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背景

熱軋高強鋼在天然氣回火爐內(nèi)回火過程溫度變化

時間: 2020-04-25 22:15:05 瀏覽次數(shù):
熱軋高強鋼在天然氣回火爐內(nèi)回火過程溫度變化通過鋼板溫度預(yù)報模型預(yù)報不同厚度鋼板回火時的溫度變化預(yù)報精度與實測值變化情況.
       熱軋高強鋼回火爐的目的就是將鋼板加熱到回火溫度,并保持一定時間,使鋼板組織不變,但性能得到強化。通常根據(jù)鋼種的需求分為高溫回火(500)、中溫回火(250~500)和低溫回火(250)。為了降低設(shè)備投資,1座回火爐需兼顧這三種回火工況,給回火爐的運行和控制帶來了很大難度。在1座回火爐內(nèi)進(jìn)行不同溫度的回火處理,其鋼板的真實溫度變化很難精準(zhǔn)控制,尤其是對回火溫度范圍要求很窄的熱軋高強鋼,精度掌握其在爐內(nèi)的溫度變化對提高產(chǎn)品性能和產(chǎn)品成材率至關(guān)重要。在此過程中,回火爐本身有其較優(yōu)控制目標(biāo),即在保證出爐時鋼板的表面溫度和中心溫度達(dá)到要求的同時,兼顧爐子的燃料消耗較小。
天然氣退火爐
       不同回火溫度下的鋼板溫度變化可通過在板坯內(nèi)打洞埋設(shè)熱電偶的方式(黑匣子測溫)測量出來,但這只能滿足極少數(shù)試驗工況的測量,不可能在大規(guī)模生產(chǎn)現(xiàn)場對各種回火工藝、不同規(guī)格的鋼板都進(jìn)行在線測試。現(xiàn)有的熱處理爐模型一般只有爐膛設(shè)定溫度和加熱時間,不能直接反應(yīng)板坯本身的溫度變化過程。生產(chǎn)操作人員憑經(jīng)驗設(shè)定的爐溫策略,也往往留有加熱余量,這不僅導(dǎo)致熱處理爐能耗上升,而且對于鋼材質(zhì)量指標(biāo)也有影響??梢?,建立明確的鋼板溫度預(yù)報模型,掌握鋼板本身在加熱過程中的溫度變化,選擇合理的爐溫制度,對于節(jié)能降耗和板坯質(zhì)量控制都有重大意義。本文通過建立數(shù)學(xué)模型對回火過程不同規(guī)格的鋼板在各種回火工藝下的溫度變化進(jìn)行預(yù)報,以實現(xiàn)鋼板在爐內(nèi)溫度的合理控制。
       同時通過對回火爐鋼板溫度變化的離線模擬,制定出優(yōu)化爐溫控制策略,使回火過程能耗較小,成本較低。鋼板回火過程溫度變化預(yù)報模型鋼板在輥底式爐內(nèi)進(jìn)行回火處理,爐內(nèi)燒嘴布置在爐輥上下區(qū)域,燃燒過程采用脈沖式燃燒方式。均熱區(qū)設(shè)置有循環(huán)攪拌風(fēng)機群,爐溫設(shè)計為150~750,鋼板尺寸為(2000~12000)mm(900~2300)mm(2~12)mm。
       熱軋高強鋼回火爐的設(shè)計溫度范圍很大(150~750℃),因此預(yù)測鋼板在天然氣退火爐內(nèi)的溫度變化對熱處理過程非常重要。大型回火爐內(nèi)的鋼板溫度預(yù)報模型,能夠預(yù)報不同厚度鋼板回火時的溫度變化預(yù)報精度與實測值相比在5K以內(nèi),完全滿足現(xiàn)場要求.闡述和分析了不同的爐溫設(shè)置策略,探索其對應(yīng)的節(jié)能效果,找出鋼板的優(yōu)化升溫曲線及較好的爐溫設(shè)定策略,從而實現(xiàn)鋼板回火質(zhì)量達(dá)標(biāo)及爐子能耗盡可能小。
鋼板長度和寬度遠(yuǎn)大于厚度,模型忽略鋼板長度和寬度方向的導(dǎo)熱。燃燒過程為脈沖式,均熱段設(shè)置有循環(huán)攪拌風(fēng)機群,認(rèn)為爐內(nèi)溫度均勻分布。爐輥沒有外部冷卻,忽略爐輥的吸熱。同一工況下,鋼板在爐內(nèi)運行速度恒定。
熱軋高強鋼在天然氣回火爐內(nèi)回火過程溫度變化

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