中間輻射體對強化爐內傳熱的影響規律

李 成 ，婁錦東 ，張衛軍 ，李 娜

（1.東北大學 冶金學院，遼寧 沈陽 110819；2.沈陽特種設備檢測研究院，遼寧 沈陽 110035）

連續加熱爐[1-3]是軋制或熱處理工序的必要加熱設備，用于加熱鋼坯，使鋼坯溫度達到再結晶溫度。據統計，鋼鐵企業中，軋鋼加熱爐是僅次于煉鐵的第二大能耗設備[4]。因此，降低爐子的燃料消耗是節能降耗工作的重要部分。爐內強化傳熱的研究有利于提高加熱爐的熱效率，有助于實現生產的節能降耗、提高產品質量，使企業可持續發展，進而實現節能減排的大目標[5-7]。其中，在爐墻懸掛中間輻射體是強化爐內傳熱的主要方式之一[8-10]。

由于缺少機理研究，中間輻射體的節能效果僅能通過實驗來證明，還無法在理論上對黑體元件技術進行描述和研究。這導致中間輻射體的最佳結構、表面輻射特性及安裝位置等都沒有理論依據，也無法找到通過中間輻射體來調控溫度的明確方向。為了該技術在加熱爐上得到更好的應用，對黑體技術的節能原理和蓄熱式加熱爐的特點進行研究具有重大意義。本文根據中間輻射體技術增加爐體表面黑度和表面積的特點，采用數值模擬的方法，選擇合適的流動、燃燒、組分輸運和換熱模型，模擬加熱爐內水管出水溫度分布，研究黑體輻射技術對強化爐內傳熱的效果及不同位置、不同形狀的中間輻射體對爐內輻射的影響。

1 加熱爐物理模型

1.1 加熱爐的基本參數

實際連續加熱爐的結構復雜，影響因素較多，不便于分析中間輻射體對爐內傳熱的直接影響。……