近年来,热镀锌钢板作为一种高效节能的新型产品在建筑、家电、汽车等行业得到广泛的应用。合金化炉作为热镀锌生产过程的主要设备,对热镀锌钢板的质量起决定性因素。本文针对合金化炉保温段保温能力不足和带钢振动的问题,提出一种新型的合金化炉结构,该结构具有保温能力强,操作简单,运行方便等优点,可减少炉内能源浪费,有效的抑制带钢的振动。具体研究内容如下:(1)建立合金化炉和带钢的三维物理模型,进行网格划分,并生成计算节点。根据合金化炉的结构特点和流体力学的传热传质理论,选用标准k-?湍流模型进行合金化炉内流动与传热的数值模拟;采用分块Lanczos法对带钢的振动进行求解分析。(2)利用CFX软件对合金化炉内流场和压力分布进行仿真研究,发现合金化炉保温段形成的烟囱效应,是导致炉内保温能力不足的主要原因。分析冷却段喷气速度和带钢厚度对带钢振动的影响,发现喷气速度与带钢的振幅呈正比关系,且最大振幅在18～54mm之间波动;带钢厚度的增加,使带钢在振动过程中能量呈逐步下降趋势,最大振幅逐渐减小。(3)根据计算结果,为保证合金化炉内的温度既能满足生产工艺要求,又有效的减少带钢的振动,对合金化炉的结构进行优化。即在保温段的出口处前后对称设置侧板和阻流板。在相同的加热功率条件下,炉体无侧封高度,增设阻流板将有助于提高炉内气流温度;然而,在炉体侧封高度分别为0.09m、1.29m、1.99m的情况下,阻碍热气流对带钢的加热作用,导致带钢表面温度降低。(4)当侧板的高度为1.99m时,合金化炉内的温度能够达到工艺要求,且带钢的振幅由原来的60mm减少到16mm,降低比例约80%。