炉窑热工研究所简介
1概述
在国家大力提倡节能减排的政策支持下，围绕炉窑设备及其过程的节能降耗，减排提质的工作要求，积极与相关企业、设计院等单位合作，探索新工艺、新方法等，在炉窑热工设备及过程的控制优化等方面开展课题研究，突出重点，选好题目，“在深度研究和深度分析上下功夫、出精品”。近年来，研究所科研经费达200余万，其中承担国家或省自然科学基金共4项，与国内企事业单位合作研究项目30余项。发表了多篇高质量学术论文共100余篇，其中SCI /EI 30篇，CSCD 15篇，专利9个。通过不断努力提高科研水平，加强团队自身建设，形成了一支新老结合，校企结合，具备雄厚技术实力的研发队伍，为炉窑热工领域的研究创新奠定基础，从而使集团炉窑热工研究所的整体实力成为省内一流，国内知名的科研院所！
2团队成员
365be体育入口炉窑热工研究所成立于2013年，研究所现有在编人员7人，具有博士学位3人，其中教授1人，副教授1人，讲师4人，硕士研究生10余人。
（1）李朝祥教授1963年生，博士，所长，学科带头人，主要研究领域：炉窑热工及火焰炉热工构造和理论解析、加热炉热工制度优化、炉窑仿真与优化、冶金熔体的数值模拟与水模试验。
（2）李文科副教授 1959年生，本科，副所长，主要研究领域：高效余热回收设备的理论及应用、热工过程系统仿真与最优化控制。
（3）刘小芳，1976年生，博士，讲师，主要研究领域：高效燃烧技术及电子散热。
（4）王计敏讲师 1979年生，博士，讲师，主要研究领域：热工设备仿真与优化、再生有色金属熔炼过程的热工特性、高效余热回收设备与新型节能环保燃烧器开发。
（5）张西和，1970年生，硕士，讲师，主要研究领域：能源评估、热工过程检测与控制、新型耐火材料的研发。
（6）袁银梅，1977年生，在读博士，讲师，主要研究领域：能源与节能技术。
（7）严大炜，1982年生，硕士，助理实验师，主要研究领域：系统管理节能的优化、热工设备（燃烧器、换热器）的开发。
3科研平台设备
（1）换热器综合性能综合测试平台：鼓风机、电阻炉及控制柜、管道系统（阀门）、孔板流量计、热电偶、LabVIEW采集系统等。
（2）燃烧器流场PIV测试系统：PIV系统（激光器、CCD相机、同步器、示踪粒子、Insight软件、发生器）；实验炉系统（燃烧器及炉膛、烟道、石英玻璃观测窗），鼓、引风系统（鼓风机、引风机和管道）；燃气储存及输送系统（罐装液化石油气）、电路控制系统（点火枪、压缩机）；压力、流量测量系统（U型压力计加装橡胶软管、孔板流量计）。
（3）加热炉黑匣子测试采集系统。
（4）高温熔体多相流行为特征测试平台：有机玻璃、压缩机、高速摄影机、金卤灯、钢瓶、减压器、孔板流量计、电导仪等。
4近年来研究的项目
4.1国家或省自然科学基金
（1）蓄热式热交换器热交换机理及应用基础研究，安徽省科技厅，2003-2006
（2）蓄热式煤气燃烧器的开发，安徽省教育厅，2004
（3）填充床蓄热式热交换器的应用研究，安徽省教育厅，2000-2003
4.2燃烧器开发研究
（1）蓄热式燃烧技术的应用开发研究，宝山钢铁公司，2002-2003
（2）顶燃式热风炉旋流燃烧器的开发研究，中冶华天工程技术有限公司，2008.11-2009.11
4.3加热炉研究
（1）湘钢二高线轧钢加热炉水管黑引分析与解决措施研究，湘潭钢铁公司，2006-2007
（2）环型轧钢加热炉车轮钢加热均匀性的研究，马鞍山钢铁股份有限公司，2010.3-2010.12
（3）轧钢加热炉最优加热制度的研究，上海梅山钢铁股份有限公司，2010-2011
4.4钢铁用炉窑及设备研究
（1）套筒式石灰窑热工状况的分析研究，南京梅山冶金发展有限公司，2008.6-2008.10
（2）马钢四钢轧连铸中间包流场的数值模拟与优化，马鞍山钢铁股份有限公司，2010-2011
（3）新型高强环保铝合金材料物理场数值模拟，中南大学，中铝贵州分公司，2008.6-12
（4）环冷机热工过程数值模拟与优化，湖南省节能减排科技重大专项的子课题，2009.1-2010.4
（5）高炉喷煤热工过程数值模拟，中南大学，云南曲靖双友钢铁公司，2010.9-2011.12
4.5有色冶金炉窑及设备研究
（1）阳极焙烧炉火道数值模拟及优化研究，中南大学，沈阳铝镁设计研究院，2009.5-12
（2）铝熔炼炉热工诊断与结构、操作参数的优化研究；铝熔炼炉多物理场耦合仿真及工艺参数优化研究，中南大学，苏州新长光热能有限公司，2009.3-2011.7
（3）底吹熔池熔炼过程的数值模拟与结构、操作参数的优化及冶金反应工程学研究，中南大学，山东方圆有色集团公司，2010.9-2011.9
