板坯加熱過程氧化燒損及溫度變化規(guī)律研究.pdf

1、鋼鐵行業(yè)的嚴(yán)峻形勢(shì)，迫使眾多鋼鐵企業(yè)在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，不斷追求低能耗、低成本、高效率的先進(jìn)生產(chǎn)工藝方法。為有效控制板坯的加熱過程，改善其質(zhì)量，降低加熱爐的能耗，本文以某鋼廠步進(jìn)式加熱爐為對(duì)象，研究了加熱過程中板坯氧化燒損及其溫度變化規(guī)律。首先，通過氧化實(shí)驗(yàn)測(cè)定了不同實(shí)驗(yàn)鋼種的氧化動(dòng)力學(xué)參數(shù)與氧化鐵皮燒損的對(duì)應(yīng)關(guān)系，建立了等溫和非等溫條件下不同鋼種氧化燒損模型;其次，通過ANSYS軟件，建立了三段步進(jìn)式加熱爐中板坯加熱過程的數(shù)學(xué)模型，

2、研究了均熱時(shí)間、均熱溫度及不同氧化鐵皮厚度情況下對(duì)板坯溫度場(chǎng)的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明:
　　(1)加熱溫度為930℃時(shí)，鋼種30Q140、50ww800和50ww470上氧化鐵皮分層不明顯，而鋼種DX51D+Z上氧化鐵皮分層明顯。氧化鐵皮層由外到內(nèi)O含量不斷降低，F(xiàn)e含量不斷升高，大致符合氧化層最外層主要成分為Fe2O3，中間層主要成分為Fe3O4，最內(nèi)層主要成分為FeO的規(guī)律。鋼種30Q140、50ww800和50ww470氧化

3、鐵皮與基體界面處存在Si元素聚集的現(xiàn)象，而鋼種DX51D+Z無元素聚集現(xiàn)象。
　　(2)同一加熱溫度下，各鋼種的氧化增重隨加熱時(shí)間延長(zhǎng)而逐漸增大，氧化增重曲線基本上遵循拋物線規(guī)律，氧化初期增重明顯，加熱一段時(shí)間之后增重速率逐漸降低。加熱溫度越高，氧化增重越大，溫度是鋼基體高溫氧化主要影響因素，鋼種30Q140、50ww800和50ww470在1130℃以下氧化增重變化不大，超過1130℃之后氧化增重變化明顯，而鋼種DX51D+Z在

4、溫度達(dá)到930℃時(shí)氧化增重就已變化明顯;
　　(3)建立了等溫和非等溫條件下30Q140、50ww800、50ww470和DX51D+Z四種鋼種的氧化燒損模型;
　　(4)根據(jù)模型計(jì)算結(jié)果，板坯加熱后最高溫度位于端面角部，最低溫度位于板坯中心點(diǎn)處，板坯出爐溫度和斷面溫差均滿足軋制要求;
　　(5)均熱溫度每降低30℃，鋼種50WW800、50WW470和DX51D+Z出爐溫度分別降低約27.5℃、27.9℃和28.9℃

5、，斷面溫差降低約3.8℃、3.3℃和1.9℃;板坯均熱時(shí)間每縮短10min，鋼種30Q140，50ww800，50ww470和DX51D+Z出爐溫度分別降低約0.57℃、2.12℃、3.25℃和3.08℃，斷面溫差增大約1.28℃、3.3℃、5.21℃和5.17℃。
　　(6)氧化鐵皮厚度對(duì)板坯表面溫度影響不大，對(duì)出爐溫度及斷面溫差有顯著影響;氧化鐵皮每增加2mm，鋼種30Q140，50ww800，50ww470和DX51D+Z出