D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1983.01.007 北京钢铁学院学报 1983年第1划 钢锭加热过程的计算 工业热工教研室高仲龙 摘 要 用计算机模拟钢锭加热过程进行数值求解，可以解决各种钢锭装炉状态和烧 钢方法的加热计算问题，如炉温、供燃料量随时间的变化，以及加热各期的时间 长短，还可以算出炉子的燃料消耗和生产率等。 计算可用于研究均热炉的加热制度，也可用于建立均热炉计算机控制的数学 模型。 一、概 述 钢锭加热是初轧厂生产的第一道工序。由于各炉钢锭的重量、钢种、温度和数量的不 同，装护后钢锭的烧钢方法、在炉时间、燃料消耗等也随之有所区别，即钢锭的加热制度 也不相同。加热制度可以根据经验积累或统计的方法确定，也可以通过理论计算方法求 得，后者比前者理论根据充分，工作量小，在具体特定条件下针对性较强，因而也比较可 靠。 钢锭加热过程计算的前提是已知装炉钢锭的温度场，即加热计算的开始条件，该温度 场可以通过钢锭浇注后的冷却过程计算来确定。钢锭是在均热炉内加热，因此，加热过程 与筑炉材料、炉体结构和尺寸、炉子热负荷以及钢锭装炉时炉体的蓄热情况等因素有关。 为此，除计算钢锭本身的加热外，还应包括燃烧计算、炉体蓄热和散热计算、炉子供热量 和炉温等计算。 装炉钢锭的温度场变化较大，高温钢锭内部还有液芯，液芯率又各不相同，此外，均 热炉的蓄热状态、供热量等也在随时变化，由于计算的开始条件、边界条件和物理条件等 较复杂，用分析解法计算较困难，而用计算机模拟加热过程进行数值求解可以基本上满足 需要，后者就是本文的内容。 计算还可以用于研制均热炉的热制度以及均热炉计算机控制用加热模型的离线解析计 算。 二、假 定 1.同一炉钢锭的尺寸、钢种、温度均相同， 2,炉气福度均匀，炉墙内表面温度相同，即钢锭为对称加热， 85北 京 栩 铁 学 院 学 报 污年 第 翔 钢锭加热过程的计算 工业 热工教研 室 高仲 龙 摘 要 用计算机模拟钢锭加热过程进 行数值求解 ， 可 以解决各种钢锭装 炉状态和烧 钢方法 的加热计算问 题 ， 如 炉温 、 供燃料量随 时 间的 变化 ， 以及加热 各期的 时间 长短 ， 还可 以算 出炉子 的燃料消耗和生产率 等 。 计算可用于研究均热 炉的 加热制度 ， 也 可用于建立 均热 炉计算机控制 的数学 模型 。 一 、 概 述 钢锭加热是初轧厂生 产的 第一 道工序 。 由于各 炉钢锭的 重量 、 钢 种 、 温度和数量的不 同 ， 装 炉后钢锭的烧钢方法 、 在炉 时间 、 燃料消耗等也 随之有所区别 ， 即钢锭的 加热制度 也 不 相同 。 加热制 度可 以根据经验 积累 或 统计的 方法确定 ， 也 可 以通 过理论计 算 方 法 求 得 ， 后者 比 前者理论根据充分 ， 工作量 小 ， 在具 体特定 条件下针对性较强 ， 因而也 比较可 靠 。 钢锭加热过 程计算的 前提是 已知装 炉钢锭 的温度场 ， 即 加热计算的开始条件 ， 该温度 场可 以通过钢锭浇注后 的 冷却过程计算来确定 。 钢锭是在均热 炉 内加热 ， 因此 ， 加热过程 与筑炉材料 、 炉体结构和 尺寸 、 炉子热 负荷以及钢锭装 炉时炉体的 蓄热情况 等 因素有关 。 为此 ， 除计算钢锭 本身的加热外 ， 还应包括燃烧计算 、 炉体 蓄热和 散热 计算 、 炉子 供热 量 和炉温等计算 。 装炉钢锭 的温 度场 变化较大 ， 高温钢锭 内部 还有液芯 ， 液芯 率又 各不相 同， 此外 ， 均 热炉的蓄热状态 、 供热量 等也 在随 时变化 ， 由于计算的开始条件 、 边 界条件和物 理 条件等 较复杂 ， 用分析解法 计算较困难 ， 而用计算机模拟 加热过程进 行数值求解 可 以基本上满 足 需要 ， 后者就是本文 的 内容 。 计算 还可 以用于研制均热 炉的 热制 度以 及均热 炉计算机控制 用 加热模 型 的离线解析计 算 。 吧 才爵 宁 一 、 ‘ 沪 、 、 ‘ 同一 炉钢锭的 尺寸 、 钢种 、 温度均相 同， 炉气温度均匀 ， 炉墙 内表面温度相 同 ， 即钢锭 为对 称加热 ， DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1983．01．007