CSP均熱過程鋼坯氧化燒損的數(shù)值模擬研究.pdf

1、輥底式均熱爐是緊湊式帶鋼生產(chǎn)工藝中關(guān)鍵熱工設(shè)備，開展降低該工藝高碳鋼坯氧化燒損的研究，對提高熱軋板卷表面質(zhì)量、降低噸鋼成本有重要理論和實際意義。 本文對國內(nèi)外氧化燒損的研究和數(shù)值模擬技術(shù)在軋鋼加熱爐中的應(yīng)用現(xiàn)狀進行綜述，根據(jù)CSP均熱工藝對實驗爐內(nèi)氧化燒損量的定量計算，研究了合理組織輥底式均熱爐內(nèi)燃燒和高溫煙氣流動的工況調(diào)節(jié)方法以優(yōu)化均熱過程降低鋼坯氧化燒損。主要研究內(nèi)容包括： （1）通過介紹純鐵在空氣中的氧化過程引入鋼

2、的氧化機理，對影響鋼坯氧化燒損的主要因素、鋼坯氧化燒損量經(jīng)驗計算模型進行綜述，并分析了制定輥底式均熱爐高碳鋼坯均熱工藝的策略。 （2）對描述加熱爐內(nèi)流動、傳熱及燃燒過程的數(shù)學理論和鋼坯氧化模型進行系統(tǒng)闡述，根據(jù)國內(nèi)外研究成果和CSP均熱工藝特點，確定了輥底式均熱爐鋼坯氧化燒損數(shù)學模型，并分別利用實驗均熱爐實驗數(shù)據(jù)和文獻數(shù)據(jù)對所建模型鋼坯溫度和鋼坯燒損量計算準確性進行了驗證。 （3）在現(xiàn)有加熱爐內(nèi)鋼坯氧化機理研究成果的基礎(chǔ)

3、上，基于FLUENT軟件和氧化燒損子程序，研究加熱速率、均熱溫度和加熱氣氛等熱工因素對65Mn鋼均熱過程氧化燒損的影響，結(jié)果表明，提高加熱速度可降低鋼坯氧化燒損，增大均熱溫度和空氣消耗系數(shù)則使鋼坯氧化加劇。 （4）根據(jù)CSP均熱工藝特點，以實驗均熱爐為研究對象，研究空氣消耗系數(shù)、中心風和二次助燃風量之比以及空氣預(yù)熱溫度對實驗爐內(nèi)流體流動、燃燒及爐氣與鋼坯間耦合換熱的影響，獲得了爐內(nèi)氧化性氣體分布、鋼坯溫度特性等重要信息，為組織均