环形加热炉

睾　热能工程　工业加热　第３５卷２００６年第２期　环形加热炉管坯二维传热数学模型采用总括热吸收率法的探讨　陈智杰　，姜泽毅　，张欣欣　，杨小兵　，杨立新２　（１．北京科技大学，北京１０００８３；２．北京交通大学，北京１０００４４）　摘要：总括热吸收率法一般只用于钢坯加热过程一维数学模型的计算中，采用ＣＦＤ模拟并结合黑匣子测试结果来分析管坯加热过　程的总括热吸收率，将总括热吸收率法应用于环形加热炉管坯二维在线数学模型中，通过实践证明了该方法的可行性。　关键词：环形加热炉；数学模型；总括热吸收率　中图分类号：ＴＦ０６１．１意　文献标识码：Ａ　文章编号：１００２—１６３９（２００６）０２－００３３－０３　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｆａｃｔｉｔｉｏｕｓ　Ｅｍｉｓｓｉｖｉｔｙ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｔｏ　Ｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ　Ｈｅａｔ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　Ｓｔｅｅｌ　Ｂａｒ　ｉｎ　Ｒｏｔａｒｙ　Ｈｅａｒｔｈ　Ｆｕｒｎａｃｅ　—　ＣＨＥＮ　Ｚｈｉ－ｊｉｅ　，ＪＩＡＮＧ　Ｚｅ—ｙｉ　，ＺＨＡＮＧ　Ｘｉｎ—ｘｉｎ　，ＹＡＮＧ　Ｘｉａｏ－ｂｉｎ　，ＹＡＮＧ　Ｌｉ—ｘｉｎ　（１．Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｂｅｉｊｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１　００８３，Ｃｈｉｎａ：　２．Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｊｉａｏｔｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１　０００４４，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｉｃｔｉｔｉｏｕｓ　ｅｍｉｓｓｉｖｉｔｙ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ｃｏｍｍｏｎｌｙ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｏｎｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ　ｍｏｄｅｌｓ　ｏｆ　ｓｔｅｅｌ　ｓｌａｂｓ’ｈｅａｔｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ＣＦＤ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｂｌａｃｋ　ｂｏｘ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｄａｔａ　ｗｅｒｅ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｔｏ　ａｎａｌｙｚｅ　ｔｈｅ　ｆｉｃｔｉｔｉｏｕｓ　ｅｍｉｓｓｉｖｉｔｙ　ｏｆｓｔｅｅｌ　ｂａｒｓ’ｈｅａｔｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｆｉｃｔｉｔｉｏｕｓ　ｅｍｉｓｓｉｖｉｔｙ　ｍｅｔｈｏｄ　ｗａｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｉｎｔｏ　ａ　ｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｈｅａｔ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ｓｔｅｅｌ　ｂａｒ　ｉｎ　ｒｏｔａｒｙ　ｈｅａｒｔｈ　ｆｕｒｎａｃｅ．Ｔｈｅ　ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｐ—　ｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｐｒｏｖｅｄ　ｉｎ　ｐｒａｃｔｉｃｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｒｏｔａｒｙ　ｈｅａｒｔｈ　ｆｕｒｎａｃｅ；ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ　ｍｏｄｅｌ；ｆｉｃｔｉｔｉｏｕｓ　ｅｍｉｓｓｉｖｉｔｙ　ｍｅｔｈｏｄ；　１前言　环形加热炉是无缝钢管生产线上的重要热工设备，其　控制水平直接影响到产品的质量、产量和成本。加热炉　在线优化控制要求数学模型具有足够的计算速度和计算　精度，如何建立快速、准确的管坯加热过程数学模型，是　实现环形加热炉在线优化控制的重点。　