D010.13374斤.isnl00li3x.201.01.016 第33卷第1期 北京科技大学学报 Vo]33 No 1 2011年1月 JoumalofUniversity of Science and Technopgy Beijng Jan 2011 炼钢厂钢包热状态跟踪模型 贺东风区徐安军吴鹏飞 田乃媛 北京科技大学治金与生态工程学院。北京100083 ☒通信作者.E.mail bdfen@163com 摘要针对炼钢厂炼钢至连铸全流程建立了钢包热循环过程钢包热状态跟踪模型.并将包衬温度实测和数值模拟相结 合，利用传热反问题修正模型。提高模型的准确度.利用钢包热状态跟踪模型分析了新砌钢包烘烤预热时间、空包时间、离线 烘烤时间和包衬侵蚀等因素对钢水温度的影响规律.结果表明：新砌钢包烘烤预热时间从480m增加到80m迎可使新包 第一次热循环中钢水总温降减少15.6℃：空包时间为540m时，钢水温降比正常周转包增加146℃，空包时间越长，离线烘 烤减少钢水温降的效果越明显：当空包时间为540m时，进行240m离线烘烤，可使钢水总温降减少11.0℃：包衬侵蚀可使 钢水总温降最大增加93℃. 关键词炼钢：钢包：传热反问题：跟踪数学模型 分类号TF7012 Ladle themm al trackingm odel in a steem ak ng workshop HE Dong fng☒，XU An jm WU Pengi TIAN Naiyuan School ofMetalurgical and Eoolgical Engneering University of Science and Techno kgy Beijing Beijng100083 China Comespanding autor Email hdf@16 com ABSTRACT A adle hemal tack ingm odelwas established or the whole seelwork ng process from steem aking o contnue cast ng The ladle hemal tacking model was mod ified by using he iverse heat transfer prob which comb ned ladle hem al status testng and hdle heat transfer numerical siulation W ith the ladle themal track ng model some actors influencing molten steel tm perate were anayzed such as new adle preheating tme cooling tine off line preheating tme and the wear of he work wall and bot o Inngs of he ladle It is shown hat the molten steel temperature drop in the new lad e first themal circulaton reduces by 15.6'C when he new adle preheating tie ncreases firomn 480min to 780m n When the ladle coolng tine is540min hemolen steel tm peraue drops14 6C more han that of a nom al unover ladle The longer the lde coolng tine is the stronger the efect of off lne preheating tine on the molten steel mperature d op is When the ladle cooling time is 540m n 240min off lne preheatng cod re duce the molen steel temperature drop by 11 0C.Thewearing of the ld le lin ings would increase themolten steel temperaure d op no more han9.3℃. KEY WORDS steemakng ladles inverse heat transer Probkm track ng mathematicalm odels 钢水温度控制是连铸生产的技术关键之一，钢 降的影响，由此实现炼钢厂内全流程钢水温度精确 包是盛纳、运输钢水并进行相应二次治金的容器，与 控制，相关文献较少，且只是介绍了所开发模型的功 钢水温度的控制有着密切的关系山.国内外针对钢 能，对于建模方法没有介绍.同时，单纯利用数值 包传热规律以及钢包传热对钢水温度的影响，做了 模拟研究钢包传热，由于部分边界条件如热流密度 较多的研究9，但大多集中于研究单个工序操作. 难于精确确定，模型的准确性受到影响，模型离 钢包周转是一个热循环的封闭系统，针对炼钢至 实际应用还有一定的距离。利用热电偶实测包衬的 连铸全流程，利用数学方法定量计算系统各阶段的 温度由此可以确定包衬的传热规律0-.