工業(yè)加熱爐是重要的熱工設(shè)備,其性能的優(yōu)劣直接決定著軋制生產(chǎn)線的正常運行和產(chǎn)品的質(zhì)量,因而加熱爐加熱鋼坯溫度場的研究對提高鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量和鋼鐵企業(yè)效益具有重要價值。首先,本文以蓄熱式步進底加熱爐為具體研究對象,介紹了其詳細(xì)技術(shù)參數(shù)、生產(chǎn)過程存在的問題,并給出了所加熱鋼坯的材料屬性。其次,對鋼坯受熱升溫過程做了數(shù)值求解分析。設(shè)置了鋼坯在加熱爐內(nèi)所處的環(huán)境變量即邊界條件和初始條件,分別計算了加熱過程中鋼坯在步進底式加熱爐內(nèi)的對流換熱系數(shù)、輻射換熱系數(shù);然后對傳熱過程做了簡化分析,將對流換熱折合進了輻射換熱當(dāng)中得出鋼坯加熱的綜合傳熱系數(shù);采用有限元軟件ANSYS對鋼坯溫度場進行了三維瞬態(tài)非線性有限元分析,通過將仿真結(jié)果與鋼坯拖偶試驗測量數(shù)值進行對比,驗證了數(shù)值仿真數(shù)據(jù)的可靠性。最后,為了充分開發(fā)加熱爐產(chǎn)能并達(dá)到節(jié)能減排、降低成本和提高效益的目的,對鋼坯現(xiàn)有的生產(chǎn)過程進行了優(yōu)化設(shè)計。在改變加熱爐鋼坯加熱工藝和提高鋼坯初始入爐溫度兩種條件下,對鋼坯的溫度場分布情況做了仿真模擬,仿真結(jié)果表明,將加熱工藝時間縮短40min后,鋼坯內(nèi)部溫度場分布仍然能夠達(dá)到出爐標(biāo)準(zhǔn);在此基礎(chǔ)上,提高鋼坯初始入爐溫度至50... 

【文章來源】：河北科技大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

蓄熱式步進底加熱爐

7第2章加熱爐及其加熱工藝與材料概況2.1加熱爐及其關(guān)鍵技術(shù)裝置介紹加熱爐是將所需熱處理的物料或工件加熱到一定溫度的熱工設(shè)備，其應(yīng)用遍及石油、化工、冶金、機械、熱處理等諸多行業(yè)領(lǐng)域。如圖2-1所示是兩種工業(yè)用鋼坯加熱爐。圖2-1工業(yè)加熱爐2.1.1加熱爐的分類當(dāng)前存在的工業(yè)用加熱爐的類型繁多，針對其所加熱的不同物料或工件的特點，應(yīng)用的加熱爐也不盡相同，所以對于當(dāng)前存在的加熱爐，一般有如下分類方式[20-24]：按照熱量供給形式分為：微波加熱爐、電阻加熱爐、感應(yīng)加熱爐和燃料加熱爐。按照余熱回收方式分為：傳統(tǒng)換熱式加熱爐和新型高效蓄熱式加熱爐。按照加熱方式不同分為：周期式加熱爐、連續(xù)式加熱爐。其中周期式加熱爐是指鋼坯在加熱爐爐膛內(nèi)部固定不動進行加熱的爐子，一般適用于加熱特殊材質(zhì)或尺寸極厚、單重巨大的有特殊尺寸要求的鋼坯，但因其加熱鋼坯的能力有限，不常用于自動軋制生產(chǎn)線。連續(xù)式加熱爐則是指鋼坯在爐膛內(nèi)以一定速度從爐溫較低處向爐溫較高處移動，其運動方向與爐膛內(nèi)的高溫爐氣相反，當(dāng)被加熱至工藝要求溫度時，便不斷從爐內(nèi)排出的加熱爐。連續(xù)式加熱爐是軋鋼車間加熱鋼坯時應(yīng)用最普遍的爐子，一般加熱坯料溫度都在900～1350℃左右，熱處理時溫度都在700～1150℃左右，本文所研究的就是連續(xù)式加熱爐當(dāng)中的一種步進底式加熱爐。2.1.2蓄熱燃燒技術(shù)上文已經(jīng)講述加熱爐是鋼鐵工業(yè)最大的能耗設(shè)備之一，因為能耗大，溫度高的

效蓄熱材料來回收高溫?zé)煔庵械臒崮埽@些回收的熱能將用于加熱流經(jīng)蓄熱室的助燃空氣和燃?xì)�，從而提高了熱量的利用率，有效降低了預(yù)熱空氣和燃?xì)獾哪茉聪腫26]。高溫蓄熱式燃燒技術(shù)（HTAC）最關(guān)鍵的裝置是加熱爐爐體外部的蓄熱室，這是煙氣余熱回收的主要裝置，通過位于其上部的換向系統(tǒng)和供風(fēng)、排煙系統(tǒng)協(xié)同作用，完成煙氣余熱回收過程。蓄熱室是一個填滿蜂窩狀蓄熱體的室狀空間，同時蓄熱室也是煙氣和空氣進入爐體內(nèi)部的必經(jīng)通道，在煙氣或空氣經(jīng)過蓄熱室時，完成熱量的傳遞過程，起到預(yù)熱助燃降耗的作用。其工作原理如圖2-2和圖2-3所示，分別為a側(cè)燒嘴燃燒b側(cè)蓄熱時的工作狀態(tài)和b側(cè)燒嘴燃燒a側(cè)蓄熱的工作狀態(tài)[27-29]。圖2-2蓄熱式加熱爐工作原理(a側(cè)燒嘴燃燒)如圖2-2所示，蓄熱式燒嘴一般是成對存在，對稱安裝在爐體的兩側(cè)，每個燒嘴均配備有一個蓄熱室和一個雙關(guān)三通換向閥，并通過換向閥的周期性換向動作來完成對煙氣熱量的回收和對空氣預(yù)熱的任務(wù)。當(dāng)圖2-2中的雙關(guān)三通換向閥a發(fā)生動作后，打開空氣通道的同時關(guān)閉了煙氣通道，常溫狀態(tài)的助燃空氣從空氣通道流經(jīng)換向閥a進入加熱爐左側(cè)蓄熱室，在蓄熱室內(nèi)常溫助燃空氣被處于高溫狀態(tài)的蜂窩狀蓄熱體預(yù)熱后進入燒嘴a燃燒；在此過程中雙關(guān)三通換向閥b的煙氣通道打開，空氣通道關(guān)閉，使得爐膛內(nèi)燃燒后的高溫?zé)煔鈴臒靊處排出。在高溫?zé)煔饨?jīng)過蓄

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3357946