步进式加热炉内板坯温度场模拟分析

以某公司热轧带钢厂的三段步进式加热炉为研究对象,通过建立三维数学模型,运用ANSYS软件分析板坯在炉内加热过程中的温度分布,并研究炉内均热段的温度和保温时间及氧化铁皮厚度对板坯温度场的影响。结果表明,板坯加热后最高温度分布在板坯端面角部,最低温度位于板坯中心部位,在设定的加热制度下,板坯经炉内加热后,其出炉温度、断面温差分别为1273.48、12.91℃,板坯温度分布比较均匀,满足轧制要求;随着均热温度的下降,板坯的出炉温度随之降低,而断面温差变化较小;随着保温时间的缩短,板坯的出炉温度变化不大,而断面温差明显增大;随着板坯表面氧化铁皮厚度的增加,板坯中心部位的温度明显降低、断面温差明显增大;在设定的加热制度下,适当降低均热段的温度和缩短保温时间,并控制板坯表面氧化铁皮的厚度,有利于提高板坯加热质量和节能降耗。     

Advanced control of walking-beam reheating furnace

Reheating furnace is an important device with complex dynamic characteristics in steel plants. The temperature tracing control of reheating furnace has great importance both to the quality of slabs and energy saving. A model-based control strategy,multivariable constrained control (MCC) for the reheating furnace control is used. With this control method, the furnace is treated as a six-input-six-output general model with loops coupled in nature. Compared with the traditional control, the proposed control strategy gets better temperature tracing accuracy and exhibits some energy saving feature. The simulation results show that the performance of the furnace is greatly improved.     

热轧生产过程加热炉优化调度模型及算法

钢铁生产中的加热炉调度问题是一类复杂的组合优化问题.本文进一步考虑不同轧制位对应的候选板坯集存在交集的生产实际,建立了以板坯住炉时间最小为优化目标的数学模型,提出了三阶段的启发式算法,确定各轧制位板坯的入炉和出炉时间.仿真实验表明,给出的模型和求解算法对加热炉调度问题的优化效果很好.     

步进梁加热炉速度智能控制技术研究

武钢取向硅钢铸坯步进梁加热炉采用的是非对称闭式泵控电液比例控制系统,是一种典型的非线性、时变、强干扰系统,采用常规PID控制时其跟踪性能和适应性较差,很难在不同钢种、不同负载、不同阶段中达到所要求的速度跟踪精度.通过对NSPC动态特性的分析,提出了一种FNNC控制系统.试验和现场应用表明,该系统的跟踪速度、精度、缓冲特性、循环时间较先前使用的PID控制系统均有所改善或提高,能更好地满足生产要求.     

步进式加热炉板坯温度场数值模拟

钢坯加热是轧制前的重要工序,随着燃料价格的提高及新钢种的应用,建立精确的钢坯温度-时间关系传热模型已成为提高产品质量和节能降耗的首要条件。以某钢厂轧钢加热炉为研究对象,对钢坯加热过程的温度场进行数值模拟。建立了板坯在加热炉内加热数学模型,采用有限容积法对模型进行了离散,通过编程求解得出:在各加热段钢坯角部温度最高,加热段升温速度最快,钢坯断面温差最大,均热段断面温差最小,钢坯出炉断面温差稍高,建议延长均热时间。     

步进式加热炉板坯温度场数值模拟

钢坯加热是轧制前的重要工序,随着燃料价格的提高及新钢种的应用,建立精确的钢坯温度-时间关系传热模型已成为提高产品质量和节能降耗的首要条件。以某钢厂轧钢加热炉为研究对象,对钢坯加热过程的温度场进行数值模拟。建立了板坯在加热炉内加热数学模型,采用有限容积法对模型进行了离散,通过编程求解得出:在各加热段钢坯角部温度最高,加热段升温速度最快,钢坯断面温差最大,均热段断面温差最小,钢坯出炉断面温差稍高,建议延长均热时间。     

板坯加热温度对低温技术取向电工钢抑制剂与磁性的影响

利用透射电镜研究了采用固有抑制剂法低温板坯加热技术生产的取向电工钢热轧板中抑制剂的析出行为,探讨了板坯加热温度对二次再结晶和成品磁性的影响.结果表明:热轧板中析出相以复合硫化物为主;随着板坯加热温度的提高,复合硫化物中铜锰比增高,析出相尺寸减小,分布更均匀,同时AlN析出增多,使得抑制力更强,二次再结晶更完善,磁性更好.     