但是， 钢包传热量和包衬温度，分析钢包热状态对钢水温 由于现场条件的限制，包衬温度实测只能进行少数 收稿日期：2010-07-07 基金项目：“十一五"国家科技支撑计划资助项目(N92006B趴0307)第 33卷 第 1期 2011年 1月 北 京 科 技 大 学 学 报 JournalofUniversityofScienceandTechnologyBeijing Vol.33 No.1 Jan.2011 炼钢厂钢包热状态跟踪模型 贺东风 徐安军 吴鹏飞 田乃媛 北京科技大学冶金与生态工程学院, 北京 100083 通信作者, E-mail:hdfcn@163.com 摘 要 针对炼钢厂炼钢至连铸全流程, 建立了钢包热循环过程钢包热状态跟踪模型, 并将包衬温度实测和数值模拟相结 合, 利用传热反问题修正模型, 提高模型的准确度.利用钢包热状态跟踪模型分析了新砌钢包烘烤预热时间、空包时间、离线 烘烤时间和包衬侵蚀等因素对钢水温度的影响规律.结果表明:新砌钢包烘烤预热时间从 480min增加到 780 min, 可使新包 第一次热循环中钢水总温降减少 15.6℃;空包时间为 540 min时, 钢水温降比正常周转包增加 14.6℃;空包时间越长, 离线烘 烤减少钢水温降的效果越明显;当空包时间为 540min时, 进行 240min离线烘烤, 可使钢水总温降减少 11.0℃;包衬侵蚀可使 钢水总温降最大增加 9.3℃. 关键词 炼钢;钢包;传热反问题;跟踪;数学模型 分类号 TF701.2 Ladlethermaltrackingmodelinasteelmakingworkshop HEDong-feng , XUAn-jun, WUPeng-fei, TIANNai-yuan SchoolofMetallurgicalandEcologicalEngineering, UniversityofScienceandTechnologyBeijing, Beijing100083, China Correspondingauthor, E-mail:hdfcn@163.com ABSTRACT Aladlethermaltrackingmodelwasestablishedforthewholesteelworkingprocess, fromsteelmakingtocontinuecast￾ing.Theladlethermaltrackingmodelwasmodifiedbyusingtheinverseheattransferproblem, whichcombinedladlethermalstatus testingandladleheattransfernumericalsimulation.Withtheladlethermaltrackingmodelsomefactorsinfluencingmoltensteeltem￾peraturewereanalyzedsuchasnewladlepreheatingtime, coolingtime, off-linepreheatingtimeandthewearoftheworkwallandbot￾tomliningsoftheladle.Itisshownthatthemoltensteeltemperaturedropinthenewladlefirstthermalcirculationreducesby15.6℃ whenthenewladlepreheatingtimeincreasesfrom480minto780min.Whentheladlecoolingtimeis540min, themoltensteeltem￾peraturedrops14.6℃ morethanthatofanormalturnoverladle.Thelongertheladlecoolingtimeis, thestrongertheeffectofoff-line preheatingtimeonthemoltensteeltemperaturedropis.Whentheladlecoolingtimeis540min, 240minoff-linepreheatingcouldre￾ducethemoltensteeltemperaturedropby11.0℃.Thewearingoftheladleliningswouldincreasethemoltensteeltemperaturedropno morethan9.3℃. KEYWORDS steelmaking;ladles;inverseheattransferproblem;tracking;mathematicalmodels 收稿日期:2010-07-07 基金项目:“十一五”国家科技支撑计划资助项目(No.2006BAE03A07) 钢水温度控制是连铸生产的技术关键之一 .钢 包是盛纳 、运输钢水并进行相应二次冶金的容器 ,与 钢水温度的控制有着密切的关系 [ 1] .国内外针对钢 包传热规律以及钢包传热对钢水温度的影响, 做了 较多的研究 [ 1--6] ,但大多集中于研究单个工序操作. 钢包周转是一个热循环的封闭系统 [ 7] ,针对炼钢至 连铸全流程,利用数学方法定量计算系统各阶段的 钢包传热量和包衬温度 ,分析钢包热状态对钢水温 降的影响,由此实现炼钢厂内全流程钢水温度精确 控制,相关文献较少, 且只是介绍了所开发模型的功 能 ,对于建模方法没有介绍 [ 8] .同时 ,单纯利用数值 模拟研究钢包传热, 由于部分边界条件如热流密度 难于精确确定, 模型的准确性受到影响 [ 9] , 模型离 实际应用还有一定的距离 .利用热电偶实测包衬的 温度,由此可以确定包衬的传热规律 [ 10--11] .但是 , 由于现场条件的限制, 包衬温度实测只能进行少数 DOI :10 .13374 /j .issn1001 -053x .2011 .01 .016