鋼坯熱過程節(jié)能與氧化燒損數(shù)值模擬研究.pdf

1、本文以空氣預熱溫度、含氧濃度和空氣過剩系數(shù)三因素聯(lián)合作用下鋼坯加熱爐熱效率和氧化燒損率的變化規(guī)律為研究對象，目的是為進一步提高鋼坯加熱爐操控優(yōu)化水平和降低鋼鐵生產(chǎn)成本提供理論依據(jù)。 首先以步進式鋼坯加熱爐為對象，運用STEEL-TEMP軟件，耦合鋼坯熱流密度模型、熱平衡模型和氧化皮線性及拋物線性增長組合模型，編制了鋼坯熱過程模擬計算程序。利用該程序可以直接得到鋼坯升溫曲線、爐內各區(qū)溫度、爐墻內表面溫度曲線、金屬氧化燒損等數(shù)據(jù)。從

2、這些數(shù)據(jù)中，可以計算出熱效率和氧化燒損率。 然后利用這一程序，采用不同的空氣預熱溫度、含氧濃度和空氣過剩系數(shù)組合，研究了鋼坯加熱熱效率和氧化燒損隨空氣溫度、含氧濃度和空氣過剩系數(shù)的變化規(guī)律。研究中空氣溫度變化范圍為200-900℃，含氧濃度變化范圍為21-54﹪，空氣過剩系數(shù)變化范圍為1.0-1.3。研究結果表明，在加熱終了溫度相同的情況下：(1)空氣溫度越高，加熱時間越短，加熱速率越大，熱效率和生產(chǎn)率越高，總的氧化皮生成量越少

3、。(2)煙氣含氧濃度對氧化皮生成量有重要影響。低的煙氣含氧濃度可抑制Fe的氧化反應，增加煙氣發(fā)射率，縮短加熱時間，從而可減小氧化皮生成量，降低噸鋼能耗。(3)空氣過剩系數(shù)越低，加熱速率越大，熱效率和生產(chǎn)率越高，加熱時間越短，氧化皮生成量越小。氧化皮生成速率最慢的燃燒條件是空氣過剩系數(shù)1.0-1.1且空氣溫度400-500℃?？諝膺^剩系數(shù)越低，最小氧化皮生成速率所對應的空氣溫度范圍越寬。(4)空氣含氧濃度越高，加熱速率越大，熱效率和生產(chǎn)率