蓄热式台车加热炉加热钢坯温度均匀性数值研究
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ｎｉ ｒ ｉ ｆ ｍ ｔ ｏ ｙ
冶金 加热 炉是 冶金 企业加 热 的关键 设备 ，其 结构 类 型 、加 热工 艺 、炉 内气 氛都将 直 接影 响产
对某 钢铁公 司新 建 的一 台蓄热 式 台车加热 炉进行 了模 拟分析 ，并 针对 不 同烧 嘴 布置 方案进 行 了模
品质 量 。高 温空气燃 烧技术 是 ２ 纪 ９ ０世 ０年代 国
ＬｕＦ ｎ Ｚ ｕＭｅ ・ ＬｕＫ ｎ Ａ ｈ ｎ ａｇ Ｚ ｅ ｇＬｊｎ ｉ ｅ ｇ・ ｈ ｉ ｉ ｕ ｎＺ ｅ ｇｎ ｈ ｎ ｉ ｕ
（ ． ｉ ｎｎ ｎｖｒ ｔ ｏ ｃｅｃ ｎ ｅｈ ｏｏｙ １ Ｌａ ｉ Ｕ ｉ ｓｙ ｆ ｉ ｅａ ｄＴ ｃｎ ｌｇ ， ｏ ｇ ｅ ｉ Ｓ ｎ ２ Ａ Ｘｎ ｈ ｎ ｕ ｎＳ ｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ｅ ｅ ｐ ｎ ｏ ， ｔ． ． ｎ ｉＺ ｏ ｇ ａ ｃ ｎ ｅａ ｄＴ ｃ ｎｌ ｙＤ ｖｌ ｍｅ ｔ ． Ｌｄ ） ｙ ｅ ｏ ｏ Ｃ
收稿 日期 ：０ ０— ８— ３ ２ １ ０ ２ 刘 峰（ ９ ０一 ） 讲师 ；１０ １ 辽 宁省鞍 山市。 １８ ， １４５
用 大小相 同 的 １ 方 钢 坯 为加 热 坯 料 ，钢 坯 长 ２根
＝
７０ ｒｍ，宽 ，＝ ５ｒｍ，高 ＝ ５ ｍ ００ ａ ， ３０ ａ ３０ ｍ；加 热
Ａｂｓｒ ｃ Ｂｙ ｓｎｇ ｕ ｅ ｃ ｌ ｉ ｕ ａｉｎ ｅ ｈｎ ｌｇ ｔａ ｔ ｕ ｉ ｎ ｍ ｒ ａ ｓｍ ｌ ｔｏ ｔｃ ｏｏ ｙ， ｒｓ ａｃ ｄ ｉ ｅ ｅ ｒ ｈｅ ｍ ａｈ ｍａ ｉａ ｍｏ ｅ ｅ ｐ ｒｍ ｅ ｔｌ ｔ ｅ ｔｃ ｌ ｄ ｌ ｘ ｅｉ ｎａ
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（ ．Байду номын сангаас宁科 技 大学 ，２ １ ．安信 中元 科技 发展有 限公 司 ）
利用数值模拟技术 ，对一座采用蓄热燃 烧 的台车式加 热炉加 热钢 坯的过 程进行 了数
学模拟实验研究。研究得出三种不同烧嘴布置方案的钢坯温度分布 ，模拟结果符合 现场实 际 ，
对优化加热炉设计具有指导意义。
关键词
Ｖｏ ． ０ Ｎｏ １３ ．１
冶
金
能
源
２ ７
Ｊ ｎ ２ １ ａ．０ １
ＥＮＥＲＧＹ ＯＲ Ｆ ＭＥＴＡＬＬ ＵＲＧＩ ＣＡＬ ＮＤＵＳ Ｉ ＴＲＹ
蓄 热 式 台车 加 热 炉 加 热 钢 坯 温 度 均 匀性 数 值 研 究
刘 峰
摘 要
朱
梅
刘 坤 安振 刚２ 郑丽君
拟实验，模拟结果对实际台车炉的设计和结构优 化具 有一定 的指 导意 义。