２管坯导热数学模型与总括热吸收率　由于环形加热炉内管坯直接放在炉底上，管坯上部　和下部的受热情况差别较大，采用管坯沿径向的一维导　收稿日期：２００５一ｌｌ一２ｌ　作者简介：陈智杰（１９８０一），男，北京科技大学学生，研究方向　为加热数学模型与优化控制．　己Ｇ己Ｇ邑雷己ＳｅＳ己雷８§己Ｓ己Ｓ　热数学模型，不能真实反映管坯内部的温度分布。本文　建立沿径向和周向的二维非稳态导热数学模型。其控制　方程及其定解条件描述为　ｒ　葺）＋品　）＝　ｃ　（。＜ｒ＜　，一ｎ＜０＜２，ｒ＞。）　，　（　＜尺，一号＜　＜号，　）（１）　一　＿ｑ（　）　，一号＜　＜号，　）　器＝。　＜　，　：　，　）　Ｓｅ‘ｓ己分　Ｓ己雷８６乜雷８分已　８分８Ｇ邑雷已分　分　前为进口区，扰流柱排为扰流柱排区，尾缘区为最后一　排扰流柱后到出口截面。则发现三段的变化规律不同：进　口区的端壁平均Ｎｕ数会随风的增加而增大；扰流柱排区　的端壁平均Ｎｕ数随旋转的增强而先减小后增大；并且随　旋转的增强，扰流柱排区端壁平均Ｎｕ数增强不大。只有　１０％～２０％；尾缘区的换热也会随着旋转的增强先减后增。　参考文献：　［１］ＭＯＲＩ　ＦＵＫＡＤＡ　Ｔ’Ｗ　ＮＡＫＡＹＡＭＡ．Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｅ　Ｈｅａｔ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｉｎ　Ａ　Ｒｏｔａｔｉｎｇ　Ｒａｄｉａｌ　Ｃｉｒｃｕｌａｒ　Ｐｉｐｅ（２ｎｄ　Ｒｅｐｏｒｔ）［Ｊ］＿　Ｉｎｔ．Ｊ．Ｈｅａｔ　Ｍａｓｓ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ，１９７１，（１４）：１８０７—１８２４．　［２］ＷＡＮＧＮＥＲ　Ｊ　Ｈ，Ｈｅａｔ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｉｎ　Ｒｏｔａｔｉｎｇ　Ｐａｓｓａｇｅｓ　ｗｉｔｈ　Ｓｍｏｏｔｈ　Ｗａｌｌｓ　ａｎｄ　Ｒａｄｉａｌ　Ｏｕｔｗａｒｄ　Ｆｌｏｗ［Ｊ］＿ＡＳＭＥ　Ｐａｐｅ￣　１　９８９，２７２．　【３】ＪＯＨＮＳＯＮ　Ｂ　Ｖ　Ｈｅａｔ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｉｎ　Ｒｏｔａｔｉｎｇ　Ｓｅｒｐｅｎｔｉｎｅ　Ｐａｓｓａｇｅｓ　乜§己§己Ｇ己Ｓ己Ｓ己雷８雷乜§己雷己Ｓ己雷　ｗｉｔｈ　Ｔｒｉｐｓ　Ｎｏｒｍａｌ　ｔｏ　ｔｈｅ　Ｆｌｏｗ［Ｊ］．ＡＳＭＥ　ｐａｐｅ￣１９９１，２６５．　［４］ＳＯＯＮＧＣ　Ｌ１Ｎ　Ｓ　Ｔ＇ＨＷＡＮＧＧ　Ｊ．ＡｎＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　Ｃｏｎｖｅｃｔｉｖｅ　Ｈｅａｔ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｉｎ　Ｒａｄｉａｌｌｙ　Ｒｏｔａｔｉｎｇ　Ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ　Ｄｕｃｔｓ［Ｊ］．Ｉｎｔ．Ｊ．Ｈｅａｔ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ，１９９ｌ，（１１）：６０４—６ｌ１．　『５１　ＦＲＥＤ　Ｔ　ＷＩＬＬＥＴＴ，ＡＲＴＨＵＲ　Ｅ　ＢＥＲＧＬＥＳ．Ｈｅａｔ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｉｎ　Ｒｏｔａｔｉｎｇ　Ｎａｒｒｏｗ＂Ｐｉｎ—ｆｉｎ　Ｄｕｃｔｓ［Ｊ］．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　Ｔｈｅｒｍａｌ　ａｎｄ　Ｆｌｕｉｄ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００２，（２５）：５７３—５８２．　『６］ＬＥＳＬＥＹ　Ｍ　ＷＲＩＧＨ　Ｔ’ＥＵＮＧＳＵＫ　ＬＥＥ，ＨＡＮ　Ｊｅ—Ｃｈｉｎ．Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　Ｒｏｔａｔｉｏｎ　ｏｎ　Ｈｅａｔ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｉｎ　Ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ　Ｃｈａｎｎｅｌｓ　ｗｉｔｈ　Ｐｉｎ　Ｆｉｎｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｔｈｅｒｍｏｐｈｙｓｉｃｓ　ａｎｄ　Ｈｅａｔ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ，２００４，　（２），２６３—２７２．　［７］吉洪湖，王宝官，王代军，等．又排扰流柱排列参数对旋转　矩形通道对流换热特性的影响［Ｊ］．航空动力学报，ｌ９９９，　（３）：２３ｌ一２３６．　［８］胥宗询．非圆形扰流柱排的换热和流动特性的试验与数值计　算研究［Ｄ］．西安：西北工业大学，２００２．　［９］ＦＬＵＥＮＴ　ｌＮＣ．ＦＬＵＥＮＴ　Ｕｓｅｒ’Ｓ　Ｇｕｉｄｅ［ＭＩ．Ｌｅｂａｎｏｎ，ＮＨ，１９９９．　

