·176 北京科技大学学报 2003年第2期 卷上表面平均温度· 吻合，说明本文的数学模型及其模拟计算软件可 2.3内罩外的传热描述 靠。 内罩外的传热涉及高温炉气（或冷却空气）、 800 环境与内罩、加热罩（或冷却罩）之间的传热，与 钢卷退火工艺的传热过程的模拟密切相关， 600 (1)炉膛热平衡与炉气温度的计算 加热过程中，使用“充分搅拌”零维模型计算 400 炉气温度，即假设在炉膛内不存在温度梯度和浓 200 值 度梯度，炉膛内为温度均匀的燃烧产物气体区， 卷边计算值 因此可根据炉膛热平衡计算炉气的温度 0 10 b 30 40 5060 单位时间内的炉膛热平衡表达式为： t/h O+or+o.=o-K+0++ (9) (a)装炉量为122,120kg的对比验证 式中各项依次为燃料燃烧的化学热、燃料带入的 800 物理热、空气带入的物理热、炉气通过辐射与对 600 流传给内罩的热量、炉气通过辐射与对流传给加 热罩的热量、排烟带走的物理热、其他热损失， 400 W:其中Q。占总热量的比例为常量 200 卷内实验值 (2)加热罩温度的计算. 加热罩内部导热方程为： OTHH oc-8别 (10) 0 10 20 30 40 t/h 初始条件(t=0): b)装炉量为52,640kg的对比验证 Ti(r,0)=T,(Rin)<r<Rim (11) 800 边界条件(t>0): %imm m∂T=qm+4gm一9编-e《=Rim） 600 一λHOr (12) -票-哈+h=） 400 式中，下角标H表示加热罩：9为表面热流密度， 200 卷内实验值 卷边实验值 上角标CV和R分别表示对流和辐射， 岸内计曾 卷边计算 值 0 10 20 30 40 50 3钢卷加热制度及数学模型验证 t/h (c)装炉量为74,160kg的对比验证 钢卷退火曲线的模拟计算是全氢炉退火热 图3不同装炉量下计算值与实测值的对比验证 过程数学模型开发的根本目标与核心任务.通过 Fig.3 Comparison of the calculated values with experi- 模拟计算可以建立不同钢种、不同规格、不同炉 mental data for different coils charges 况条件下冷轧钢卷的退火制度，指导退火工序生 产，并为实现炉群退火的在线控制和调度优化提 4结论 供基础。 为了验证所开发的数学模型的合理性和计 建立了以板卷温度计算为核心的全氢罩式 算程序的正确性，分别对三种不同钢种、不同装 退火炉退火热过程的数学模型，得到了不同规 炉量的冷轧板卷的退火过程进行了测试.如图3 格、不同钢种、不同装炉量的钢卷退火曲线.通过 所示，分别测试了不同位置板卷的内部温度和表 与钢卷温度实测值的对比验证，说明模型计算结 面温度随退火时间的变化，并与模拟计算结果进 果合理、可靠.本文提出的数学模型及其计算软 行了对比.验证结果表明，在不同钢种、不同装炉 件可以用于分析全氢罩式退火炉的工作状况，建 量的条件下，模拟计算结果与实测数据都有较好 立不同钢种的退火工艺曲线，为进一步实现罩式北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 卷 上表 面 平 均温 度 内罩 外 的传 热描 述 内罩外 的传 热 涉 及 高温 炉 气 或 冷 却 空气 、 环 境 与 内罩 、 加 热 罩 或 冷 却 罩 之 间 的传热 ， 与 钢 卷 退 火 工 艺 的传 热 过 程 的模拟 密切 相 关 炉 膛 热平 衡 与炉 气 温度 的计 算 加 热 过 程 中 ， 使用 “ 充 分搅 拌 ” 零 维模 型计 算 炉气 温度 ， 即假设 在炉膛 内不存在温 度梯 度和 浓 度 梯度 ， 炉膛 内为温 度均 匀 的燃烧 产物气 体 区 ， 因此 可 根 据 炉 膛 热 平 衡计 算炉气 的温 度 单位 时 间 内的炉 膛 热平 衡 表达 式 为 汗 一 认 式 中各 项 依 次 为燃 料燃烧 的化 学热 、 燃 料 带入 的 物 理热 、 空气带 入 的物 理 热 、 炉 气 通 过辐 射与对 流 传给 内罩 的热量 、 炉气 通过辐射 与对 流 传给加 热 罩 的热量 、 排烟 带走 的物理 热 、 其他 热 损 失 ， 其 中 占总热 量 的 比例 为常量 加热 罩温度 的计 算 加 热 罩 内部 导 热 方程 为 吻合 ， 说 明本文 的数 学模型及 其模拟 计 算软件 可 靠 一 、 才女岑 芡飞了韶” ‘州一 ， 下祠里二 一 。 卜 ’ 孔 产户 ’ · 卷内实验值 、 了 通 卷边实验值 『 丫 ‘ 介 袭 ‘ 一 卷 内计算值 、 甘 卷边计算值 件 刃 忿 百 ‘，拭一 ︸ ︸ 尸，、 ， 从 装 炉量 为 ， 的对 比验 证 纽 卜 、 徐 一 令翻 以朋翻 一 广牙卜呵 右 ， ’ ” ，， 厂 一 ‘ ，’ 、 ‘ 吸 一 广 ’ ’ 火 节 厂 · 卷 内实验值 飞熟 乙 了 卷边实验值 介卜灾下 二 卷 内计算值 万 卷毕计算值 初 始条 件 几 ， 珠 ， 介 尺知 边 界 条件 装 炉量 为 ， 的对 比验 证 一编擎 一 。 、 汁口漏 一扁 。 一 一鲡淤 一 端一域 一 二 一 踢 式 中 ， 下 角标 表 示 加 热罩 为表 面热流 密度 ， 上 角标 和 分 别 表 示 对 流 和 辐 射 钢 卷加 热 制 度 及 数 学模 型 验 证 钢 卷 退 火 曲线 的模 拟 计 算 是 全 氢 炉 退 火 热 过程 数 学模型 开 发 的根 本 目标 与核心 任 务 通过 模拟 计 算可 以建立 不 同钢 种 、 不 同规 格 、 不 同炉 况 条件 下冷 轧钢 卷 的退 火制度 ， 指 导退 火工序 生 产 ， 并 为实现炉群 退 火 的在线控制 和 调 度 优 化 提 供 基 础 为 了验 证 所 开 发 的数 学模 型 的合 理 性和 计 算程 序 的正 确 性 ， 分 别 对 三 种 不 同钢 种 、 不 同装 炉 量 的冷 轧板 卷 的退 火 过程 进 行 了测 试 如 图 所 示 ， 分 别 测 试 了不 同位 置 板卷 的 内部温度 和表 面温 度 随退 火 时 间 的变 化 ， 并 与模拟计 算结果进 行 了对 比 验 证 结果 表 明 ， 在 不 同钢 种 、 不 同装 炉 量 的条件 下 ， 模拟 计 算 结果 与实测数据 都有 较好 … 才 石丫 ’ 尸 卷 内计算值 一 了 ‘ 一 卷边计算值 了、、 ‘‘盈 ‘ 、产 装炉 量为 ， 的对 比验证 图 不 同装炉 最下 计 算值 与实测 值 的对 比验 证 加 作 结 论 建 立 了 以板 卷 温 度 计 算 为 核 心 的 全 氢 罩 式 退 火 炉 退 火热 过 程 的数 学 模 型 ， 得 到 了不 同规 格 、 不 同钢 种 、 不 同装 炉 量 的钢 卷 退 火 曲线 通过 与钢 卷 温度 实测值 的对 比验证 ， 说 明模 型计 算结 果 合 理 、 可 靠 本文 提 出 的数 学模 型 及 其计 算软 件 可 以用 于 分析 全 氢 罩式退 火炉 的工 作状 况 ， 建 立 不 同钢 种 的退 火工 艺 曲线 ， 为进 一 步 实现 罩式