基于高爐三維臨界侵蝕界面的碳復(fù)合磚爐缸設(shè)計.pdf

1、高爐是鋼鐵冶煉中重要的生產(chǎn)設(shè)備，其建造和維修費用巨大。隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和高爐大型化的推進(jìn)，高爐的長壽問題越來越受到人們的關(guān)注。爐缸的壽命是影響高爐整體壽命的一個重要因素，所以延長高爐爐缸的壽命就能夠大大降低冶煉成本，獲得較為可觀的經(jīng)濟(jì)效益。爐缸服役過程中內(nèi)襯與高溫鐵水直接接觸，其侵蝕是造成爐缸破損的重要原因。因此，了解爐缸侵蝕界面形成原因，設(shè)計較為合理的爐缸內(nèi)襯結(jié)構(gòu)來減少或減緩內(nèi)襯的侵蝕對指導(dǎo)高爐設(shè)計，延長高爐壽命，提高高爐安全性等方

2、面都有著重要的意義。
　　以往關(guān)于爐缸的傳熱模型研究中，均把內(nèi)襯熱面作為固定壁面研究爐缸鐵水流動特性。這種固定壁面模型不能科學(xué)地表征爐缸內(nèi)襯壁面受侵蝕而減薄的情況。運用傳熱學(xué)理論把1150℃等溫線（鐵水凝固線）作為臨界侵蝕界面能表征內(nèi)襯壁面受侵蝕而減薄的平衡狀態(tài)，能反映生產(chǎn)率、冷卻條件、內(nèi)襯熱阻等主要因素的影響，是一種新的爐缸熱工設(shè)計與評估方法。碳復(fù)合磚是一種國產(chǎn)的性能優(yōu)異的爐缸用磚，本文研究和應(yīng)用這一新方法開展碳復(fù)合磚爐缸的設(shè)計

3、問題。
　　通過研究碳復(fù)合磚高爐爐缸內(nèi)襯傳熱情況，建立爐缸內(nèi)襯臨界侵蝕界面的設(shè)計計算模型，采用CFD軟件來實現(xiàn)內(nèi)襯單元與鐵水單元相互替代模擬侵蝕邊界自動移動的方法，以鐵水凝固線為侵蝕判據(jù)，得到爐缸內(nèi)襯臨界侵蝕界面及侵蝕量。通過先材料選取、再尺寸設(shè)計、再模型計算、再數(shù)據(jù)分析、再驗算與改進(jìn)的設(shè)計流程，形成了一套較為完整的碳復(fù)合磚爐缸內(nèi)襯設(shè)計方法。
　　通過研究碳復(fù)合磚爐缸內(nèi)襯不同參數(shù)下侵蝕形貌的變化，和不同碳磚爐缸內(nèi)襯侵蝕形貌的