如何控制不銹鋼管廠鋼包周轉(zhuǎn)過程熱行為

  不銹鋼管廠的鋼包周轉(zhuǎn)過程熱行為直接關系到鋼水溫度的穩(wěn)定，因此，對鋼包周轉(zhuǎn)過程熱行為的研究一直是學術(shù)研究的熱點。浙江至德鋼業(yè)有限公司分別采用了有限差分與修正的速度－壓力耦合算法相結(jié)合的方法計算鋼包內(nèi)的煤氣燃燒現(xiàn)象，模型耦合了鋼包烘烤過程中的流體流動、燃燒和換熱等過程，定量分析了不同煤氣流量下鋼包內(nèi)煤氣燃燒的溫度場變化規(guī)律，結(jié)果表明:煤氣流量為每小時800立方米是該不銹鋼管廠提高包壁溫度的最佳烘烤流量，為指導現(xiàn)場操作提供了重要的烘烤工藝參數(shù)。

  針對至德鋼業(yè)不銹鋼管廠的新鋼包溫度場進行研究，采用有限元分析法對烘烤-周轉(zhuǎn)過程中的鋼包進行數(shù)值模擬，特別研究了新鋼包預熱烘烤對鋼包熱狀態(tài)和鋼水溫度的影響，結(jié)果表明新鋼包達到紅熱狀態(tài)的預熱烘烤時間為25小時，但由于包底的蓄熱不足造成鋼包周轉(zhuǎn)后的鋼水最大溫降約10℃;而鋼包預熱烘烤55小時后，鋼包整體熱狀態(tài)才達飽和，周轉(zhuǎn)后造成的鋼水溫降不到1℃，因此可知H鋼廠鋼包預熱烘烤的理想時間為55小時，為制定合理的鋼包烘烤制度提供了依據(jù)。采用大渦模擬法對高溫空氣燃燒進行模擬，但由于大渦模擬占用的計算機容量較大，因此將其用在實際湍流過程中存在一定困難。

  在針對不銹鋼管廠鋼包熱循環(huán)的整個過程，建立了鋼包熱狀態(tài)跟蹤模型，為了提高模型的準確性將溫度測試與數(shù)值模擬結(jié)合，并通過傳熱反問題對模型進行修正;模型全面分析了鋼包熱狀態(tài)對鋼水溫降的影響，影響因素包括:新包預熱烘烤、空包、離線烘烤和包襯侵蝕等。研究結(jié)果對全面認識鋼包熱狀態(tài)的影響因素，及針對鋼包的鋼水溫度補償?shù)於嘶A。

  以浙江不銹鋼管廠大型預制塊鋼包為研究對象，采用實際測溫和數(shù)值模擬結(jié)合的方法，對鋼包周轉(zhuǎn)過程的熱狀態(tài)進行了系統(tǒng)研究，模擬將有限體積法與有限元法結(jié)合求解“流固耦合”問題，解決了鋼包侵蝕模擬過程，提高了計算精度和效率，研究發(fā)現(xiàn):鋼包烘烤時間由25小時縮短到20小時可節(jié)約煤氣量約5800立方米，鋼包在周轉(zhuǎn)的前三個周期造成的鋼水溫降最為明顯，第一周期的鋼水溫度補償達9.98℃，鋼包整體在投入周轉(zhuǎn)后的第十周期左右達到熱飽和;澆注后處于空冷狀態(tài)的鋼包，在最初的2小時溫降速率最高，因此要避免鋼包空冷時間過長，最終導致鋼水溫降過大的現(xiàn)象出現(xiàn)。