热镀锌过程中减少锌渣生成量的研究

发布时间：2017-09-16 10:32

  本文关键词：热镀锌过程中减少锌渣生成量的研究

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【摘要】：热镀锌是成本最低、应用最普遍且效果最显著的钢材防腐蚀方法。热镀锌板被广泛应用于汽车、家电、船舶、建筑等领域。随着时代的发展,用户对热镀锌板表面质量要求越来越高。很多因素影响着带钢表面质量,但锌渣粘附在带钢上所引起的缺陷是对带钢表面质量影响最大的因素,并且锌渣的产生是不可避免的。因此,研究如何减少锌渣生成量是非常重要的。本文采用pro/e软件建立锌锅模型,对锌锅模型利用ICEM模块划分网格、在Fluent中设置参数。对模拟出锌锅中的流场、温度场、Al和Fe浓度场进行分析,为最终得出锌渣生成量提供前提基础。把从Fluent软件中数值模拟出的锌锅各个节点处温度值、Al和Fe的浓度值代入到用matlab语言编写的锌渣生成模型中,得出锌渣生成量,分析各个因素对锌渣生成量的影响。研究表明随带钢入锅温度和锌液温度升高,锌渣生成量逐渐减少;锌锭温度、加热器功率、锌锭处Al耗散量、锌锭的加入位置、带钢速度和带钢宽度对锌渣生成量的影响很小。通过研究,本文采用同时提高锌液温度和带钢入锅温度的方法减少锌渣生成量。研究表明同时在锌液温度460℃基础上提高5℃:7℃和带钢入锅温度475℃基础上提高2℃:4℃来减少整个锌锅和带钢附近锌渣生成量的方法是可行的且效果很显著;锌液温度467℃且带钢入锅温度479℃时,整个锌锅和带钢附近锌渣减少量最为合理,为实际生产提供了理论指导。
【关键词】：热镀锌 数值模拟 相图 锌液场 锌渣
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 引言9
• 1.2 热镀锌工艺9-12
• 1.2.1 热镀锌过程及装置简述9-11
• 1.2.2 影响镀层结构的因素11-12
• 1.3 锌渣的研究12-16
• 1.3.1 锌渣的产生机理及分类12-14
• 1.3.2 锌渣的危害14-16
• 1.4 研究现状16-18
• 1.4.1 流场研究16-17
• 1.4.2 温度场研究17
• 1.4.3 浓度场研究17
• 1.4.4 锌渣的研究17-18
• 1.5 本文研究意义及研究内容18
• 1.6 本章小结18-19
• 第2章 相图的研究和热平衡计算19-30
• 2.1 对ZN-FE-AL相图的研究与处理19-25
• 2.1.1 现有的相图研究19
• 2.1.2 前人对相图的处理19-21
• 2.1.3 本文对相图的处理21-25
• 2.2 热平衡计算25-28
• 2.2.1 热量支出计算25-27
• 2.2.2 热量吸收计算27-28
• 2.2.3 热平衡的验证28
• 2.3 本章小结28-30
• 第3章 热镀锌锅数值模拟基本原理30-39
• 3.1 流体的控制方程30-32
• 3.1.1 连续性方程30
• 3.1.2 动量方程30-31
• 3.1.3 能量方程31
• 3.1.4 组分方程31
• 3.1.5 k-ε湍流双方程31-32
• 3.2 数值模拟32-36
• 3.2.1 物理几何模型32-33
• 3.2.2 网格的划分33-34
• 3.2.3 模型中参数的设置34-36
• 3.3 模拟结果分析36-38
• 3.3.1 流场分析36-37
• 3.3.2 温度场分析37
• 3.3.3 Al浓度场分析37-38
• 3.3.4 Fe浓度场分析38
• 3.4 本章小结38-39
• 第4章 各因素对锌渣生成量的影响39-56
• 4.1 原始数据下的数值计算39-40
• 4.2 带钢入锅温度对锌渣生成量的影响40-42
• 4.3 锌液温度对锌渣生成量的影响42-44
• 4.4 锌锭温度对锌渣生成量的影响44-46
• 4.5 加热器功率对锌渣生成量的影响46-48
• 4.6 锌锭处Al耗散量对锌渣生成量的影响48-49
• 4.7 锌锭加入位置对锌渣生成量的影响49-51
• 4.8 带钢速度对锌渣生成量的影响51-53
• 4.9 带钢宽度对锌渣生成量的影响53-55
• 4.10 本章小结55-56
• 第5章 减少锌渣生成量的方法56-63
• 5.1 优化方法56-59
• 5.2 模拟结果分析59-62
• 5.3 本章小结62-63
• 结论63-65
• 参考文献65-68
• 致谢68-69
• 作者简介69

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本文编号：862520