工藝直接影響冷軋鋼板的性能和表面質(zhì)量。罩式退火爐爐型技術(shù)發(fā)展比較迅速，已經(jīng)從傳統(tǒng)罩式爐、混氫強(qiáng)對(duì)流罩式爐發(fā)展到HPH罩式爐。罩式爐的鋼卷徑向傳熱模型對(duì)強(qiáng)化傳熱效率、縮短退火時(shí)間、提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品的機(jī)械性能具有重要意義。鋼卷退火過(guò)程中鋼卷的氧化現(xiàn)象造成產(chǎn)品的廢品率和返修率逐年增大，已成為限制產(chǎn)品成品率的重要因素之一。
　　本文通過(guò)對(duì)某公司冷軋廠HPH罩式退火爐工作過(guò)程的分

2、析，在消化引進(jìn)設(shè)備原有控制模型和工作原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際研究了HPH罩式退火爐鋼卷退火工藝，論文的主要研究工作和結(jié)論有:
　　(1)在分析了HPH罩式退火爐退火物理工作特性的基礎(chǔ)上，建立了離線鋼卷退火的控制模型和傳熱數(shù)學(xué)模型，并采用數(shù)值計(jì)算技術(shù)進(jìn)行求解。編制了全氫罩式退火爐退火過(guò)程的模擬計(jì)算軟件，該軟件能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能:對(duì)于不同的爐子結(jié)構(gòu)尺寸，不同的鋼卷尺寸，只要輸入原始數(shù)據(jù)，即可進(jìn)行退火過(guò)程數(shù)值模擬計(jì)算;根據(jù)不同參數(shù)，計(jì)算

3、鋼卷的退火溫度曲線和相應(yīng)的退火時(shí)間;數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果的可視化。
　　(2)采用MATLAB軟件編制了全氫罩式爐退火過(guò)程的模擬計(jì)算軟件的界面應(yīng)用程序，使得退火過(guò)程的分析更加簡(jiǎn)單，便捷。并根據(jù)HPH罩式爐的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，將模擬計(jì)算曲線與現(xiàn)場(chǎng)熱電偶實(shí)測(cè)溫度曲線相比較，驗(yàn)證數(shù)學(xué)模型的合理性。
　　(3)從鋼卷厚度、寬度、保護(hù)氣體的溫度等九個(gè)方面，分析討論鋼卷退火工藝的影響因素，提出現(xiàn)場(chǎng)退火工藝的改進(jìn)措施。
　　(4)通過(guò)綜合分析可

4、能造成鋼卷在退火過(guò)程中發(fā)生氧化的多種原因，確定外部氧化性氣體深入內(nèi)罩是造成鋼卷退火氧化的直接原因。該現(xiàn)象由兩方面的因素引起:一是爐內(nèi)氣體在冷卻過(guò)程中形成負(fù)壓區(qū);二是爐臺(tái)環(huán)形密封圈密封不良。采用FLUENT流體力學(xué)仿真分析軟件對(duì)爐內(nèi)氣體流場(chǎng)進(jìn)行仿真研究，找到造成爐內(nèi)氣氛負(fù)壓區(qū)的原因和消除方法;采用ANSYS軟件對(duì)爐臺(tái)水冷密封圈進(jìn)行有限元分析，研究提高爐臺(tái)密封的方案。根據(jù)研究結(jié)論提出設(shè)備改造措施。
　　(5)通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，驗(yàn)證了計(jì)算模