气温度和气 体分压 与射线行 程长 度 的乘 积 ， 把 Ｈ ｏ ｔ ｔ ｅ ｌ Ｈ ． Ｃ线 图进 行 拟 合 即可得 相 应 温 度 下

　　用有 限差 分法 ， 考虑 与温度 相关 的热 物性 、 氧化 反 应 的热源 、 板坯 在 水 梁及 水 梁 周 边 的边 界 条 件 和

　　预 测板 坯在炉 内 的温度 场 ， 还 可 以预测 板 坯 表 面 氧化 层 生长情 况 。

　　位， 但其又是一个非常复杂的物理化学变化过程。 由于炉 内充满 了高温氧化性气体 ， 在板 坯加热 的 过程 中伴随着 氧 化 反应 ， 从 而在 板 坯 的 表 面形 成 氧 化层 。氧化 层 的热 传 导性 能 比较 差 ， 会影 响板 坯的加热效果 ， 这降低了钢 的性能和成材率 。因

　　场计算的初始条件， 本 文假设为 室温 ２ ９ ８ Ｋ 。即 ｔ ＝０ ｓ 时， Ｔ＝２ ９ ８ Ｋ。 板坯 的边 界 条 件 主 要 是 对 流 传热和辐射传热 ， 总的热流密度如下 ： ｑ ＝ ｈ （ Ｔ ｇ — ） 十 ｈ （ — ） ＋ ｈ （ — ）（ ２ ）

　　等式（ ２ ） 右侧的第一项表示炉气对板坯的辐 射换热作用， 第二项表示炉气对板坯 的对流换热

　　作用， 第三项表示炉墙 与板坯之间的辐射换热作 用 。炉气 和 板 坯 之 间 的辐 射 换 热 系 数 ｈ 如 式

　　式中 ｘ 、 ｙ和 ｚ 分别 为板坯 的宽 、 高江南体育、 长方 向 ； Ｃ 为板坯 的 比热容 ， Ｊ ／ （ ｋ ｇ・ Ｋ） ； ｋ为 板 坯 的 导 热 系 数， Ｗ／ （ ｉ ｎ・ Ｋ） ； Ｐ为 板 坯 的 密 度 ， ｋ ｇ ／ ｍ ； Ｔ 为板

　　计算板坯温度和氧化层厚度。另由于水梁对板坯传热会产生影响， 模型考虑了三种边界条件。通过对所有外部

　　条件的考虑 ， 最终使模型的计算温度更加精确。通过三维和二维云图， 以及 两个面的等温 图， 详细展 示了板坯在 炉内各个时问内各部分的温度 变化情况， 并用线图表示了各个单元的升温曲线和氧化层厚度增长曲线。模 型可 以预测板坯在炉内的升温和氧化层增长的过程 ， 据此， 可以更好地控制板坯加热 时间， 优化升温曲线， 进而提高

　　较好的方法。近几年 ， 人们对此方面做 了很 多研 究： 青格 勒 ¨ 等利用有 限差分法 ， 对 加 热 炉 中 的 板坯进行二维差分建模 ， 分析 了板坯在炉内的温 度变化情况 ； 冯亮花 等采用有 限体积法对板坯 进 行 了二 维 建 模 ； Ｍ ｏ ｇ ａ ｎ ｌ ３ 建 立 了 带 氧 化 层 的板 坯二维温度场模型 ， 模型并未考虑氧化层的增长

　　Ｌ Ｙ Ｓ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ — Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ＆Ｍ ａ ｎ ａ ｇ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ

　　关于 ２ ２ ５ ０热 轧蓄 热 步进 式 加 热炉 温 度 模 型 的研 究

　　针对涟钢 ２ ２ ５ ０蓄热步进式加热炉中板坯加热过程的复杂性 ， 建立了基 于隐式有限差分法的数值 传热模型 来预测板坯在炉内的瞬态三维温度场。模型充分考虑 了氧化层的增长情 况及其对传热的影响 ， 在每 个步长同时

　　式中 叮为斯蒂芬一玻尔兹曼常数 ； ８ 和ｓ 。 分 别 为炉 气和板 坯 的黑 度 ； ８ ． ｗ 为直 接 交 换 系数 ； Ｔ 、 Ｔ 。 和Ｔ 分 别 为 炉 气 、 板坯表 面和炉墙温 度 ， Ｋ；

　　Ａ 为混 合气体 通过板 坯辐 射 的表 面吸 收率 ； ｈ 。 为 对流传 热 系数 ， ｗ／ （ ｍ・ Ｋ） 。

　　生产效率 ， 节约能源， 此外模型对轧制 力计算、 碳 隔离控制和产品微观结构控制等也至关重要。

　　在冶 金工 业 中 ， 加 热 炉 是 连铸 和 轧 机 的 中间 设备 ， 起 到加 热 钢 坯 使 之 达 到轧 制 温 度 的 作 用 。 板坯 加热 在钢铁 材料 的生 产过程 中 占有重 要 的地

　　情况 ； Ｌ ｉ ｎ ｄ ｈ ｏ ｌ ｍ和 Ｌ ｅ ｄ ｅ ｎ 利 用 有 限元 法 预 测 了

　　板坯在加热过程 中的三维温度场 ； 张正言 建立 了理 想条 件下 板 坯 氧化 烧 损 的 数 学模 型 ， 采 用 此 模型计算 了板坯在加热过程中的氧化烧损量 ； 曹 杰 等研究了不同钢种在空气介质下加 热过程 中的氧化 行 为 ， 并 测定 了氧化 烧损量 。 上 述 文献 主要是对 温度 场和 氧化 烧损进 行分 别研究 ， 并没有将 二者结合起来 运用在三维模型 中。本文介绍一种板坯三维瞬态热传导模 型 ， 采

　　成和增长对板坯加热过程的影响。 边 界条 件 的变化 和大量 参数 会对 板坯 加热 过

　　程产生 影 响 ， 数 值 模 型是 目前 预测 板 坯 温 度 场 的