１ 模型 建 立
１ １ 物理 和几 何模 型 ．
物理 模 型 以某 钢厂 新建 ８ ｔ 热式 周期 性 高 ０蓄
温 台车式 加热 炉 为物理 原形 ，炉 子加 热 区 域长 ＝ ０ ０ ｍ，宽 Ｙ＝４ ０ ｍ ９０ ｍ ０ ０ ｍ，高 ｚ＝３ ０ ｍ ２ ０ ｍ；选
数值模拟
加热炉
蓄热燃烧
炉温均匀性
Ｎｕｍ ｅ ｉａ ｔ ｙ ｏ ｔ ｍ ｐｅ ａ ｕ ｅ ｕ ｆ ｒ ｉｙ ｏ ｅ ｔ ｄ ｂ ｌ ｔ ｒｃ ｌｓｕｄ ｎ ｅ ｒ ｔ ｒ ｎｉｏ ｍ ｔ ｆ ｈ ａ ｅ ｉｌ ｅ ｉ ｅ ｅ ｒ ｔｖｅ ｃ ｒ ｂ ｔｏ ｈ ａ ｉ ｕｒ ａ ｅ ｎ ｒ ｇ ｎｅ ａ ｉ ａ － ｏ ｔ ｍ ｅ ｔｎｇ ｆ ｎ ｃ
计人员的粗略计算 ，存在实验手段代价高 、计算 精度低等问题 。随着数值技术 的发展与应用 ，数 值模 拟在 企业 的研 发和方 案 制定过 程 中起 到 越来 越关 键 的作用 ，它 能将燃 烧理 论 中的物理 概 念和
基本 规律 与实 际工程 中的燃烧 问题 联系起 来 ，能 对现 有 的燃烧方 法进 行分 析 和改进 ，对新 的燃烧 方法 进行探 讨 和实 验 。文 章 利 用数 值 模 拟 技 术 ，
际燃 烧领 域诞 生 的一项全 新燃烧 技 术 ，可 以实现 燃料 化学 能 的高 效 利 用 和 污 染 物 排 放 的有 效 控 制 ，是 非 常适合 在 我 国工 业界 应 用 推 广 的技 术 ， 为缓解 我 国 的能源 紧缺 、改 善 自然环 境提 供 了切 实 可行 的方 法 ¨ 。 长期 以来加热 炉设计 都 是依赖 物 理实验 和设
冶金 加热 炉是 冶金 企业加 热 的关键 设备 ，其 结构 类 型 、加 热工 艺 、炉 内气 氛都将 直 接影 响产
对某 钢铁公 司新 建 的一 台蓄热 式 台车加热 炉进行 了模 拟分析 ，并 针对 不 同烧 嘴 布置 方案进 行 了模
品质 量 。高 温空气燃 烧技术 是 ２ 纪 ９ ０世 ０年代 国
ＬｕＦ ｎ Ｚ ｕＭｅ ・ ＬｕＫ ｎ Ａ ｈ ｎ ａｇ Ｚ ｅ ｇＬｊｎ ｉ ｅ ｇ・ ｈ ｉ ｉ ｕ ｎＺ ｅ ｇｎ ｈ ｎ ｉ ｕ
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收稿 日期 ：０ ０— ８— ３ ２ １ ０ ２ 刘 峰（ ９ ０一 ） 讲师 ；１０ １ 辽 宁省鞍 山市。 １８ ， １４５
用 大小相 同 的 １ 方 钢 坯 为加 热 坯 料 ，钢 坯 长 ２根
＝
７０ ｒｍ，宽 ，＝ ５ｒｍ，高 ＝ ５ ｍ ００ ａ ， ３０ ａ ３０ ｍ；加 热
Ａｂｓｒ ｃ Ｂｙ ｓｎｇ ｕ ｅ ｃ ｌ ｉ ｕ ａｉｎ ｅ ｈｎ ｌｇ ｔａ ｔ ｕ ｉ ｎ ｍ ｒ ａ ｓｍ ｌ ｔｏ ｔｃ ｏｏ ｙ， ｒｓ ａｃ ｄ ｉ ｅ ｅ ｒ ｈｅ ｍ ａｈ ｍａ ｉａ ｍｏ ｅ ｅ ｐ ｒｍ ｅ ｔｌ ｔ ｅ ｔｃ ｌ ｄ ｌ ｘ ｅｉ ｎａ
