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1、2020/9/18,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Department of Thermal Energy Engineering of USTB,2020/9/18,一、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,2020/9/18,一、发展历程,2020/9/18,二 全氢罩式炉的基本构造,主体结构,带罩冷却过程,2020/9/18,2020/9/18,三、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
2、证 数值模拟结果及分析,2020/9/18,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 带冷却罩冷却过程 快速冷却(氢气旁路冷却或水喷淋冷却),2020/9/18,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,2020/9/18,四、数值模拟与
3、实验验证,2020/9/18,(1)模型验证：实测条件和结果分析,2020/9/18,模型验证(I),2020/9/18,模型验证(II),2020/9/18,模型验证(III),2020/9/18,分析1燃料消耗量变化,2020/9/18,分析2 退火过程钢卷温度的变化,2020/9/18,分析(3)：钢卷温度分布(7hr),2020/9/18,分析(3)： 钢卷温度分布(48hr),2020/9/18,退火过程的参数优化及其分析,对流换热及对流换热系数 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,2020/9/18,1、对流换热系数的分析研究(1),2020
4、/9/18,2、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,2020/9/18,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/S,2020/9/18,2、氢气与氮气介质中钢卷径向等效导热系数的比较,2020/9/18,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,3、影响钢卷径向等效导热系数的因素,2020/9/18,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,2020/9/18,钢卷温度与检测点温度的在线关联式,
5、2020/9/18,全氢罩式退火炉热过程离线数学模型计算结果及分析,2020/9/18,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。,2020/9/18,通过模拟计算，模型软件可以实现： 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。,2020/9/18,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,2020/9/18,主要结论,2020/9/18,谢谢大家,
