基于帶鋼傳熱與振動的合金化爐結構優(yōu)化研究.pdf

1、近年來，熱鍍鋅鋼板作為一種高效節(jié)能的新型產品在建筑、家電、汽車等行業(yè)得到廣泛的應用。合金化爐作為熱鍍鋅生產過程的主要設備，對熱鍍鋅鋼板的質量起決定性因素。本文針對合金化爐保溫段保溫能力不足和帶鋼振動的問題，提出一種新型的合金化爐結構，該結構具有保溫能力強，操作簡單，運行方便等優(yōu)點，可減少爐內能源浪費，有效的抑制帶鋼的振動。具體研究內容如下:
　　(1)建立合金化爐和帶鋼的三維物理模型，進行網格劃分，并生成計算節(jié)點。根據合金化爐的結

2、構特點和流體力學的傳熱傳質理論，選用標準k-ε湍流模型進行合金化爐內流動與傳熱的數值模擬;采用分塊Lanczos法對帶鋼的振動進行求解分析。
　　(2)利用CFX軟件對合金化爐內流場和壓力分布進行仿真研究，發(fā)現合金化爐保溫段形成的煙囪效應，是導致爐內保溫能力不足的主要原因。分析冷卻段噴氣速度和帶鋼厚度對帶鋼振動的影響，發(fā)現噴氣速度與帶鋼的振幅呈正比關系，且最大振幅在18～54mm之間波動;帶鋼厚度的增加，使帶鋼在振動過程中能量呈逐

3、步下降趨勢，最大振幅逐漸減小。
　　(3)根據計算結果，為保證合金化爐內的溫度既能滿足生產工藝要求，又有效的減少帶鋼的振動，對合金化爐的結構進行優(yōu)化。即在保溫段的出口處前后對稱設置側板和阻流板。在相同的加熱功率條件下，爐體無側封高度，增設阻流板將有助于提高爐內氣流溫度;然而，在爐體側封高度分別為0.09m、1.29m、1.99m的情況下，阻礙熱氣流對帶鋼的加熱作用，導致帶鋼表面溫度降低。
　　(4)當側板的高度為1.99m時