不锈钢冶炼AOD炉烘烤新工艺过程数值仿真与优化研究的开题报告

不锈钢冶炼AOD炉烘烤新工艺过程数值仿真与优化
研究的开题报告
一、选题背景及意义
不锈钢是具有耐腐蚀性、高温强度和良好的加工塑性等特点的合金
材料，在航空、能源、化工等领域具有广泛的应用，因此在钢铁行业中
具有重要地位。

其生产过程中常采用氧气顶吹（AOD）炉进行冶炼。

然而，在炉内浸渍不锈钢材料的溶液中如果存在杂质或者烟尘，将会影响
冶炼质量并降低设备的使用寿命。

因此，在冶炼过程中进行烘烤预处理，可有效降低冶炼中的杂质含量和烟尘排放。

同时，传统的不锈钢冶炼过程需要进行多次烘烤处理，耗费大量的
时间和能源。

因此需要进行优化，降低烘烤的时间和能源消耗，提高生
产效率和经济效益。

本研究旨在通过数值仿真对现有的不锈钢冶炼AOD炉烘烤新工艺过程进行优化，达到节能降耗和提高冶炼质量的目的。

二、研究内容
1.建立不锈钢冶炼AOD炉烘烤新工艺过程的数学模型，包括炉内物
理场的数学描述、质量守恒方程和热力学方程等。

2.进行数值仿真，探究烤箱内部温度分布、湿度分布、气流分布等
因素对烤品质量的影响、分析不同烘烤工艺参数的优劣，确定最优工艺
参数条件。

3.通过仿真结果提出优化方案，针对现有工艺过程进行改进，减少
烤箱内部温度和湿度的波动等问题，并探索降低烤箱内能耗、热损耗和CO2排放的途径。

4.验证优化方案，进行实际生产应用测试，探索量化评价方法，分
析实际应用效果。

三、研究方法
1.建立数学模型，运用数值仿真软件进行不锈钢冶炼AOD炉烘烤新工艺过程的数值模拟。

2.设计实验方案，通过建立试验台，开展实验验证，获得实验数据，对模型进行修正和优化。

3.对模拟结果进行分析，进行方案优化，制定措施。

四、预期成果
本研究旨在优化不锈钢冶炼AOD炉烘烤新工艺过程，优化方案可用于不锈钢冶炼企业的生产实践。

预期成果如下：
1.建立了不锈钢冶炼AOD炉烘烤新工艺过程的数学模型，可用于探究不同参数条件下烤品质量的变化规律。

2.通过数值仿真，得到了烘烤过程中的重要物理量，包括温度、湿度、气流分布等，并确定了最优工艺参数条件。

3.提出了优化方案，寻找降低能耗、热损耗和CO2排放的途径，降
低生产成本，提高生产效率和经济效益。

4.对研究结果进行检验，验证优化方案的实际应用价值。

五、研究进度安排
本项研究将在未来6个月内完成，研究进度安排如下：
第1-2个月：收集和整理不锈钢冶炼AOD炉烘烤新工艺过程的相关技术文献，熟悉仿真软件的操作方法。

第3-4个月：建立数学模型，开展数值仿真研究。

第5-6个月：分析仿真结果，提出优化方案，进行实验验证，评价
优化效果，撰写论文并进行答辩。

六、拟采用的主要研究方法
本研究主要采用数值仿真和实验验证相结合的方法。

首先，通过数值仿真建立烤箱内物理场的数学描述，分析烘烤过程中涉及到的各物理量，并得到优化工艺参数的条件。

然后，通过实验验证验证数值仿真结果的可靠性，为实际生产提供理论指导和实际方案。

同时，通过对实验结果的分析和比较得到优化方案，进一步提升生产效率和环境效益。