【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及退火炉钢带加热工艺领域，特别涉及一种退火炉钢带温度的计算方法、装置、介质及产品
技术介绍
1、硅钢带在冷轧后的连续退火工艺，其主要目的是消除硅钢带的加工应力与增强硅钢的导磁性能。当钢带以某一设定速率连续投送进入退火炉中，为使硅钢材料的再结晶效果最佳，需使钢带保持一定的升温/恒温/降温曲线，这对退火炉温度控制的精确性、稳定性与响应速度提出了严格的要求。目前退火炉对带钢实时温度检测有两种方式，一为沿炉长方向带钢上方设置的多个热点偶；二为各段加热炉之间设置的红外测温装置。两种测试方式的局限在于不能较好反应钢带自身各处温度，进而难以分析钢带整体的热应力情况。
2、fluent是一款被广泛应用的商用数值软件，具有数值模型设置高效、用户自定义模型设置自由、良好的模型预测性能以及快速的结果展示等优势。使用fluent对退火炉进行仿真，可以得到炉内及钢带的温度场，从而了解各处的温度情况。fluent对流体流动的数值计算采用欧拉法对特定位置的有限元控制体进出流进行平衡分析，对固体运动往往采用可实时更新流固两相之间网格的动网格进行分析，然而动网格方式其模型运动的网格与数据更新速度快慢受限于所研究对象的运动速度、模型大小与复杂程度。对于换热形式多样、结构较为复杂的退火炉，使用动网格方式构建硅钢带模型，同时采用非稳态的方式实时演算硅钢带在前进过程中温度场变化，所需计算时间和花费恐难以估量，该方式在实际计算中实现难度较大。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的是提供一种退火炉钢带
2、为了实现上述目的，一方面，提供了一种退火炉钢带温度的计算方法，包括通过第一仿真软件和第二仿真软件的耦合计算来获得钢带温度，计算方法包括以下步骤：
3、s1，使用所述第一仿真软件对钢带退火炉建立三维模型，所述三维模型包括：炉膛、设置在炉膛内的退火炉加热元件、和钢带，将所述钢带按照预定的网格划分方式划分成多个网格，并使用所述第二仿真软件按照所述钢带长宽的方向将所述网格分成预定数目的控制单元；
4、s2，根据所述钢带的比热容、密度、退火炉的加热参数以及所述钢带进入所述炉膛时的进口温度，使用所述第一仿真软件获得所述钢带进入炉膛时的表面总热流，所述退火炉的加热参数包括：加热用燃气的流量和/或炉内空气流量；
5、s3，所述第二仿真软件从所述第一仿真软件获得所述钢带进入炉膛时的表面总热流，所述表面总热流包括每个所述控制单元的表面热流数据；
6、s4，基于二维平面热方程和所述表面总热流，使用所述第二仿真软件计算出每个所述控制单元离开炉膛时的出口温度，并获得由每个所述控制单元的出口温度整合成的钢带温度场。
7、优选地，所述的退火炉钢带温度的计算方法，还包括：
8、s5，所述第一仿真软件从所述第二仿真软件获得所述钢带温度场，并根获得的所述钢带温度场获得所述钢带更新的表面总热流；
9、s6，判断所述更新的表面总热流是否达到预设的计算终止条件；如是，则所述第一仿真软件输出所述更新的钢带温度场；否则，执行步骤s7；
10、s7，返回执行步骤s2-s6。
11、优选地，所述的退火炉钢带温度的计算方法，其中，所述第一仿真软件为fluent，所述第二仿真软件为matlab。
12、优选地，所述的退火炉钢带温度的计算方法，其中，
13、所述步骤s1中，以所述钢带的长、宽能够整除所述网格长、宽的方式来划分网格；和/或，
14、所述步骤s4中，所述第二仿真软件将所述钢带温度场以用户定义的文件格式向所述第一仿真软件输出。。
15、优选地，所述的退火炉钢带温度的计算方法，其中，所述第一仿真软件采用服务器模式将所述表面总热流以ascii码格式导出到所述第二仿真软件。
16、优选地，所述的退火炉钢带温度的计算方法，其中，所述步骤s3中，每个所述控制单元的表面热流数据包括：所述控制单元的节点号、所述控制单元的x坐标、所述控制单元的y坐标、所述控制单元的z坐标，所述控制单元的表面热流、及所述控制单元的面积。
17、优选地，所述的退火炉钢带温度的计算方法，其中，所述钢带在所述炉膛内移动时，所述钢带进入所述炉膛时的进口温度包括各所述控制单元进入炉膛时的进口温度tin，所述步骤s4中，每个所述控制单元的出口问题tout通过如下二维平面传热方程计算获得：
18、(qf+qb)*a+qleft+qright+qfront+qback＝cp*ρ*w*δ*v*(tout-tin)
19、其中：qf与qb分别表示钢带正反两面的壁面热流；a表示所述控制单元的面积；