（4）铅冶炼余热锅炉炉内传热、流动过程数值模拟，中南大学，中冶长天国际工程有限责任公司，2010.5-2010.9
4.6炉窑及设备热工软件开发
（1）管状换热器计算机辅助设计系统，2004
（2）蓄热式熔铝炉热平衡计算软件，2010
（3）铜底吹熔池熔炼炉冶金计算软件，2013
（4）热风炉节能模拟系统，2006
（5）蓄热式陶瓷燃烧器设计系统，2007
（6）熔铝炉炉衬组合优化软件，2011
（7）燃料燃烧计算程序，2005
（8）加热炉热工制度优化软件包，2014
5具体目标
经过研究所成员的认真考量后，研究所成立的初级阶段（1~2年内），以企业、设计院等单位急需解决问题为研究对象，每年有3~5项横向课题，同时在此基础上，深入系统的研究，提炼出炉窑热工领域普遍关注的科学问题，争取每年获得省部级课题1项。3年内争取获取国家或省部自然科学基金项目3项以上，科研经费预计达100万以上。另外，计划三年内发表高水平论文20篇左右（SCI/EI/CSCD），国家发明专利不少于1项，引进博士2-3人，培养研究生10人以上。同时扩大与相关院校、研究院所的学术交流（不少于3次），增强研究所在国内外知名度，促进专业发展。
6主要研究方向
加热炉热工制度研究：炉窑加热制度直接影响了燃耗、产量和加热质量，是炉窑设备操作的重要参数。如何合理选择加热制度，在保证加热质量的同时燃耗也最低，是一个亟待解决的问题。在改变现行炉窑工艺条件及炉子构造的条件下，对炉窑加热制度进行优化计算和各因素变化关系影响分析。
炉窑仿真与优化：随着计算机技术的高速发展，热工理论的完善和数值算法应用技术的成熟，对炉窑设备进行全息仿真，可缩短新设备、新工艺的研发时间，而且能全面、客观、形象、真实的反映热工现象及其规律，是常规试验手段无法达到的。借助于实验设计统计理论，以及优化算法，完成炉窑设备“数学模型——全息仿真——整体优化”一条龙技术研究思路，主要涉及到炉窑设备热工过程解析模型的构建、综合评价指标的确定和非线性多目标综合优化的实现等。
冶金熔体的数值模拟与水模研究：多相流普遍存在于化工和冶金过程中，如钢铁冶金中的转吹氧冶炼、钢包底吹氩、富氧底吹熔池熔炼过程等，多相流动是冶金工业中相间传质、气～液反应等过程分析的基础。由于各过程之间相互耦合，相互影响，很难通过测试或者实验的方法对其内部各种参数进行研究，因此主要借助于水模型实验对冶金熔体进行相关的研究。
高效余热回收设备与燃烧器研究：燃烧器和换热器广泛应用在工业加热和换热领域，以燃烧和换热新技术研究为理论依据，围绕冶金炉窑设备的技术需求和行业标准，借托研究所的燃烧器——换热器综合性能测试平台，从燃烧器和换热器的设计、制造、运行等关键环节出发，研发适合钢铁、有色等企业的高温或低温高效余热回收设备，以及节能环保燃烧器，研究内容主要包括燃烧器动力特性、热交换器的换热特性和阻力特性基础研究，并与相关企业合作，输出集成技术，推动过程工业的跨越式发展。
热工过程检测与控制：本研究方向在继续研究各种传统工业炉窑（加热炉、热风炉、焦炉、隧道窑）、热工设备（换热器、燃烧器）等热工行为过程的基础上，重点对新兴工艺、先进工艺以及热工设备的热工行为，热工控制理论与控制技术进行攻关，开辟炉窑热工行为模拟与计算机加热控制技术等热工理论，而且解决计算机与热工过程控制的有机结合问题。
7相关论著：
[1]李朝祥，陆钟武，蔡九菊.填充床内传热问题的数学统计分析法[J].东北大学学报，1998:43-46
[2]李朝祥.填充床蓄热式热交换器的阻力特性实验研究[J].钢铁，2003：47-49+72
[3]李朝祥，陆钟武，蔡九菊，刘威.蓄热式热交换器热工行为的研究[J].钢铁，2000，01：55-59
[4]李朝祥，杨宗山.中板厂轧钢加热炉计算机在线最优供热控制模型的应用研究[J].钢铁，1995：65-70
[5] Li Chaoxiang，Cai Jiuju，Lu Zhongwu. Mathematic and statistic method for analysis of heat transfer in regenerative heat exchanger of packed bed. 2003 ASME Summer Heat Transfer Conference，2003
[6] Li Chaoxiang，Experiment Research of the Regenerative Heat Exchanger of Packed Bed. 2004 ASME Heat Transfer，2004.
