【摘 要】
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H型钢作为一种经济断面型钢由于其优异的性能,在社会生产中应用越来越广泛,连铸异型坯作为H型钢的轧制坯料,因其断面形状复杂,在加热炉内热过程机理分析较为困难,关于异形坯热过程研究报道较少。对异形坯热过程进行系统研究对提高其加热质量,优化异形坯加热炉设计,实现节能减排等具有重要意义,基于此本研究将着眼于异形坯加热炉炉内热过程的研究。本文在异形坯炉内换热过程分析基础上,建立异形坯加热炉二维段法数学模型。
【基金项目】
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十三五国家重点研发计划-“长型材智能化制备关键技术”课题四:复杂断面型材智能化生产及应用示范（2017YFB0304204）；
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H型钢作为一种经济断面型钢由于其优异的性能,在社会生产中应用越来越广泛,连铸异型坯作为H型钢的轧制坯料,因其断面形状复杂,在加热炉内热过程机理分析较为困难,关于异形坯热过程研究报道较少。对异形坯热过程进行系统研究对提高其加热质量,优化异形坯加热炉设计,实现节能减排等具有重要意义,基于此本研究将着眼于异形坯加热炉炉内热过程的研究。本文在异形坯炉内换热过程分析基础上,建立异形坯加热炉二维段法数学模型。基于蒙特卡罗法对不规则几何形状的适用性,本文对传统蒙特卡罗法进行改进,提出一种运算效率更高的改进蒙特卡罗法并将之应用于辐射全交换面积的求解。分别采用非均匀网格及局部三角形网格对异形坯进行网格划分,并应用有限差分方法对钢坯热传导方程进行离散求解。以钢坯表面热流为耦合条件,采用主变量修正法对段法模型进行迭代求解,获得加热炉内温度场。并与典型工况下某钢厂现场数据进行了验证。分别定量分析了生产率、均热段长度、空气过剩系数、预热温度、炉膛高度、炉围黑度等因素变化时对异型坯热过程的影响,本研究结果可为异形坯加热炉设计制造及异形坯生产热过程管控提供一定的理论参考。
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