带钢热镀锌立式连续退火炉模化及控制研究

论文摘要

本文介绍了带钢热镀锌生产工艺流程,主要叙述了美钢联法热镀锌工艺。具体描述了立式退火炉预热段、加热段、均热段、缓冷段和快冷段的结构和功能,并根据各段的特点把炉子划分为若干模型段。以一座采用美钢联法热镀锌工艺的带钢立式连续退火炉为研究对象,实现了炉内热过程的模型化和控制系统的离线闭环模拟。该模型主要模拟了带钢温度场、炉围温度场、辐射管温度场和炉温(热电偶温度)等,结合DDC(燃烧控制)控制模块实现了加热还原炉的炉温控制。采用假想面法求得了辐射管炉炉膛热交换的角系数,推导了四元全交换面积及一般意义下的炉温公式。在此条件下,建立了镀锌退火炉稳态模型和动态模型。稳态模型得出了典型工况下退火炉的炉温制度和供热制度,并计算了预热炉和冷却炉喷射装置的对流换热系数。以稳态结果作为初值,建立了动态模型,模拟了变规格过渡过程加热还原炉的温热特性。模型用VB.net语言编写程序并进行计算,所编写的计算机程序可以从文件中读取不同参数的数据,并将计算结果写到指定的文件中去,因此可以对不同初始条件下的温度场进行模拟和控制。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 文献综述
• 1.1.1 带钢连续热镀锌简介
• 1.1.2 带钢连续热镀锌的发展
• 1.1.3 带钢镀锌退火炉简介
• 1.2 带钢镀锌退火炉数学模型
• 1.3 带钢镀锌退火炉炉温控制系统
• 1.4 研究的意义、方法和内容
• 第二章 热镀锌工艺及镀锌退火炉
• 2.1 带钢连续热镀锌工艺
• 2.2 带钢热镀锌立式连续退火炉
• 2.2.1 预热炉
• 2.2.2 加热还原炉
• 2.2.3 冷却炉
• 第三章 镀锌立式退火炉数学模型及控制研究
• 3.1 带钢及镀锌立式退火炉概况
• 3.2 辐射直接交换面积
• 3.2.1 预热段辐射直接交换面积的计算
• 3.2.2 加热还原段辐射直接交换面积的计算
• 3.2.3 缓冷段辐射直接交换面积的计算
• 3.2.4 快冷段辐射直接交换面积的计算
• 3.3 辐射全交换面积
• 3.4 镀锌立式退火炉三元模型
• 3.4.1 模型的简化
• 3.4.2 辐射管表面段能量平衡方程
• 3.4.3 带钢表面段能量平衡方程
• 3.4.4 炉围表面段能量平衡方程
• 3.4.5 喷吹对流换热系数的计算
• 3.5 镀锌立式退火炉在线数学模型
• 3.5.1 热电偶温度模型
• 3.5.2 带钢温度场模型
• 3.5.3 炉围温度场模型
• 3.5.4 直接数字控制DDC
• 第四章 模拟结果及分析
• 4.1 稳态模型及其结果分析
• 4.2 动态模型及其结果分析
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