热镀锌锅内流动、传热及组分运输规律研究

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连续热镀锌钢板因其具有良好耐腐蚀性、焊接性及成型性被广泛应用于建筑、家电、车船、容器制造业、机电业等,其中汽车行业需求量最大,已经成为镀锌板材发展的推动力。车用钢材在钢板质量方面提出更高要求,车用镀锌钢板生产也是各钢铁企业的必争之地,而对于钢铁企业,提高车用镀锌钢板质量最关键因素还是镀锌技术。本文利用流体力学理论知识,采用数值模拟技术分析连续热镀锌锅中锌液的流动、传热情况,对提高镀锌钢板质量、改进镀锌技术方面提出一些指导性的意见。本文选用GAMBIT软件建立包含复杂硬件结构的锌锅数值模型,采用计算流体动力学软件FLUENT模拟热镀锌锅内锌液流动、传热和组分输运现象。首先针对很多学者忽略和简化分析的锌锅感应加热器,运用电磁流体耦合理论知识,采用ANSYS软件和FLUENT软件联合模拟的办法,分析了加热器内锌液流动、传热规律。然后分别讨论了带钢宽度、带钢速度、带钢入锅温度、加热器功率、锌锭中铝含量等操作条件对锌锅内锌液流动、传热和组分分布规律的影响情况,从而对锌锅内锌液流动形态及速度、锌液温度分布、锌液组分分布、锌渣产生情况等有更清晰的了解,对影响镀锌板质量的关键因素及影响方式也有了更深入理解。本文利用流体动力学方面理论知识,基于对热镀锌锅内锌液流动情况的分析,提出镀锌工艺操作过程中(锌锅部分)有指导性的建议。在本文的基础上,如果经过进一步深入研究,并结合实验研究结果,即可得到对提高镀锌板质量有指导性的镀锌锅操作条件,具有实际应用价值。
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