辊底式均热炉是紧凑式带钢生产工艺中关键热工设备,开展降低该工艺高碳钢坯氧化烧损的研究,对提高热轧板卷表面质量、降低吨钢成本有重要理论和实际意义。本文对国内外氧化烧损的研究和数值模拟技术在轧钢加热炉中的应用现状进行综述,根据CSP均热工艺对实验炉内氧化烧损量的定量计算,研究了合理组织辊底式均热炉内燃烧和高温烟气流动的工况调节方法以优化均热过程降低钢坯氧化烧损。主要研究内容包括:(1)通过介绍纯铁在空气中的氧化过程引入钢的氧化机理,对影响钢坯氧化烧损的主要因素、钢坯氧化烧损量经验计算模型进行综述,并分析了制定辊底式均热炉高碳钢坯均热工艺的策略。(2)对描述加热炉内流动、传热及燃烧过程的数学理论和钢坯氧化模型进行系统阐述,根据国内外研究成果和CSP均热工艺特点,确定了辊底式均热炉钢坯氧化烧损数学模型,并分别利用实验均热炉实验数据和文献数据对所建模型钢坯温度和钢坯烧损量计算准确性进行了验证。(3)在现有加热炉内钢坯氧化机理研究成果的基础上,基于FLUENT软件和氧化烧损子程序,研究加热速率、均热温度和加热气氛等热工因素对65Mn钢均热过程氧化烧损的影响,结果表明,提高加热速度可降低钢坯氧化烧损,增大均热温度和空气消耗系数则使钢坯氧化加剧。(4)根据CSP均热工艺特点,以实验均热炉为研究对象,研究空气消耗系数、中心风和二次助燃风量之比以及空气预热温度对实验炉内流体流动、燃烧及炉气与钢坯间耦合换热的影响,获得了炉内氧化性气体分布、钢坯温度特性等重要信息,为组织均热炉内高温烟气流动和燃烧提供了参考。