加热炉加热过程的热流耦合有限元研究

【作者】 于辉； 邹海贝； 庞云云； 王三众； 黄兆猛； 刘利刚；

【机构】 燕山大学机械工程学院；

【摘要】 连铸坯或锻坯在热轧之前需要进入加热炉再加热,板坯在加热炉内的温度分布均匀性影响轧制工艺的控制精度。本文针对热轧TC4钛合金板生产的实际加热情况,按照加热炉的实际几何尺寸建立了加热炉热流耦合有限元模型,开展钛坯再加热过程的模拟分析,得到了炉内温度场、气流速度场、燃烧稳定后各气体含量以及板坯在加热炉内不同位置的温度场。研究结果表明:整个炉内最高温度约为2300℃,炉内总体温度为800℃-1500℃,均热段温度为1200℃-1300℃。受加热炉烧嘴分布的影响,钛坯在加热炉内的预热段、加热段和均热段的温度分布有很大差异,加热段二的最高温度最高,但沿着钛坯横截面的温度分布均匀性最差。钛坯在均热段的温度为1105℃左右,最大温差为10℃左右,满足出炉要求。稳定燃烧后,CH4含量在0.35%以下,CO和H2含量为0,O2含量在10%左右。更多还原