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對于熱軋使用的步進式加熱爐,作者認為現代步進式加熱爐的上部通常都是安裝許多輻射管來實現加熱,與傳統加熱爐有很大差別。輻射管能夠在爐子的長度和寬度上均勻傳熱,火焰不與負載接觸,避免局部過熱。而爐膛下部的燃燒器不能使用輻射管,因為氧化鐵皮會剝落,因此使用縱向燃燒器和側壁燃燒器。對于步進式加熱爐,必須采用瞬態方法進行建模,特別是中心與邊緣位置的溫度差。其中一個特殊的問題是水冷滑板與鋼坯之間的相互作用。現代計算機仿真結果與70年代的研究結果吻合。此外,對步進爐內部氣體的流動進行估算以研究局部壓力分布也是重要的課題。如果壓力過高,會導致燃燒不充分。而壓力過低,又會導致空氣進入。目前,爐膛內的流動采用計算流體力學方法進行模擬,從而對納維爾-斯托克斯方程進行數值求解。計算能力的增強,使得離線模型可以實現:
1)加熱和冷卻曲線的計算
2)不同材質加熱和冷卻的比較
3)材料內部三維溫度分布的計算
4)確定必要的熔爐尺寸和區域布局
5)氣體和空氣供應
6)計算爐子容量和預期能耗
7)能效措施的評估和比較(例如材料預熱、再生燃燒、富氧空氣助燃)
8)生產順序優化
9)評估現有熔爐模型
10)基于溫度測量試驗的爐膛模型校準。
而在線模型可以實現:
1)全自動工廠
2)極高且可重復的工藝和產品質量
3)超柔性生產
4)生產過程的完整文件
5)根據生產條件優化工廠效率
6)降低能耗
7)減少材料損失
