search query: @keyword temperature / total: 37
reference: 5 / 37
| Author: | Lehtonen, Johannes |
| Title: | Steel slab temperature modelling in reheating furnaces |
| Teräsaihioiden lämpötilamallinnus kuumennusuunissa | |
| Publication type: | Master's thesis |
| Publication year: | 2015 |
| Pages: | vii + 76 Language: eng |
| Department/School: | Kemian tekniikan korkeakoulu |
| Main subject: | Metallurgia (MT-37) |
| Supervisor: | Louhenkilpi, Seppo |
| Instructor: | Laine, Jukka |
| Electronic version URL: | http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201509184351 |
| Location: | P1 Ark Aalto 3440 | Archive |
| Keywords: | reheating furnace temperature simulation modelling scale askelpalkkiuuni lämpötilamallinnus simulointi hilse |
| Abstract (eng): | The aim of this work is to explain the steel slab reheating process and to determine the best currently available method to simulate the slab temperatures during the reheating phase. The literature part focuses on explaining the reheating process and the physical phenomena inside the furnace. Some models that can be found in literature are analysed and new boundary conditions that are under development are presented. The experimental part looks into simulating slab temperatures inside the furnace and compares these results with measured data. The three heat transfer methods are conduction, convection and radiation. Radiation has the greatest importance due to its nature and that can be proven mathematically. However, this also implies that radiative heat transfer is the most difficult to account for. The models presented in this work try to simulate all of the heat transfer methods as accurately as possible however, without consuming a lot of calculation power. In the experimental part a software called SlabManager is presented. SlabManager is a tool that can be used for temperature simulation in metal slabs. Surface defects that may occur during the reheating are also considered. The results show that SlabManager can simulate slab temperatures in a furnace as accurately as the furnace manufacturer. However, more detailed boundary conditions are required to precisely simulate the slab temperatures. This was noticed when the simulated temperatures were compared to thermocouple measurements. It is also clearly seen that the radiative heat transfer has the largest effect on the slab temperature. Surface defects are also complicated to calculate, but it can be seen that with good simulated slab temperature scaling and other surface defects can be taken into account. |
| Abstract (fin): | Diplomityön tavoite on selittää teräsaihioiden kuumennusprosessi ja määritellä tehokkain tämänhetkinen malli, joka pystyy laskemaan teräsaihioiden lämpötilan niiden ollessa askelpalkkiuunissa. Kirjallisuusosa selvittää kuumennusprosessin ja fysikaaliset ilmiöt uunin sisällä. Muutama kirjallisuudesta löytyvä malli sekä uudet kehitteillä olevat reunaehdot esitellään. Kokeellinen osa käsittää teräsaihioiden lämpötilamallinnusta ja näiden tulosten vertailua mitattuihin tuloksiin terästehtaalla. Kolme lämmönsiirtomekanismia ovat johtuminen, konvektio ja säteily. Säteilyllä on suurin vaikutus uunissa sen luonteen takia ja tämä voidaan todistaa myös teoreettisesti. Tästä johtuen säteilyn huomioiminen on myös vaikeinta matemaattisesti. Työssä esitettävät mallit pyrkivät ottamaan huomioon lämmönsiirron mahdollisimman tarkasti, mutta pitämään vaadittavan tietokoneen laskutehon mahdollisimman alhaisena. Kokeellisessa osuudessa SlabManager-niminen ohjelmisto esitellään. SlabManager on työkalu, joka mahdollistaa teräsaihion lämpötilan mallintamisen. Kuumennuksessa syntyviä pintavirheitä on myös mallinnettu. Tulokset osoittavat, että SlabManagerilla on mahdollista simuloida aihion lämpötiloja uunissa yhtä tarkasti kuin uunin valmistaja. On kuitenkin huomioitava, että reunaehtoja pitää tarkentaa. Tämä huomattiin kun tuloksia verrattiin termoparimittauksiin. Tuloksista havaitaan selvästi, että säteily vaikuttaa eniten aihioiden lämpötilaan. Pintavirheitä on myös vaikea mallintaa, mutta tuloksissa havaitaan, että hyvällä aihion lämpötilamallilla on mahdollista mallintaa tehokkaasti hilseilyä ja muita pintavirheitä. |
| ED: | 2016-02-29 |
INSSI record number: 53185
+ add basket
INSSI