20、qleft表示所述控制单元与自身左侧相邻控制单元之间的传热量；qright表示所述控制单元与自身右侧相邻控制单元之间的传热量；qfront表示所述控制单元与自身前方相邻控制单元之间的传热量；qback表示所述控制单元与自身后方相邻控制单元之间的传热量；cp与ρ分别表示所述钢带的比热容与密度；w与δ分别表示所述控制单元的宽度和厚度；v表示所述钢带的移动速度。
21、优选地，所述的退火炉钢带温度的计算方法，其中，
22、所述步骤s6中，所述预设的计算终止条件包括：所述表面总热流数据到达预设温度并维持预设时间；和/或，
23、所述步骤s6中，当所述更新的表面总热流达到所述预设的计算终止条件时，所述第一仿真软件以可视化的方式输出所述更新的钢带温度场。
24、另一方面，提供了一种退火炉钢带温度的计算装置，其中，包括存储器和处理器，所述存储器存储有至少一段程序，所述至少一段程序由处理器执行以实现如上文任一所述的计算方法。
25、又一方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上文任一所述的计算方法。
26、上述技术方案具有如下技术效果：
27、本专利技术实施例提供的退火炉钢带温度的计算方法通过使用两种仿真软件如fluent和matlab的耦合计算，解决了目前在数值仿真模拟中无法对退火炉中移动的钢带进行温度计算的问题，同时避免了仅在fluent中使用动网格模拟钢带运动，出现网格质量差与计算量巨大的问题。
28、进一步地，利用matlab善于矩阵运算的优势与fluent互相耦合，降低了移动钢带温度计算的难度，大幅提高钢带传热方程与温度场的求解速度，实现对退火炉温度控制的精确性、稳定性。
29、进一步的实施例中，通过采用ascii码来编写仿真软件之间所传递的热流数据的数据结构，提高了数据传输和读写的效率，进一步提高了退火炉温度控制检测的响应速度。
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1.一种退火炉钢带温度的计算方法，其特征在于，通过第一仿真软件和第二仿真软件的耦合计算来获得所述钢带温度，所述计算方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的退火炉钢带温度的计算方法，其特征在于，还包括：
3.如权利要求1所述的退火炉钢带温度的计算方法，其特征在于，所述第一仿真软件为Fluent，所述第二仿真软件为Matlab。
4.如权利要求1所述的退火炉钢带温度的计算方法，其特征在于，
5.如权利要求3所述的退火炉钢带温度的计算方法，其特征在于，所述第一仿真软件采用服务器模式将所述表面总热流以ASCII码格式导出到所述第二仿真软件。
6.如权利要求3所述的退火炉钢带温度的计算方法，其特征在于，所述步骤S3中，每个所述控制单元的表面热流数据包括：所述控制单元的节点号、所述控制单元的x坐标、所述控制单元的y坐标、所述控制单元的z坐标，所述控制单元的表面热流、及所述控制单元的面积。
7.如权利要求6所述的退火炉钢带温度的计算方法，其特征在于，所述钢带在所述炉膛内移动时，所述钢带进入所述炉膛时的进口温度包括各所述控
8.如权利要求2所述的退火炉钢带温度的计算方法，其特征在于，
9.一种退火炉钢带温度的计算装置，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器存储有至少一段程序，所述至少一段程序由处理器执行以实现如权利要求1至8任一所述的计算方法。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一所述的计算方法。
...【技术特征摘要】
1.一种退火炉钢带温度的计算方法，其特征在于，通过第一仿真软件和第二仿真软件的耦合计算来获得所述钢带温度，所述计算方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的退火炉钢带温度的计算方法，其特征在于，还包括：
3.如权利要求1所述的退火炉钢带温度的计算方法，其特征在于，所述第一仿真软件为fluent，所述第二仿真软件为matlab。
4.如权利要求1所述的退火炉钢带温度的计算方法，其特征在于，
5.如权利要求3所述的退火炉钢带温度的计算方法，其特征在于，所述第一仿真软件采用服务器模式将所述表面总热流以ascii码格式导出到所述第二仿真软件。
6.如权利要求3所述的退火炉钢带温度的计算方法，其特征在于，所述步骤s3中，每个所述控制单元的表面热流数据包括：所述控制单元的节点号、所述控制单元的x...
【专利技术属性】
技术研发人员：易正鑫，方庆艳，王婷，张毅，乔军，冯育磊，廖新杰，陈鑫科，
申请(专利权)人：中冶南方工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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