退火炉内罩中气体流动及钢卷传热的数值模拟

来源期刊：钢铁研究学报2019年第10期

论文作者：刘和平

文章页码：889 - 896

关键词：取向硅钢;高温退火炉;数值模拟;传热;温度场;

摘    要：高温退火是取向硅钢生产的关键工序,了解高温退火过程中钢卷温度场分布规律对制备磁性均匀的取向硅钢具有重要意义。建立了环形炉金属内罩中气体流动及钢卷传热的二维轴对称模型,基于流-固-热耦合的数值模拟方法,描述了钢卷在退火过程中的气体流动及钢卷的温度变化。采用DO（Discrete Ordinates）模型描述金属内罩与钢卷之间的辐射,多孔介质模型模拟罩内气体通过硅砂区域的溢出,并考虑了钢卷各向异性的导热行为及氧化镁涂层的分解热动力学的吸热行为。结果表明,金属罩内气氛和温度的变化影响罩内流场的分布模式;钢卷升温过程中冷点位于钢卷高度的约1/3处;通过优化不同阶段的升温速率能够改进钢卷温度分布的均匀性。计算结果可为取向硅钢高温退火工艺的优化提供理论参考。