熱鍍鋅過程中減少鋅渣生成量的研究
本文關鍵詞:熱鍍鋅過程中減少鋅渣生成量的研究
【摘要】:熱鍍鋅是成本最低、應用最普遍且效果最顯著的鋼材防腐蝕方法。熱鍍鋅板被廣泛應用于汽車、家電、船舶、建筑等領域。隨著時代的發(fā)展,用戶對熱鍍鋅板表面質量要求越來越高。很多因素影響著帶鋼表面質量,但鋅渣粘附在帶鋼上所引起的缺陷是對帶鋼表面質量影響最大的因素,并且鋅渣的產生是不可避免的。因此,研究如何減少鋅渣生成量是非常重要的。本文采用pro/e軟件建立鋅鍋模型,對鋅鍋模型利用ICEM模塊劃分網格、在Fluent中設置參數。對模擬出鋅鍋中的流場、溫度場、Al和Fe濃度場進行分析,為最終得出鋅渣生成量提供前提基礎。把從Fluent軟件中數值模擬出的鋅鍋各個節(jié)點處溫度值、Al和Fe的濃度值代入到用matlab語言編寫的鋅渣生成模型中,得出鋅渣生成量,分析各個因素對鋅渣生成量的影響。研究表明隨帶鋼入鍋溫度和鋅液溫度升高,鋅渣生成量逐漸減少;鋅錠溫度、加熱器功率、鋅錠處Al耗散量、鋅錠的加入位置、帶鋼速度和帶鋼寬度對鋅渣生成量的影響很小。通過研究,本文采用同時提高鋅液溫度和帶鋼入鍋溫度的方法減少鋅渣生成量。研究表明同時在鋅液溫度460℃基礎上提高5℃:7℃和帶鋼入鍋溫度475℃基礎上提高2℃:4℃來減少整個鋅鍋和帶鋼附近鋅渣生成量的方法是可行的且效果很顯著;鋅液溫度467℃且?guī)т撊脲仠囟?79℃時,整個鋅鍋和帶鋼附近鋅渣減少量最為合理,為實際生產提供了理論指導。
【關鍵詞】:熱鍍鋅 數值模擬 相圖 鋅液場 鋅渣
【學位授予單位】:燕山大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:TG174.4
【目錄】:
- 摘要5-6
- ABSTRACT6-9
- 第1章 緒論9-19
- 1.1 引言9
- 1.2 熱鍍鋅工藝9-12
- 1.2.1 熱鍍鋅過程及裝置簡述9-11
- 1.2.2 影響鍍層結構的因素11-12
- 1.3 鋅渣的研究12-16
- 1.3.1 鋅渣的產生機理及分類12-14
- 1.3.2 鋅渣的危害14-16
- 1.4 研究現狀16-18
- 1.4.1 流場研究16-17
- 1.4.2 溫度場研究17
- 1.4.3 濃度場研究17
- 1.4.4 鋅渣的研究17-18
- 1.5 本文研究意義及研究內容18
- 1.6 本章小結18-19
- 第2章 相圖的研究和熱平衡計算19-30
- 2.1 對ZN-FE-AL相圖的研究與處理19-25
- 2.1.1 現有的相圖研究19
- 2.1.2 前人對相圖的處理19-21
- 2.1.3 本文對相圖的處理21-25
- 2.2 熱平衡計算25-28
- 2.2.1 熱量支出計算25-27
- 2.2.2 熱量吸收計算27-28
- 2.2.3 熱平衡的驗證28
- 2.3 本章小結28-30
- 第3章 熱鍍鋅鍋數值模擬基本原理30-39
- 3.1 流體的控制方程30-32
- 3.1.1 連續(xù)性方程30
- 3.1.2 動量方程30-31
- 3.1.3 能量方程31
- 3.1.4 組分方程31
- 3.1.5 k-ε湍流雙方程31-32
- 3.2 數值模擬32-36
- 3.2.1 物理幾何模型32-33
- 3.2.2 網格的劃分33-34
- 3.2.3 模型中參數的設置34-36
- 3.3 模擬結果分析36-38
- 3.3.1 流場分析36-37
- 3.3.2 溫度場分析37
- 3.3.3 Al濃度場分析37-38
- 3.3.4 Fe濃度場分析38
- 3.4 本章小結38-39
- 第4章 各因素對鋅渣生成量的影響39-56
- 4.1 原始數據下的數值計算39-40
- 4.2 帶鋼入鍋溫度對鋅渣生成量的影響40-42
- 4.3 鋅液溫度對鋅渣生成量的影響42-44
- 4.4 鋅錠溫度對鋅渣生成量的影響44-46
- 4.5 加熱器功率對鋅渣生成量的影響46-48
- 4.6 鋅錠處Al耗散量對鋅渣生成量的影響48-49
- 4.7 鋅錠加入位置對鋅渣生成量的影響49-51
- 4.8 帶鋼速度對鋅渣生成量的影響51-53
- 4.9 帶鋼寬度對鋅渣生成量的影響53-55
- 4.10 本章小結55-56
- 第5章 減少鋅渣生成量的方法56-63
- 5.1 優(yōu)化方法56-59
- 5.2 模擬結果分析59-62
- 5.3 本章小結62-63
- 結論63-65
- 參考文獻65-68
- 致謝68-69
- 作者簡介69
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,本文編號:862520
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