基于钢锭生产过程换热模型的工艺节能优化

摘要

为了改善钢锭加热工艺,减少钢锭生产过程中能源消耗,研究上海宝山钢铁集团的蓄热式均热炉和钢锭系统热过程工艺,建立了生产全流程数值仿真模型,包括模内冷却模型、模外冷却模型、保温模型以及炉内加热过程模型.首先,将模型采用交替隐式差分格式进行离散,运用追赶法(TDMA)进行求解;其次,采用温度跟踪法对钢锭系统热过程各模型进行实测验证;第三,以所建立的数学模型为基础,对钢锭生产过程进行了计算,并根据实际生产为背景对现有的加热工艺进行节能优化.研究结果表明:使用该模型对钢坯加热生产过程进行模拟计算温度时,模内冷却过程、模外冷却过程和保温过程最大相对误差分别为2.1％,2.6％和2.9％,相对误差在合理范围内,证明了数学模型的正确可靠,能够满足工程的实际需要.在使用该模型的优化方案后,生产过程中110号和210号加热法的平均节能率为10.3％和6.3％,节能效果明显.