熱軋高強鋼在天然氣回火爐內回火過程溫度變化

       熱軋高強鋼回火爐的目的就是將鋼板加熱到回火溫度，并保持一定時間，使鋼板組織不變，但性能得到強化。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)。為了降低設備投資，1座回火爐需兼顧這三種回火工況，給回火爐的運行和控制帶來了很大難度。在1座回火爐內進行不同溫度的回火處理，其鋼板的真實溫度變化很難精準控制，尤其是對回火溫度范圍要求很窄的熱軋高強鋼，精度掌握其在爐內的溫度變化對提高產(chǎn)品性能和產(chǎn)品成材率至關重要。在此過程中，回火爐本身有其較優(yōu)控制目標，即在保證出爐時鋼板的表面溫度和中心溫度達到要求的同時，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打洞埋設熱電偶的方式(黑匣子測溫)測量出來，但這只能滿足極少數(shù)試驗工況的測量，不可能在大規(guī)模生產(chǎn)現(xiàn)場對各種回火工藝、不同規(guī)格的鋼板都進行在線測試?，F(xiàn)有的熱處理爐模型一般只有爐膛設定溫度和加熱時間，不能直接反應板坯本身的溫度變化過程。生產(chǎn)操作人員憑經(jīng)驗設定的爐溫策略，也往往留有加熱余量，這不僅導致熱處理爐能耗上升，而且對于鋼材質量指標也有影響?？梢姡⒚鞔_的鋼板溫度預報模型，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，對于節(jié)能降耗和板坯質量控制都有重大意義。本文通過建立數(shù)學模型對回火過程不同規(guī)格的鋼板在各種回火工藝下的溫度變化進行預報，以實現(xiàn)鋼板在爐內溫度的合理控制。
       同時通過對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報模型鋼板在輥底式爐內進行回火處理，爐內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)設置有循環(huán)攪拌風機群，爐溫設計為150~750，鋼板尺寸為(2000~12000)mm(900~2300)mm(2~12)mm。
       熱軋高強鋼回火爐的設計溫度范圍很大(150～750℃)，因此預測鋼板在天然氣退火爐內的溫度變化對熱處理過程非常重要。大型回火爐內的鋼板溫度預報模型，能夠預報不同厚度鋼板回火時的溫度變化預報精度與實測值相比在5K以內，完全滿足現(xiàn)場要求.闡述和分析了不同的爐溫設置策略，探索其對應的節(jié)能效果，找出鋼板的優(yōu)化升溫曲線及較好的爐溫設定策略，從而實現(xiàn)鋼板回火質量達標及爐子能耗盡可能小。
鋼板長度和寬度遠大于厚度，模型忽略鋼板長度和寬度方向的導熱。燃燒過程為脈沖式，均熱段設置有循環(huán)攪拌風機群，認為爐內溫度均勻分布。爐輥沒有外部冷卻，忽略爐輥的吸熱。同一工況下，鋼板在爐內運行速度恒定。