鋼包對(duì)于現(xiàn)代化煉鋼廠的穩(wěn)定運(yùn)行、提高質(zhì)量、降低成本、提高效率等是不可或缺的因素。鋼包的烘烤效果直接影響到鋼水溫降的大小。鋼水溫度穩(wěn)定在低過熱度下澆注，可以實(shí)現(xiàn)高拉速，提高鑄坯內(nèi)部質(zhì)量，降低出鋼溫度和提高爐襯使用壽命。通過對(duì)鋼包溫度的實(shí)測(cè)可以提供包壁溫度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，但實(shí)際過程中測(cè)量值不能完全反映爐內(nèi)溫度分布，因此有必要對(duì)實(shí)際條件下的燃燒進(jìn)行數(shù)值模擬研究。目前，國(guó)內(nèi)的研究者基本上是對(duì)燃燒試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值模擬研究，但都沒有涉及工業(yè)應(yīng)用中實(shí)際條件下高溫燃燒溫度場(chǎng)的研究，未能對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)提供直接的優(yōu)化措施。
科研人員為優(yōu)化某廠的鋼包烘烤制度，耦合了烘烤過程中流體流動(dòng)、燃燒和換熱過程，建立了用于數(shù)值計(jì)算的三維數(shù)學(xué)模型，利用計(jì)算流體力學(xué)軟件FLUENT，采用有限差分方法和修正的速度－壓力耦合算法SIMPLEC，計(jì)算了鋼包內(nèi)的燃燒現(xiàn)象，重點(diǎn)分析了不同煤氣流量下鋼包內(nèi)煤氣燃燒溫度場(chǎng)的變化規(guī)律，并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。
結(jié)果表明，煤氣流量800m3/h時(shí)，烘烤溫度較為理想，并且烘烤均勻性好，是提高爐壁溫度的最佳流量，計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果基本吻合。提出了可供現(xiàn)場(chǎng)參考的烘烤工藝參數(shù)。