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退火爐內罩中氣體流動及鋼卷傳熱的數值模擬
司良英; 劉和平; 王現輝; 肖輝明; 王旭; 滕仁昊 首鋼智新遷安電磁材料有限公司產品研發中心; 河北遷安064404; 鋼鐵研究總院先進鋼鐵流程及材料國家重點實驗室; 北京100081
關鍵詞：取向硅鋼 高溫退火爐 數值模擬 傳熱 溫度場
摘要：高溫退火是取向硅鋼生產的關鍵工序,了解高溫退火過程中鋼卷溫度場分布規律對制備磁性均勻的取向硅鋼具有重要意義。建立了環形爐金屬內罩中氣體流動及鋼卷傳熱的二維軸對稱模型,基于流-固-熱耦合的數值模擬方法,描述了鋼卷在退火過程中的氣體流動及鋼卷的溫度變化。采用DO(Discrete Ordinates)模型描述金屬內罩與鋼卷之間的輻射,多孔介質模型模擬罩內氣體通過硅砂區域的溢出,并考慮了鋼卷各向異性的導熱行為及氧化鎂涂層的分解熱動力學的吸熱行為。結果表明,金屬罩內氣氛和溫度的變化影響罩內流場的分布模式;鋼卷升溫過程中冷點位于鋼卷高度的約1/3處;通過優化不同階段的升溫速率能夠改進鋼卷溫度分布的均勻性。計算結果可為取向硅鋼高溫退火工藝的優化提供理論參考。
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