环形加热炉管坯二维在线数学模型的研究　

陈智杰　，姜泽毅２，张欣欣２　

（１．集美大学，福建厦门３６１０２１；２，北京科技大学，北京１０００８３）　

摘要：总括热吸收率法一般只用于钢坯加热过程一维在线数学模型的计算中，总结前人的研究工作，采用ＣＦＤ模拟并结合黑匣子　

测试结果来分析管坯加热过程的总括热吸收率，将总括热吸收率法应用于环形加热炉管坯二维在线数学模型中，通过模拟计算证明　

了该方法的可行性。　

关键词：环形加热炉；数学模型；总括热吸收率　

中图分类号：ＴＫＩ７５　文献标识码：Ａ　文章编号：１００２－１６３９（２００７）０３－００２０・０３　

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　Ｏｎ—ｌｉｎｅ　ＴｗＯ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ　Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ　Ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　Ｓｔｅｅｌ　Ｂａｒ　ｉｎ　Ａｎｎｕｌａｒ　Ｆｕｒｎａｃｅ　

ＣＨＥＮ　Ｚｈｉ－ｊｉｅ　，ＪＩＡＮＧ　Ｚｅ－ｙｉ　，ＺＨＡＮＧ　Ｘｉｎ．ｘｉｎ　

（１．Ｊｉｍｅｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｍｅｎ，３６１０２１，Ｃｈｉｎａ；　

２．Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｂｅｉｊｉｎｇ，ＢｅＵｉｎｇ　１　０００８３，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｉｃｔｉｔｉｏｕｓ　ｅｍｉｓｓｉｖｉｔｙ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ｃｏｍｍｏｎｌｙ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｏｎｌｉｎｅ　ｏｎｅ・ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ　ｍｏｄｅｌｓ　ｏｆｓｔｅｅｌ　ｓｌａｂｓ’ｈｅａｔｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅ　

ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ　ｗａｓ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ，ＣＦＤ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｂｌａｃｋ　ｂｏｘ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｄａｔａ　ｗｅｒｅ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｔｏ　ａｎａｌｙｚｅ　ｔｈｅ　ｆｉｃｔｉｔｉｏｕｓ　ｅｍｉｓｓｉｖｉｔｙ　ｏｆ　

ｓｔｅｅｌ　ｂａｒｓ’ｈｅａｔｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｆｉｃｔｉｔｉｏｕｓ　ｅｍｉｓｓｉｖｉｔｙ　ｍｅｔｈｏｄ　ｗａｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｉｎｔｏ　ａ　ｔｗｏ・ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｈｅａｔ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆｓｔｅｅｌ　ｂａｒ　ｉｎ　ａｎｎｕｌａｒ　ｆｕｒ－　

加热设备　工业加热》第３７卷２００８年第６期　

环形炉扩容技术的研究与实践　

商锦宁，毕建波　

（烟台鲁宝钢管有限责任公司，山东烟台２６４００２）　

摘要：介绍了环形加热炉的扩容技术，扩容改造后加热炉的加热能力明显提高，加热温度均匀，节能效果明显，满足了扩大生产能　力的要求。　关键词：环形加热炉；扩容技术；应用　中图分类号：ＴＦ０６６　文献标志码：Ａ　文章编号：１００２—１６３９（２００８）０６—００６６－０４　

Ｔｈｅ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　Ｐｒａｃｔｉｃｅ　ｏｆ　Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｎ　Ｒｏｔａｒｙ　Ｒｅｈｅａｔｉｎｇ　Ｆｕｒｎａｃｅ　

ＳＨＡＮＧ　Ｊｉｎ－ｎｉｎｇ，ＢＩ　Ｊｉａｎ—ｂｏ　

（Ｙａｎｍｉ　Ｌｕｂａｏ　Ｓｔｅｅｌ　Ｔｕｂｅ　Ｃｏ．，Ｙａｎｔａｉ　２６４００２，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ　ｓｏｍｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｘｐａｎｓｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｔｏ　ｒｏｔａｒｙ　ｒｅｈｅａｔｉｎｇ　ｆｕｒｎａｃｅ，ａｎｄ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　

