熱軋高強(qiáng)鋼在天然氣回火爐內(nèi)回火過程溫度變化

       熱軋高強(qiáng)鋼回火爐的目的就是將鋼板加熱到回火溫度，并保持一定時(shí)間，使鋼板組織不變，但性能得到強(qiáng)化。通常根據(jù)鋼種的需求分為高溫回火(500)、中溫回火(250~500)和低溫回火(250)。為了降低設(shè)備投資，1座回火爐需兼顧這三種回火工況，給回火爐的運(yùn)行和控制帶來了很大難度。在1座回火爐內(nèi)進(jìn)行不同溫度的回火處理，其鋼板的真實(shí)溫度變化很難精準(zhǔn)控制，尤其是對(duì)回火溫度范圍要求很窄的熱軋高強(qiáng)鋼，精度掌握其在爐內(nèi)的溫度變化對(duì)提高產(chǎn)品性能和產(chǎn)品成材率至關(guān)重要。在此過程中，回火爐本身有其較優(yōu)控制目標(biāo)，即在保證出爐時(shí)鋼板的表面溫度和中心溫度達(dá)到要求的同時(shí)，兼顧爐子的燃料消耗較小。        不同回火溫度下的鋼板溫度變化可通過在板坯內(nèi)打洞埋設(shè)熱電偶的方式(黑匣子測(cè)溫)測(cè)量出來，但這只能滿足極少數(shù)試驗(yàn)工況的測(cè)量，不可能在大規(guī)模生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)各種回火工藝、不同規(guī)格的鋼板都進(jìn)行在線測(cè)試。現(xiàn)有的熱處理爐模型一般只有爐膛設(shè)定溫度和加熱時(shí)間，不能直接反應(yīng)板坯本身的溫度變化過程。生產(chǎn)操作人員憑經(jīng)驗(yàn)設(shè)定的爐溫策略，也往往留有加熱余量，這不僅導(dǎo)致熱處理爐能耗上升，而且對(duì)于鋼材質(zhì)量指標(biāo)也有影響。可見，建立明確的鋼板溫度預(yù)報(bào)模型，掌握鋼板本身在加熱過程中的溫度變化，選擇合理的爐溫制度，對(duì)于節(jié)能降耗和板坯質(zhì)量控制都有重大意義。本文通過建立數(shù)學(xué)模型對(duì)回火過程不同規(guī)格的鋼板在各種回火工藝下的溫度變化進(jìn)行預(yù)報(bào)，以實(shí)現(xiàn)鋼板在爐內(nèi)溫度的合理控制。
       同時(shí)通過對(duì)回火爐鋼板溫度變化的離線模擬，制定出優(yōu)化爐溫控制策略，使回火過程能耗較小，成本較低。鋼板回火過程溫度變化預(yù)報(bào)模型鋼板在輥底式爐內(nèi)進(jìn)行回火處理，爐內(nèi)燒嘴布置在爐輥上下區(qū)域，燃燒過程采用脈沖式燃燒方式。均熱區(qū)設(shè)置有循環(huán)攪拌風(fēng)機(jī)群，爐溫設(shè)計(jì)為150~750，鋼板尺寸為(2000~12000)mm(900~2300)mm(2~12)mm。
       熱軋高強(qiáng)鋼回火爐的設(shè)計(jì)溫度范圍很大(150～750℃)，因此預(yù)測(cè)鋼板在天然氣退火爐內(nèi)的溫度變化對(duì)熱處理過程非常重要。大型回火爐內(nèi)的鋼板溫度預(yù)報(bào)模型，能夠預(yù)報(bào)不同厚度鋼板回火時(shí)的溫度變化預(yù)報(bào)精度與實(shí)測(cè)值相比在5K以內(nèi)，完全滿足現(xiàn)場(chǎng)要求.闡述和分析了不同的爐溫設(shè)置策略，探索其對(duì)應(yīng)的節(jié)能效果，找出鋼板的優(yōu)化升溫曲線及較好的爐溫設(shè)定策略，從而實(shí)現(xiàn)鋼板回火質(zhì)量達(dá)標(biāo)及爐子能耗盡可能小。
鋼板長(zhǎng)度和寬度遠(yuǎn)大于厚度，模型忽略鋼板長(zhǎng)度和寬度方向的導(dǎo)熱。燃燒過程為脈沖式，均熱段設(shè)置有循環(huán)攪拌風(fēng)機(jī)群，認(rèn)為爐內(nèi)溫度均勻分布。爐輥沒有外部冷卻，忽略爐輥的吸熱。同一工況下，鋼板在爐內(nèi)運(yùn)行速度恒定。