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随着近年来钢铁企业的迅猛发展,钢铁工业也已经成为资源消耗的大户。各钢铁企业不断通过改进设备、优化工艺等手段来降低单位产量的能耗,提高资源利用率和企业的生产效率。
在钢铁生产过程中加热炉的能耗占有很大一部分,如何降低加热炉的能耗是各大企业共同的目标。一般采用提高入炉温度的方法来降低加热炉的能耗,热装热送甚至直装是近年来国内钢厂普遍采用的方法。通过提高加热炉的入炉温度可以降低单位产量的能耗,提高企业生产效率。
本文以某钢厂热轧生产线为研究对象,模拟计算了铸坯从凝固到出连铸机空冷,以及在加热炉内的温度变化情况。通过红外热成像仪和红外测温仪对钢坯空冷过程进行温度测量,并且通过“黑匣子”试验测量了冷装坯SS400加热过程中的温度变化,得出加热炉内部的实际炉气温度,并以此为边界条件。钢坯出铸机时的温度为初始条件,建立钢坯热装过程中在加热炉内的三维温度场模型。借助于Marc有限元模拟软件和Fortan语言编程计算钢坯在步进式加热炉内的温度场变化情况,得出了不同热装温度的钢坯在加热炉内的温度变化。
论文还计算了铸坯在凝固过程中的温降,并根据钢厂实际可行的轧制节奏来制定合适的热装工艺,建立钢坯热装和直装过程中的温度变化模型,为某钢热轧生产线的热装温度控制提供了理论依据,优化了实际生产中的加热工艺,为提高工厂效率,节约能源起到指导作用。同时各个环节的实测温度也为钢厂的实际生产提供了可靠的温度数据。