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基金项目 国家九五重点科技攻关项目
作者简介 屯武拥军 男 河南濮阳人 东北大学博士研究生 姜周华 男 浙江萧山人 东北大学教授 博士 姜茂
发 男 山东栖霞人 东北大学教授 博士生导师
年 月
第卷第期
东 北 大 学 学 报 自 然 科 学 版
Journal of Northeastern UniversityNatural Science
Mar
Vol No
文章编号
LF 炉 精 炼 过 程 钢 水 温 度 预 报 技 术
武拥军 姜周华 姜茂发
东北大学 材料与冶金学院 辽宁 沈阳
摘 要 基于 LF 炉精炼过程 以钢水和炉渣为研究体系 通过对其能量收入和损失的系统分
析与计算 利用热平衡规律 详细推导并建立了钢水升温速率模型
其中钢包包壁的传热机制 包
括包侧壁和包底分别采用圆柱坐标下和直角坐标下的一维非稳态导热微分方程及其初始条件和
第三类边界条件来描述 以有限差分方法求解
编制成计算机程序对实际过程模拟仿真
仿真结果
与实际值的误差均在 之内
关 键 词 LF 炉 炉外精炼 钢水温度预报 热平衡 模拟仿真
中图分类号 T F 文献标识码 A
随着计算机及自动控制技术在钢铁工业中的
应用 在电炉冶炼 炉外精炼 连铸 轧制这一短
流程生产工艺中 LF 炉对连铸缓冲器的作用日益
突出
因此 LF 炉精炼过程中温度的控制成为整个
短流程是否顺行的关键因素
目前 我国钢铁企业
LF 炉精炼过程中温度的人工控制已与现代化生产
的快节奏和对产品质量的精确控制不相适应
开发
并实现 LF 炉精炼过程钢水温度预报成为冶金工
作者面临的一个十分紧迫的课题
而国外在这
方面的工作 已远远走在了前面
h基于能量平衡的温度预报模型的
建立与求解
11 输入体系的电能
Q
se
C
arc i
P
arc i
i
I
arc i
U
arc i
C
arc i
其中 U
arc i
U
i
I
i
x
I
i
r
式中 Q
se
为输入体系的电能 W I
arc i
U
arc i
P
arc i
分别为某相电弧的电流 A 电压 V 功率
W C
arc i
为某相电弧电能对熔池的热交换系数
其大小与埋弧程度有关 C
arc
在 间取值 r
x 为包括变压器和短网在内的电阻和感抗 其
值可由短路试验获得 U
i
I
i
为分别为相电压 V
和电流 A
12 体系的热损
通过炉衬散出的热量
在计算炉衬散热量之前 首先要计算炉衬
的瞬时温度分布
炉衬侧壁 为圆柱坐标下的一维非稳态导
热 导热微分方程为
T
r
r
T
r
a
T
边界条件为 r
r
T
T
st
r
r
T
r
r
r
T
T
a
初始条件 时为
T
T
ls
T
st
T
ls
ln
r
r
ln
r
r
包底 为无限大平板一维非稳态导热 导
热微分方程为
T
Z
a
T
边界条件为 Z
T
T
st
Z
z
l
T
Z
z
z
T
T
a
初始条件 时为
T
T
st
Z
Z
T
st
T
ls
上面各式中 a 为导温系数 m
s T
st
T
ls
T
a
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