[7]Li Chaoxiang，Li Qianqian，Li Shanshan. Research On a New Style Whirl Ventilated Slag Cooler. APPEEC 2010: Asia-Pacific Power and Energy Engineering Conference (APPEEC 2010).，2010
[8]Li Chaoxiang，Wang jinsheng，Zhu jinjun. Experiment and Theoretical Study on Thermal Performance of Honeycomb Ceramic Regenerative Heat Exchanger. APPEEC 2010: Asia-Pacific Power and Energy Engineering Conference (APPEEC 2010)，2010
[9]Li，Chaoxiang;Maruta，Kaoru. Influence of burner rim configuration on polyhedral flames，2011 International Conference on Electric Information and Control Engineering，ICEICE 2011 – Proceedings，2011
[10]Linjiang，Zou; Chaoxiang，Li; Yinmei，Yuan; Wei，Guo; Fan，Yang; Yaxiong，Lu.Numerical study of the pusher-type billet reheating furnace: Proceedings of the ASME Process Industries Division，2006
[11]李文科，许永贵，赵永生. CAPL均热室供热制度对炉温及带钢热瓢曲的影响[J].钢铁，1996:46-50+54
[12]刘小芳，刘卫华，钱国诚，赵宏韬.机载膜空气分离装置分离特性[J].南京航空航天大学学报，2010:250-255
[13]刘小芳，刘卫华，钱国诚，赵宏韬.燃油洗涤引射器充氮性能实验[J].航空动力学报，2010:735-740
[14]刘小芳，刘卫华，钱国诚，赵宏韬.机载中空纤维膜富氮性能实验[J].航空动力学报，2012:975-980
[15]王计敏，闫红杰，周孑民，李世轩，贵广臣.结构参数对平焰燃烧器流场的影响[J].热科学与技术，2011:75-81
[16]王计敏，闫红杰，周孑民，李世轩，贵广臣.蓄热式铝熔炼炉熔炼过程的数值模拟[J].中国有色金属学报，20112242-2250
[17]王计敏，闫红杰，周孑民，李世轩，贵广臣.铝熔炼炉燃烧器水平夹角的优化模拟[J].特种铸造及有色合金，2011:791-796
[18]王计敏，闫红杰，周孑民，李世轩，贵广臣.铝熔炼炉炉衬组合的优化模拟[J].中南大学学报(自然科学版)，2012：1523-1531
[19]王计敏，闫红杰，周孑民，李世轩，贵广臣.旋流数对铝熔炼炉熔炼过程的影响[J].中国有色金属学报，2012：1509-1519
[20] ZHOU Jie-min，WANG Ji-min，YAN Hong-jie，et al Multiple-response optimization for melting process of aluminum melting furnace based on response surface methodology with desirability function[J]. Journal of Central South University，2012，19;（10）：2875-2885
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[25]WANG Ji-min，YAN Hong-jie，ZHOU Jie-min，et al.Computational analysis of thermal process of a regenerative aluminum melting furnace，TMS 2014 annual meeting，(acctepted)
[26]王计敏，周媛媛，闫红杰，周孑民，基于偏最小二乘法铝液保温炉热工特性与回归分析，铸造，（录用）
[27]许鹏，王计敏，李文科，铝液保温炉热工行为的数值模拟，轻金属，（录用）
[29]刘燕春，张西和，曹丰平，任伯钧，周炳宇.高炉(300 m~3)热风弯头和直吹管保温性能的研究[J].钢铁，1997：65-70
8相关专利：
[1]李文科，邱冰冰，等. CN200920038549.4新型高效换热式旋风除尘器.实用新型专利
[2]李文科，等. 95239949.0网插旋流高效辐射换热器.实用新型专利
[3]李文科，王计敏，邱冰冰，等. CN201320210648.2一种高效热管换热式旋风除尘器.实用新型专利
[4]侯中华，陈光，何烈云，张西和，等. CN200720043229.9板坯炉生氧化皮在线监测装置.实用新型专利
[5]朱仁良，张西和，姜伟忠，等. CN200420026764.X炼铁高炉炉壳气隙判断装置.实用新型专利
[6]朱仁良，金觉生，姜伟忠，等. CN200420026763.5高炉炉壁冷却制度优化模拟装置.实用新型专利
[7]何烈云，陈光，李翔，张西和，等. CN200910232772.7多功能火焰炉炉内测试仪.实用新型专利
[8]侯中华，陈光，何烈云，张西和，等. CN200720043229.9板坯炉生氧化皮在线监测装置.实用新型专利
[9]朱仁良，张西和，姜伟忠，等. CN200420026764.X炼铁高炉炉壳气隙判断装置.实用新型专利
[10]朱仁良，金觉生，姜伟忠，等. CN200420026763.5高炉炉壁冷却制度优化模拟装置.实用新型专利
[11]何烈云，陈光，李翔，张西和，等. CN200910232772.7多功能火焰炉炉内测试仪.实用新型专利