专用炉模式下加热炉群混装一体化生产

分析了连铸--热轧区段混装一体化生产和加热炉群生产模式,并在此基础上建立了混装一体化生产下加热炉群调度模型.模型在满足加热炉生产工艺的基础上充分考虑了板坯进入加热炉前的等待时间和轧机空闲时间.采用禁忌搜索算法对模型进行了求解.最后,针对大批量少品种和小批量多品种两组板坯对某钢厂1580mm轧线非专用炉模式与专用炉模式分别进行了仿真.仿真结果表明连铸--热轧区段采用专用炉模式生产比传统的非专用炉模式生产能够明显提高加热炉热效率.     

中型轧钢厂连续加热炉各段供热优化研究

以唐钢中型厂轧钢加热炉为研究对象,从炉子结构、技术性能及传热、散热机理出发,以燃耗最小为优化目标,建立了机理与实验想结合的优化数学模型.该模型在计算机上进行了模拟计算,获得了在不同产量下的各段热负荷分配曲线,为加热炉数模优化控制提供了重要参考依据.     

中型轧钢厂连续加热炉各段供热优化研究

以唐钢中型厂轧钢加热炉为研究对象，从炉子结构、技术性能及传热、散热机理出发，以燃耗最小为优化目标，建立了机理与实验想结合的优化数学模型，该模型在计算机上进行了模拟计算，获得了在不同产量下的各段热负荷分配曲线，为加热炉数模优化控制提供了重要参考依据。     

Numerical simulation of fluid flow in a reheating furnace with multi-swirling-burners

A general numerical simulating program for three-dimensional (3-D) and time-dependent fluid flow for a reheating furnace with multi-swirling-burners has been developed based upon an arbitrary Lagrangian-Eulerian scheme (ALE) with the finite volume method. The parameters of fluid flow in a reheating furnace with multi-swirling-burners was calculated and the 3-D velocity distributions were obtained. The design of the burners was optimized for forming better swirling flow. The simulation shows that the fluid flow in the reheating furnace with the optimized burners is reasonable.     

实验用窖式燃气加热炉温度控制系统的程序设计

以实验用窖式燃气加热炉为控制对象,阐述了加热炉温度控制系统的硬件和软件系统设计及主要技术特点和控制方法。介绍了在VB6.0的开发环境下,系统主要模块的详细设计及其功能。     

实验用窖式燃气加热炉温度控制系统的程序设计

以实验用窖式燃气加热炉为控制对象,阐述了加热炉温度控制系统的硬件和软件系统设计及主要技术特点和控制方法。介绍了在VB6.0的开发环境下,系统主要模块的详细设计及其功能。     

蓄热式换热器流动传热的数值模拟

以炼铁厂的蓄热式热风炉为例,根据热风炉的实际运行状况对热风炉内的流动与换热过程进行合理简化,应用二维模型,采用有限容积法对热风炉内的流动与换热情况进行数值求解,得到了热风炉在不同工况下的气体温度与蓄热体温度的分布情况,模拟计算结果表明：在内燃式热风炉蓄热体中气体的温度分布大致为对数曲线,并且在热风炉中同一高度上气体与蓄热体温差较小,与实际情况相符,这对优化热风炉的运行与设计有参考价值。     

唐钢1700加热炉钢坯温度神经网络预测模型

根据唐钢1700生产线加热炉的实际生产数据,提出了三种神经网络的钢温预测建模方法,即分别采用BP神经网络、RBF神经网络、RBF-BP组合神经网络建立了钢坯出炉温度的神经网络预测模型,并利用MATLAB软件分别对三种模型进行了仿真。研究表明,RBF神经网络模型相比较BP有较快的学习速度,但是识别精度稍低。而RBF-BP网络模型结合了二者优点,并具有更好的泛化能力,识别精度更高。     