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（ ．Байду номын сангаас宁科 技 大学 ，２ １ ．安信 中元 科技 发展有 限公 司 ）
利用数值模拟技术 ，对一座采用蓄热燃 烧 的台车式加 热炉加 热钢 坯的过 程进行 了数
学模拟实验研究。研究得出三种不同烧嘴布置方案的钢坯温度分布 ，模拟结果符合 现场实 际 ，
对优化加热炉设计具有指导意义。
关键词
Ｖｏ ． ０ Ｎｏ １３ ．１
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金
能
源
２ ７
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ＥＮＥＲＧＹ ＯＲ Ｆ ＭＥＴＡＬＬ ＵＲＧＩ ＣＡＬ ＮＤＵＳ Ｉ ＴＲＹ
蓄 热 式 台车 加 热 炉 加 热 钢 坯 温 度 均 匀性 数 值 研 究
刘 峰
摘 要
朱
梅
刘 坤 安振 刚２ 郑丽君
拟实验，模拟结果对实际台车炉的设计和结构优 化具 有一定 的指 导意 义。
１ 模型 建 立
１ １ 物理 和几 何模 型 ．
物理 模 型 以某 钢厂 新建 ８ ｔ 热式 周期 性 高 ０蓄
温 台车式 加热 炉 为物理 原形 ，炉 子加 热 区 域长 ＝ ０ ０ ｍ，宽 Ｙ＝４ ０ ｍ ９０ ｍ ０ ０ ｍ，高 ｚ＝３ ０ ｍ ２ ０ ｍ；选
数值模拟
加热炉
蓄热燃烧
炉温均匀性
Ｎｕｍ ｅ ｉａ ｔ ｙ ｏ ｔ ｍ ｐｅ ａ ｕ ｅ ｕ ｆ ｒ ｉｙ ｏ ｅ ｔ ｄ ｂ ｌ ｔ ｒｃ ｌｓｕｄ ｎ ｅ ｒ ｔ ｒ ｎｉｏ ｍ ｔ ｆ ｈ ａ ｅ ｉｌ ｅ ｉ ｅ ｅ ｒ ｔｖｅ ｃ ｒ ｂ ｔｏ ｈ ａ ｉ ｕｒ ａ ｅ ｎ ｒ ｇ ｎｅ ａ ｉ ａ － ｏ ｔ ｍ ｅ ｔｎｇ ｆ ｎ ｃ
计人员的粗略计算 ，存在实验手段代价高 、计算 精度低等问题 。随着数值技术 的发展与应用 ，数 值模 拟在 企业 的研 发和方 案 制定过 程 中起 到 越来 越关 键 的作用 ，它 能将燃 烧理 论 中的物理 概 念和
基本 规律 与实 际工程 中的燃烧 问题 联系起 来 ，能 对现 有 的燃烧方 法进 行分 析 和改进 ，对新 的燃烧 方法 进行探 讨 和实 验 。文 章 利 用数 值 模 拟 技 术 ，
际燃 烧领 域诞 生 的一项全 新燃烧 技 术 ，可 以实现 燃料 化学 能 的高 效 利 用 和 污 染 物 排 放 的有 效 控 制 ，是 非 常适合 在 我 国工 业界 应 用 推 广 的技 术 ， 为缓解 我 国 的能源 紧缺 、改 善 自然环 境提 供 了切 实 可行 的方 法 ¨ 。 长期 以来加热 炉设计 都 是依赖 物 理实验 和设