ｈｅ￣ｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｏｆｔｈｅ　ｆｕｒｎａｃｅ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｇｒｅａｔｌｙ　ｅｎｈａｎｃｅｄ　ａｆｔｅｒ　ｔｈｅ　ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｅｘｐａｎｓｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｈｅ　ａｃｔｕａｌ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｐｒａｃｔｉｃｅ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｍｏｄｉｆｉｅｄ　ｆｕｒｎａｃｅ　ｈａｓ　ｕｎｉｆｏｒｍ　ｈｅａｔｉｎｇ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｏｂｖｉｏｕｓ　ｅｎｅｒｇｙ・ｓａｖｉｎｇ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ａｎｄ　ｍｅｅｔｓ　ｔｈｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ　ｆｏｒ　ｅｘｐａｎｄｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｃａｐａｃｉｔｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｒｏｔａｒｙ　ｈｅａｔｉｎｇ　ｆｕｒｎａｃｅ；ｅｘｐａｎｓｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　

第３２卷第３期　２ＯｌＯ年６月　甘肃冶金　ＧＡＮＳＵ　ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ　Ｖ０１．３２　Ｎｏ．３　Ｊｕｎ．，２０１０　文章编号：１６７２－４４６１（２０１０）０３－００９４－０２　锭坯加热的质量控制　任妍利　（白银有色西北铜加工有限责任公司，甘肃白银７３０９００）　摘要：本文通过对环形加热炉的简介，论述了加热过程中Ｈｐｈ５９－１裂边和，Ｉ２严重氧化的处理方法，同时阐述了　钛锭坯的加热制度　关键词：锭坯；加热制度；环形炉　中图分类号：ＴＧ３０７　文献标识码：Ａ　Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　Ｉｎｇｏｔｂｌａｎｋ　Ｈｅａｔｉｎｇ　ＲＥＮ　Ｙａｎ．１ｉ　（Ｂａｉｙｉｎ　Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ　Ｎ０ｎｈｗｅ８ｔ　Ｃｏｐｐｅｒ　Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｂ８ｉｙｉｎ　７３０９００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｂｒｉｅｆｌｙ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ　ｔｈｅ　ｒｉｎｇ　ｆｕｒｎａｃｅ．Ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ　ｔｈｅ　ｈｅａｔｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　Ｈｐｂ５９—１　ｓｐｈｔ　ｅｄｇｅｓ　ａｎｄ　Ｔ２　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ｓｅｖｅｒｅ　ｏｘｉｄａｔｉｏｎ，ａｒｅ　ａｌｓｏ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ｉｎｇｏｔ　ｈｅａｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ．　Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ：ｉｎｇｏｔｂｌａｎｋ；ｈｅａｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ；ｒｉｎｇ　ｆｕｒｎａｃｅ　１　引言　热轧前锭坯加热，可以保证热轧时高温塑性，降　低变形抗力，消除铸造应力，改善合金的组织状态与　性能，提供冷轧用坯料，所以锭坯加热的质量将对后　续生产起很大作用。　２　环形炉介绍　我公司锭坯加热炉采用的是环形加热炉（见图　１）。它由固定的炉壁和环形回转炉底组成，内外环　之间设有水封。采用专门的装卸料机构，炉底回转　一周，锭坯连续经过预热、加热和均热三个区。十个　烧嘴分布于环形炉壁上，在人口区预热及加热，加热　速度高，在出口区加热缓慢。铸锭加热均匀，其优点　是热效率高、加热均匀、烧损少。同时，锭坯与炉底　没有相对滑动。　环形加热炉的一些主要技术参数：　（１）炉子用途：轧制前铸锭加热工作制度连续或　中断；　炉子最高工作温度：１　３５０℃；　生产能力：紫铜、黄铜２０　ｔ／ｈ，镍及铜镍合金ｌ５　ｔ／ｈ。　（２）炉膛主要尺寸：　炉子砌体最大外径１１．７　ｍ；　迥转炉底（转盘）宽度３　ｍ；　炉底至炉顶高度１．４６５　ｍ；　柴油发热值１０４５０　ｋｃａｌ／ｋｇ；　柴油进烧嘴前压力１．５—２　ｋｇ／ｃｍ；　空气进烧嘴前压力７００　ｍｍＨ　Ｏ；　烧嘴类型Ｇ型柴油燃烧器；　鼓风机风量１３．２５０　ｍ　／ｈ；　风压１．２６５　ｍｍＨ，０。