步进式加热炉内流动与传热过程的数值模拟

建立了步进式加热炉内流动、燃烧和传热的数学模型.湍流模型采用κ-ε双方程模型,辐射换热计算采用六通量法,气相燃烧采用修正EBU模型,流场计算采用Simpler算法.采用上述模型与算法得到了炉内详细合理的温度、速度和浓度分布.     

Constructal entransy optimizations for insulation layer of steel rolling reheating furnace wall with convective and radiative boundary conditions

Based on the entransy dissipation extremum principle for thermal insulation process, the constructal optimizations for a plane insulation layer of the steel rolling reheating furnace wall with convective and radiative boundary conditions are carried out by taking the minimization of entransy dissipation rate as optimization objective. The optimal construct of the plane insulation layer is obtained. The results show that for the convective heat transfer boundary condition, the optimal constructs of the insulation layer obtained based on the minimizations of the entransy dissipation rate and heat loss rate are obvi- ously different. Comparing the optimal construct obtained based on the minimization of the entransy dissipation rate with that based on the minimization of the heat loss rate, the entransy dissipation rate is reduced by 5.98 %, which makes the global thermal insulation performance of the insulation layer improve. For the combined convective and radiative heat transfer boundary condition, compared the insulation layer having an increasing thickness with that having constant thickness and a decreasing thickness, the entransy dissipation rates are reduced by 16.59 % and 39.72 %, respectively, and the global thermal insulation performance of the insulation layer is greatly improved.There exits an optimal constant coefficient α2,opt which leads to the minimum dimensionless entransy dissipation rate of the insulation layer. The difference between the optimal constant coefficients α2,opt obtained based on the minimizations of the entransy dissipation rate and the maximum temperature gradient of the insulation layer is small. This makes the corresponding thermal stress obtained based on the minimum dimensionless entransy dissipation rate also be small, and the global thermal insulation performance and thermal safety of the insulation layer are improved simultaneously. The results obtained can provide some guidelines for the optimal designs of the insulation layers.     

基于彩色CCD的炉火温度监测技术

针对铜锍吹炼过程的复杂和环境的恶劣,一直以来难以实现实时在线炉内温度测量现以彩色CCD测温为基础,将辐射公式和三刺激值公式相结合,推导得出在炉内无烟气无飞溅的情况下光强与温度之间存在单调关系,并提出在炉内无烟气无飞溅的情况下的简易测温方法,即直接标定双色比值来测量温度.在实验室采用封闭式电阻炉加热铜块来模拟现场环境,并用带有带通滤光片的工业监控CCD对炉内进行实时拍摄,同时对实验数据和理论推导出的数据进行对比,从而证明了温度值和双色比值一一对应.通过双色比值直接测炉内温度的方法简单快速,有利于实时在线监测炉内温度,实验结果也充分证明了这种测温方法的可行性和实用性.     

步进梁式再加热炉的设计

本文介绍了中冶东方工程技术有限公司总承包的衡阳华菱钢管有限公司步进梁式再加热炉的设计特点,对以后类似工程的设计具有借鉴意义。     

钢坯热轧加热炉区生产调度模型与算法

钢坯热轧加热炉区生产调度属于组合优化中的NP-complete问题.本文根据加热炉区生产特点建立了分别以生产能耗最小化和加热质量最优化为主次目标的钢坯加热炉区调度数学模型,将其归结为布尔可满足性问题,构造了采用二进制编码方式的遗传禁忌搜索算法进行求解.基于实际生产数据的模拟优化结果表明,该模型和求解方法充分满足了现场加热炉区生产调度的需求,在满足生产工艺约束的前提下,缩短了生产时间,提高了钢坯入炉温度和加热质量,与传统人工调度方法的结果相比具有更好的节能、高产效果.