高爐爐缸部爐殼開裂的爐墻熱應力分析.pdf

1、高爐煉鐵是我國現(xiàn)今采用的最普遍的煉鐵方式。我國各重點鋼鐵企業(yè)的高爐容積不斷向大型化發(fā)展，且高爐又向著高產(chǎn)量及強化冶煉發(fā)展。為了提高生產(chǎn)力，降低煉鐵成本，延長高爐壽命成為鋼鐵行業(yè)亟待解決的重要問題，同時高爐的長壽也是煉鐵技術進步的重要標志之一。爐缸是高爐結構安全的核心部位，是存儲鐵水的容器，爐缸的爐墻壽命決定了高爐的壽命。爐缸區(qū)的破損形式主要有耐火內(nèi)襯的破損剝落以及爐殼開裂導致的內(nèi)襯相繼破壞。
　　本課題以高爐爐缸部位的爐墻結構作為

2、研究對象，針對爐殼開裂問題，借助ANSYS的APDL參數(shù)化設計語言建立了內(nèi)襯-開裂爐殼雙層爐墻模型。在此基礎上，依據(jù)傳熱學穩(wěn)態(tài)熱傳導理論、對流傳熱理論，合理的確定了爐墻結構的邊界條件。依據(jù)理論推導出的接觸面溫度和冷卻條件-對流傳熱系數(shù)，通過ANSYS模擬出開裂爐殼雙層爐墻的溫度場。通過對內(nèi)襯在砌筑、烘爐以及正常工作時的變形分析，利用熱應力理論合理的修正了砌筑內(nèi)襯的彈性模量與線膨脹系數(shù)。并利用熱-結構耦合，仿真計算出爐墻的熱應力狀況。根據(jù)

3、接觸分析理論并結合實際情況將爐殼與內(nèi)襯體的接觸滑動問題考慮進來。同時考慮了爐殼裂紋尖端的彈塑性變形。討論了影響開裂區(qū)內(nèi)襯最大環(huán)向應力的因素。
　　將仿真結果所得到的熱應力狀況與推導的一維爐殼開裂補強判據(jù)中的數(shù)據(jù)進行對比分析，得出本課題所研究的三維實體仿真結果更精確。本課題中有特色的工作包括:利用對流傳熱理論中的流體外掠平板對流傳熱與射流沖擊傳熱大致確定了爐殼噴水操作的對流傳熱系數(shù);考慮了內(nèi)襯與爐殼間的接觸滑動問題;詳細地討論了內(nèi)襯