罩式退火炉热处理模拟与自动化控制技术

"罩式退火炉内热过程模拟与控制 (2008年) - 东北大学材料与冶金学院的研究论文，通过能量平衡和热传导方程建立冷轧钢卷在罩式退火炉中的热处理模型，并开发了热工过程自动控制软件。论文提出钢卷径向等效导热系数和钢卷缝隙准数的概念，解决不同松紧程度钢卷的传热问题。模拟加热、保温和冷却过程，精确控制升温、保温和降温速度，满足冷轧钢卷退火工艺要求。" 本文主要探讨的是罩式退火炉中对冷轧钢卷进行热处理的模拟与控制技术。退火是金属材料加工中的重要工艺步骤，它能够改善材料的机械性能和微观结构。罩式退火炉是一种广泛应用的退火设备，尤其适用于冷轧钢卷的处理。 首先，研究者以能量平衡和热传导方程为基础，构建了钢卷在炉内的热处理模型。这涉及到了热力学的基本原理，能量守恒和物质内部热量的传递规律。通过这个模型，可以预测和分析钢卷在炉内的温度分布和变化趋势。 其次，论文提出了钢卷径向等效导热系数的概念，这是为了考虑钢卷的复杂几何形状和材料特性对其传热性能的影响。不同松紧程度的钢卷会因为接触面积和紧密度的不同而有不同的热传导效率。钢卷缝隙准数则用于量化这些差异，帮助调整和优化传热过程。 此外，研究还涉及到对加热、保温和冷却过程的模拟。这三个阶段对于确保冷轧钢卷获得理想的退火效果至关重要。通过精确控制升温速度，可以避免钢卷因过快加热导致的内部应力不均；保温温度的控制则保证材料在目标温度下充分发生相变；而降温速度的控制则是为了防止快速冷却导致的脆性增加或应力集中。 论文最终的目标是开发出一套自动控制软件，这套软件能够实时监控和调整炉内的热工参数，以满足冷轧钢卷退火工艺的严格要求。这样的自动化控制不仅可以提高生产效率，还能确保产品质量的一致性和稳定性。 这篇论文对于理解罩式退火炉的热过程控制有深远的意义，对于材料科学和冶金工程领域的技术人员具有重要的参考价值。其提出的理论模型和控制策略对于提升钢铁工业的生产质量和效率具有实际应用价值。