[发明专利]一种马弗炉加热能力计算及预测仿真方法

权利要求书

1.一种马弗炉加热能力计算及预测仿真方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）建立马弗工作温度计算的有限元模型；

（2）计算马弗边界温度为初始值(T_m)₀条件下带钢的平均温度(Ts)₀；其中初始值(T_m)₀是根据带钢热处理工艺温度T预估马弗工作温度得到，将(T_m)₀代入马弗工作温度计算的有限元模型计算得到带钢的平均温度(Ts)₀；

（3）根据带钢热处理工艺温度T和带钢的平均温度(Ts)₀，计算马弗工作温度区间；

（4）输出马弗工作温度区间；

（5）根据马弗工作温度区间及其对应的带钢的平均温度，利用线性插值和有限元仿真计算马弗工作温度；

（6）输出马弗工作温度，根据计算得到的马弗工作温度Ts(q)，调整马弗实际工作温度。

2.根据权利要求1所述的马弗炉加热能力计算及预测仿真方法，其特征在于：步骤（1）建立马弗工作温度计算的有限元模型包括以下步骤：

（1.1）通过CAE软件建立马弗加热能力计算的几何模型，其中几何模型中有马弗和带钢两个对象；

（1.2）对几何模型划分网格；

（1.3）对有限元模型中的对象施加热物性参数；

（1.4）设置带钢的初始温度：将马弗入口处的带钢温度作为带钢初始温度；

（1.5）施加热辐射边界条件，其中辐射换热角系数通过软件提供的Monte-Carlo方法计算得到；

（1.6）设置分析类型和分析时间：采用瞬态传热分析方式，分析时间为带钢在马弗炉内的总的加热时间；

（1.7）提交作业程序进行计算，若计算收敛，则认为模型计算可靠，若不收敛，则需返回到步骤（1.1），修改模型，直至计算收敛为止。

3.根据权利要求2所述的马弗炉加热能力计算及预测仿真方法，其特征在于：在步骤（1.2）中，对几何模型进行网格划分时，厚度方向划分为八层网格。

4.根据权利要求2所述的马弗炉加热能力计算及预测仿真方法，其特征在于：在步骤（1.3）中，对有限元模型中的对象施加热物性参数包括：密度、比热、热导率和黑度。

5.根据权利要求1所述的马弗炉加热能力计算及预测仿真方法，其特征在于：步骤（2）中，马弗边界温度初始值根据带钢的热处理工艺温度确定，(Tm)₀＝T＋20℃。

6.根据权利要求1所述的马弗炉加热能力计算及预测仿真方法，其特征在于：步骤（3）计算马弗工作温度区间包括以下步骤：

（3.1）判断│T－(Ts)₀│≤△ε是否成立，若成立，则跳到步骤（6）将马弗工作温度值设置为(Tm)₀；其中△ε为温度容差；

（3.2）若│T－(Ts)₀│≤△ε不成立，当(Ts)₀＜T，则按公式                                                对马弗工作温度(Tm)n进行调节，将调节后的马弗工作温度(Tm)n作为马弗边界温度，代入马弗工作温度计算模型继续进行计算，得到相应的带钢温度(Ts)_n，每次计算结束后都按式(Ts)_n＜T进行判断，计算一直进行到马弗工作温度(Ts)_n＞T为止，记录此时的(Tm)_n和n值， 记录(Tm)_n-1值，其中n的初始值为0，每重新计算一次，n增加1；

（3.3）当(Ts)₀＞T，则将则将马弗工作温度(Tm)n按公式进行调节，将调节后的马弗工作温度(Tm)n作为马弗边界温度，代入马弗工作温度计算模型继续进行计算，得到相应的带钢温度(Ts)_n，每次计算结束后都按式(Ts)_n＞T进行判断，计算将一直进行到马弗工作温度(Ts)_n＜T为止，记录此时的(Tm)_n和n值，记录(Tm)_n-1值；其中n初始值为0，每重新计算一次，n增加1。