連續(xù)退火爐中帶鋼冷卻特性和結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、高品質(zhì)冷軋板材對連續(xù)退火工藝的要求非常高，而一次冷卻技術(shù)是連續(xù)退火工藝中的核心技術(shù)之一。因此快速穩(wěn)定便于控制的一次冷卻速度就成為提高產(chǎn)品品質(zhì)的一個重要方法。近年來，大量研究發(fā)現(xiàn)一次冷卻速度與冷卻介質(zhì)的自身特性，金屬板材初始溫度和規(guī)格，冷卻段結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)，而這些關(guān)系因為技術(shù)保密及認識原因并沒有得到深入研究。
　　 本文采用標準k-ε紊流模型，對快冷段局部帶鋼的二維和三維非穩(wěn)態(tài)溫度場進行了CFD模擬，經(jīng)過與實驗數(shù)據(jù)的對比，驗證了數(shù)

2、值模擬計算方法的可信度。并通過該數(shù)值模型研究了冷卻介質(zhì)的不同組分和不同噴出速度、帶鋼的不同初始溫度和厚度、不同的風(fēng)箱間距和噴嘴結(jié)構(gòu)對帶鋼表面冷卻特性的影響。并對實際設(shè)計提出了一些建議。
　　 研究發(fā)現(xiàn)，在連續(xù)退火過程中欲獲得更高的一次冷卻速度又能提高產(chǎn)品質(zhì)量，含有高導(dǎo)熱性、大熱容量的還原性冷卻氣體是一種理想的冷卻介質(zhì)，在本研究中，氫氣含量占30％的氮氫混合氣體在其它工況參數(shù)相同下具有最好的冷卻特性；帶鋼表面的冷卻速度和綜合傳熱系

3、數(shù)隨其厚度增加呈拋物線性下降，隨初始溫度的升高呈拋物線狀提高，隨冷卻介質(zhì)噴吹速度增加近乎呈線性增高。在實際生產(chǎn)時，為獲得較高的冷卻速度，可以在產(chǎn)品工藝許可的范圍內(nèi)，適當提高帶鋼的初始溫度。
　　 快冷段冷卻性能與快冷段中風(fēng)箱間距成反比，變化率隨風(fēng)箱間距的增大而加快；且對單個噴嘴，間距越小，帶鋼表面溫度梯度越大。因此在實際設(shè)計中，宜采用快冷段風(fēng)箱多噴嘴順排陣列布置，不僅能使帶鋼表面溫度分布均勻，而且?guī)т摫砻婢C合換熱性更好；為了獲得

4、較高且穩(wěn)定的冷卻速度，在不影響帶鋼工藝質(zhì)量的前提下，可以通過加大冷卻氣體噴出速度，調(diào)整風(fēng)箱間距來實現(xiàn)。
　　 通過使用雙圓弧圓柱型流道噴嘴和圓錐型流道噴嘴的不同冷卻特性研究，發(fā)現(xiàn)雙圓弧圓柱型噴嘴的冷卻速度大約2倍于圓錐型流道噴嘴。而當冷卻氣體噴出速度一定時，綜合換熱能力隨著噴嘴直徑的增大線性提高;當噴嘴噴出的流量一時，綜合換熱能力隨著噴嘴直徑的增大呈線性降低。因此在實際設(shè)計時，為了提高整個快冷段的冷卻性能，除了合理的噴嘴排列方式