连续退火炉的数模优化设计开题报告

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1、 本科毕业设计开题报告本科毕业设计开题报告 题题 目：目： 连续退火炉数模优化设计连续退火炉数模优化设计 学学 部：部： 信息科学与技术部信息科学与技术部 专专 业：业： 电气工程及其自动化电气工程及其自动化 2014 年年 3 月月 25 日日 一、选题背景一、选题背景 1.11.1 题目来源题目来源 本题目是指导老师结合我省各大钢铁企业实际情况拟定的综合性设计题目，目 的是综合训练并全面考核学生运用专业知识解决系统工程问题的能力，并且切实解 决连续退火过程中钢材加热模型和退火炉散热模型的建立及炉温控制等实际问题， 以提高我省钢材产品质量。 1.2 1.2 应用性应用性 在带钢冷轧生产流程中

2、，退火过程需要经过加热、保温和快速冷却等一系列复 杂过程来控制带钢的金相组织，从而达到预订的性能指标。带钢连续退火炉克服了 过去罩式退火炉生产效率偏低、热均匀性较差等不足，目前已被广泛应用于带钢热 处理工艺。 1.31.3 先进性先进性 带钢连续退火炉从炉型上主要分为卧式和立式两种，其采用的热处理工艺也不 同。卧式连续退火炉采用的是改良森吉米尔法，立式连续退火炉主要采用的是美钢 联法。两者区别主要有两点：一是带钢表面残余油脂处理方式的不同，改良森吉米 尔法采用的是明火加热的方式，使带钢表面的油脂通过高温发挥；而美钢联法是通 过电解脱脂来除去带钢表面残余油脂。二是在还原炉内加热方式上，改良森吉米

3、尔 法采用直接加热法，而美钢联法采用的是全辐射管的间接加热方式。 而我们这次的课题主要是以冷轧硅钢带电辐射管加热连续退火炉为主要研究对 象，通过对连续电加热退火炉散热模型和钢材加热模型的分析研究，展开对电加热 连续退火炉热工性能和自动控制技术的研究，以期实现控温自动化、高控温精度、 高控制品质的效果，为企业带来产品质量优异、降低能耗 1.41.4 发展前景发展前景 1.1.国内发展国内发展 我国目前生产用的热处理设备大多还是箱式或井式电阻炉，90%以上系周期性作 业，空气加热炉占热处理炉总数的 70%以上，而可控气氛炉和真空热处理炉的比例只 有 5%左右。这些落后的热处理设备大都存在着炉温均匀

4、性差，工件氧化、脱碳严重， 设备的可靠性较差，配套仪表、元器件质量不过关，工艺过程控制水平低，产品质 量不稳定，热效率低，能耗高等问题。因此，要对落后的热处理设备进行更新改造， 努力提高电阻炉炉温的均匀性和其它工艺参数的控制精度，以保证和提高热处理工 件的质量，并限期淘汰一批产品质量差、能耗高、污染严重的落后设备。要大力发 展感应加热和无氧化加热技术，大幅度增加可控气氛炉和真空热处理炉的比例，逐 步取代现有的箱式炉和井式炉，这是热处理行业技术改造的重点之一。在我国现实 情况下，应大力开发和推广应用低真空多用炉，以提高产品质量，适应企业小批量、 多品种的生产需要，这可能是一条适合我国国情、发展新

5、型高效热处理设备的捷径。 其它新型热处理设备，如离子热处理炉、流态粒子炉、激光热处理装置、电子束热 处理装置等，也应积极开发应用。 2.2.国外发展国外发展 国外热处理炉的发展趋势为： (1)以电能为热源的炉子增多，油和煤气为热源的热处理炉比例逐渐减少。 (2)对产品表面质量的要求更为严格，可控气氛热处理炉仍占重要地位。 (3)退火炉衬趋向使用轻质材料，在电阻炉上应用非金属炉用耐热构件和发热元 件的比例逐渐增加。 (4)微机和可编程序控制器的发展加速了热处理自动化，并有与其它工序组成全 自动热处理线的趋势。 二、设计方案二、设计方案 2.12.1 主要内容主要内容 拟现场采集工艺参数，建立退火

6、炉散热、钢材加热数学模型，从而在加热功率 已知的情况下，通过优化计算离线确定设定炉温。 2.22.2 方法手段方法手段 一、一、准备阶段 在知道课题以后，首先根据参考老师提供的相关题目收集相关资料书籍，购买 一个毕业设计专用笔记本，在电脑中建立毕业设计专用文件夹，以便日后查阅整理 资料，为毕业设计做好充分的准备工作。 二、查阅资料 查阅资料了解连续退火炉的钢材加热和退火炉散热的完整工艺过程，考虑影响 炉子运行状态的各种因素，一一查看并排除不重要的影响因素。并建立文档，将查 阅的相关资料内容整理总结到文档中，以便日后的查阅使用。 三、实地考察 如果条件允许的话，要到周边大型钢铁企业实地考察并参观连续退火炉的整个工艺 过程，对整个钢材加热和退火炉散热过程进行观看并与工作人员进行沟通，切实了 解整个过程的影响因素及其优缺点。将参观所获得的心得体会和了解到的相关知识 整理记录到专用笔记本中。 四、对比分析 根据查阅的资料和实地考察所获得的资料进行对比分析，将连续退火炉的各种热处 理方式也进行对比分析，找出可优化因素，并拟定优化方案。 五、整理总结 将优化方案整理总