步进梁式加热炉板坯温度场模拟与优化

"步进梁式加热炉内的板坯温度场数值模拟 (2004年)" 本文主要探讨了钢铁生产过程中步进梁式加热炉内板坯加热的温度场数值模拟，旨在优化加热效率和控制板坯的质量。作者构建了一个包含预热段、加热段和均热段的三段步进梁式加热炉物理模型，并以此为基础建立相应的数学模型。通过全隐式有限差分法对模型进行离散化处理，开发了一套计算软件来模拟板坯在加热炉内的温度变化。 在物理模型部分，研究者指出由于板坯长度远大于宽度和高度，因此可以忽略长度方向的导热效应，选择直角坐标系下的矩形正面体作为控制体。加热过程受到板坯尺寸、热物性参数，以及炉子尺寸、热特性、燃料种类等因素影响。 数学模型则考虑了加热过程中的复杂物理化学效应，包括炉膛尺寸、炉墙热特性、板坯尺寸和热物性、燃料种类及供热量、炉气热特性和运动等。这些因素共同决定了板坯的升温速率和加热质量。 计算结果显示，提高预热段温度、板坯入炉温度以及炉气黑度可以有效提高加热效率，减少板坯在加热炉内的停留时间，降低氧化烧损，并延长炉子寿命。这些发现对于设计更高效、更节能的加热工艺具有实际指导意义。 论文进一步强调了软件工程的理论在开发加热炉温度场计算软件中的应用，这使得模拟计算更为精确和便捷。通过这样的数值模拟，可以更好地理解和控制加热过程，从而为优化加热炉的操作条件和工艺参数提供科学依据。 这篇论文深入研究了步进梁式加热炉的工作原理和关键参数对加热效果的影响，为钢铁行业的节能减排和产品质量提升提供了理论支持。其研究方法和结果对于相关领域的工程师和技术人员具有很高的参考价值。