The influence of radiation model on the distribution of heat flux in the pusher furnace

• Autorzy: Gołdasz A. , Malinowski Z. , Telejko T. , Rywotycki M. , Szajding A.

Warianty tytułu

PL

Wpływ modelu promieniowania na rozkład gęstości strumienia ciepła w piecu przepychowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A three dimensional numerical model of the heat exchange during a charge heating process in a pusher furnace, using the finite element method, was used in this study. The radiative heat exchange in the furnace chamber was carried out based on two methods: the zone method and the method of basing on the average configuration ratio. In the zone method the flux of radiation energy reaching the surface of the heated charge was determined by performing calculations of brightness in a multi-surface closed system which is the pusher furnace chamber filled with an emitting-absorbing medium. In the second case an average configuration ratio was used by setting the radiation energy flux through linking the walls temperature with the furnace atmosphere temperature.

PL

W pracy wykorzystano trójwymiarowy model numeryczny wymiany ciepła w czasie nagrzewania wsadu w piecu przepychowym przy zastosowaniu metody elementów skończonych. Radiacyjna wymianę ciepła w komorze pieca realizowano w oparciu o dwie metody: metodę strefowa oraz w oparciu o średni współczynnik konfiguracji. W metodzie strefowej strumień energii radiacyjnej docierającej do powierzchni nagrzewanego wsadu wyznaczano prowadząc obliczenia jasności w wielo-powierzchniowym układzie zamkniętym jakim jest komora pieca przepychowego wypełnionego ośrodkiem emitująco-pochłaniającym. W drugim przypadku wykorzystano średni współczynnik konfiguracji wyznaczając strumie energii radiacyjnej poprzez powiazanie temperatury ścian z temperatura atmosfery pieca.

Słowa kluczowe

EN

radiation heat transfer; pusher furnace; charge heating

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 57, iss. 4
• Strony: 1143--1149
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys.

Twórcy

autor

Gołdasz A.

autor

Malinowski Z.

autor

Telejko T.

autor

Rywotycki M.

autor

Szajding A.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science, 30-059 Kraków, 30 Mickiewicza Av., Poland

Bibliografia

• [1] J. H. Jang, D. E. Lee, M. Y. Kim, H. G. Kim, Investigation of the slab heating characteristics in a re heating furnace with the formation and growth of scale on the slab surface. International Journal of Heat and Mass Transfer 53, 4326-4332 (2010).
• [2] M. Kieloch, Ł. Piechowicz, J. Boryca, A. Klos, Numerical analysis of correlation between heat consumption and the steel loss for scale in the charge heating process. Archives of Metallurgy and Materials 55, 3, 647-656 (2010).
• [3] S. H. Han, S. W. Baek, S. H. Kang, C. Y. Kim, Numerical analysis of heating characteristics of a slab in a bench scale reheating furnace. International Journal of Heat and Mass Transfer 50, 2019-2023 (2007).
• [4] J. G. Kim, K. Y. Huh, I. T. Kim, Three-dimensional analysis of the walking-beamtype slab reheating furnace in hot strip mills, Numerical Heat Transfer A 38, 589-609 (2000).
• [5] J. G. Kim, K. Y. Huh, Prediction of transient slab temperature distribution in the reheating furnace of a walking-beam type for rolling of steel slabs, ISIJ International 40, 1115-1123 (2000).
• [6] C.-T. Hsieh, M.-J. Huang, S.-T. Lee, C.-H. Wang, Numerical modeling of a walking-beam-type slab reheating furnace: Numer. Heat Transfer A 53, 966-981 (2008).
• [7] M.-J. Huang, C.-T. Hsieh, S.-T. Lee, C.-H. Wang, A coupled numerical study of slab temperature and gas temperature in the walking-beam-type slab re heating furnace, Numerical Heat Transfer A 54, 625-646 (2008).
• [8] C.-T. Hsieh, M.-J. Huang, S.-T. Lee, C.-H. Wang, A numerical study of skid marks on the slabs In a walking-beam type slab reheating furnace, Numerical Heat Transfer A 57, 1-17 (2010).
• [9] Z. Li, P. V. Barr, J. K. Brimacombe, Computer simulation of the slab reheating furnace, Canadian Metallurgical Quarterly 27, 187-196 (1998).
• [10] J. Harish, P. Dutta, Heat transfer analysis of pusher type reheat furnace, Ironmaking & Steelmaking 32, 151-158 (2005).
• [11] B. Y. Yang, C. Y. Wu, C. J. Ho, T.-Y. Ho, A heat transfer model for skidmark formation on slab in a Re heating furnace, Journal of Materials Processing and Manufacturing Science 3, 277-295 (1995).
• [12] M. Y. Kim, A Heat transfer model for the analysis of transient heating of the slab in a direct-fired walking beam type reheating furnace, International Journal of Heat and Mass Transfer 50, 3740-3748 (2007).
• [13] D. Lindholm, B. Leden, A finite element metod for solution of the threedimensional time-dependent heat-conduction equation with application for heating of steels in reheating furnaces, Numerical Heat Transfer A 35, 155-172 (1999).
• [14] S. H. Han, S. W. Baek, M. Y. Kim, Transient radiative heating characteristics of slabs in a walking beam type reheating furnace. International Journal of Heat and Mass Transfer 52, 1005-1011 (2009).
• [15] J. H. Jang, D. E. Lee, C. Kim, M. Y. Kim, Prediction of furnace heat transfer and its influence on the steel slab heating and skidmark formation in a re heating furnace. ISIJ International 48, 1325-1330 (2008).
• [16] Z. Rudnicki, Modelowanie matematyczne radiacyjnego przepływu energii, Gliwice 2003.
• [17] Z. Malinowski, Numeryczne modele w przeróbce plastycznej i wymianie ciepła. AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, Kraków, 2005.
• [18] R. Straka, A. Buczek, A. Gołdasz, M. Rywotycki, T. Telejko, Analiza porównawcza modeli promieniowania cieplnego w piecu przepychowym. Materiały XIV Sympozjum Wymiany Ciepła i Masy,11-516, Szczecin 2010.