摘要：考虑板坯实际温度分布不均匀的事实，结合某钢厂的一座步进式加热炉建立了板坯加热过程的三维数学模型及其离线仿真系统。应用Sysweld 有限元软件的热处理模块对加热炉内板坯温度场进行计算，并与黑匣子拖偶测试数据进行比较验证。计算结果显示在保证板坯加热质量的前提下， 得到了板厚以及入炉温度与板坯所需加热时间的关系式，表明提高板坯入炉温度有利于提高加热效率，缩短板坯在加热炉内的加热时间，降低板坯氧化烧损量。
加热炉内板坯的加热过程是一个包含流体流动、化学反应、传热与传质等的复杂物理化学过程，随板坯的装入温度、板坯尺寸和热物性参数，炉子的尺寸和热物性参数，燃料的种类，炉子各段的加热温度情况的不同而影响加热过程[1]。因此分析有关影响因素的规律和程度对控制加热过程有着重要的意义。对于板坯在加热炉内的升温过程，很多研究者进行的是应用二维的有限差分法原理，利用计算机高级语言自行编程进行计算[2-5]。本文结合某钢厂一座步进式加热炉的实际情况，考虑板坯实际温度分布不均匀的事实，建立了一种板坯三维温度场的数学模型系统。通过有限元软件Sysweld 系列[6]产品中的热处理模块研究板坯在加热炉内的温度变化情况以及在不同加热条件下的升温情况。Sysweld 软件是法国ESI 公司开发的大型商业化软件， 广泛用于重型工业、汽车工业、航空航天、国防工业。在热计算中Sysweld 允许考虑晶相转变及同一时间晶相转变潜热和晶相组织对温度的影响， 因此，Sysweld 的热计算精度高。模拟计算结果为钢厂生产实践时加热板坯过程优化提供依据和指导。
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