一种间歇式轧钢加热炉温度场分析.pdfVIP

一种间歇式轧钢加热炉温度场的研究 李宝宽 齐凤升 王 芳 高泰荫 （东北大学材料与冶金学院，沈阳 110004） 摘 要 轧钢加热炉是炼钢过程中的关键设备之一。钢坯由加热炉加热至轧制所需温度，加热过程中炉内的温度分布对 终钢材质量起决定性作用。本文以间歇式天然气轧钢加热炉为例，采用CFD （计算流体力学）方法分析了加热炉内以及被 加热钢坯内的瞬态三维温度场分布，利用Fluent 软件模拟了不同工作状态下的炉内温度以及气流速度分布，为改善加热炉 热工制度提供了理论依据；同时模拟过程中考虑了更换钢坯时炉门开启引入的热损失对炉内温度分布的影响。 关键词 间歇式加热炉 温度场 天然气燃料 CFD Study on Temperature Field in a Batch-type Reheating Furnace Li Baokuan Qi Fengsheng Wang Fang Gao Taiyin （School of Materials and Metallurgy, Northeastern University, Shenyang, 110004 ） Abstract In the steelmaking process, a reheating furnace is used to heat the billets or blooms to the rolling temperature; the uniformity of temperature in furnace decides steel quality. In order to evaluate the effectiveness and benefits of nature gas fuels, the Computational Fluid Dynamics (CFD) analysis is conducted to examine the transient and three dimensional temperature fields in a reheating furnace by the commercial software Fluent®. A number of actual operating cases are calculated. Heat loss due to door opening during charging billets is considerable and has been monitored. The numerical results may be used to optimize the operating parameters and promote the improving of steel quality. Key words Batch-type reheating furnace, temperature field, natural gas fuel ， CFD 轧钢加热炉的作用是根据金属加热工艺和金属加热制度，把钢坯按温度均匀性的要求加热到一定的温 度，便于轧机将其轧制成一定形状和规格的产品，同时保证加热炉最低的燃料消耗和最小的金属烧损。目前， 很多学者都研究加热炉内的流场和温度场分布，以获得炉内钢坯均匀一致的温度。 图1 所示为美国某钢铁公司20 世纪初建造的轧钢加热炉 [1] ，全炉共 12 个烧嘴，分布在炉体两侧，采用 图 1 天然气轧钢加热炉图 Fig.1 natural gas steel rolling of the No.3 reheating furnace Picture 基金项目：国家自然科学基金及宝钢基金联合资助项目 ）。 李宝宽（1963 年），男，教授；E-mail:lbk6382@163