高爐爐缸鐵水流動(dòng)及爐墻剪切應(yīng)力的數(shù)值模擬.pdf

1、高爐爐缸侵蝕與爐缸內(nèi)鐵水流動(dòng)狀態(tài)密切相關(guān)，鐵水的流動(dòng)沖刷是造成爐缸側(cè)壁剪切應(yīng)力增大、引起爐缸側(cè)壁溫度升高、影響高爐壽命的重要原因之一。高爐爐缸鐵水流動(dòng)行為很大程度上取決于死料柱狀態(tài)及出鐵操作，為延長(zhǎng)高爐爐缸壽命，有必要研究各相關(guān)因素對(duì)鐵水流動(dòng)狀態(tài)及爐墻剪切應(yīng)力分布的影響。
　　本文以寶鋼3號(hào)高爐爐缸為研究對(duì)象，采用數(shù)值模擬方法，研究了死料柱狀態(tài)及出鐵操作對(duì)爐缸內(nèi)鐵水流動(dòng)及爐墻剪切應(yīng)力分布的影響規(guī)律。研究結(jié)果如下。
　　基于最

2、小死鐵層深度及爐缸死料柱最大可能浮起高度計(jì)算模型，進(jìn)行了最小死鐵層深度及爐缸死料柱最大浮起高度計(jì)算，從而為爐缸死鐵層深度優(yōu)化設(shè)計(jì)和高爐操業(yè)者判斷爐內(nèi)死料柱狀況提供理論依據(jù)。
　　出鐵口長(zhǎng)度對(duì)爐墻切應(yīng)力大小及爐墻最大切應(yīng)力產(chǎn)生位置均有顯著影響。“維護(hù)足夠鐵口長(zhǎng)度”是減緩爐缸鐵水環(huán)流、減小爐墻剪切應(yīng)力的重要措施。
　　爐墻最大切應(yīng)力不隨鐵口傾角增加而單調(diào)變化，鐵口下方最大切應(yīng)力出現(xiàn)位置隨鐵口傾角增加逐漸降低，寶鋼3號(hào)高爐合理鐵口

3、傾角約為13°。鐵口直徑對(duì)爐缸側(cè)壁剪切應(yīng)力大小影響明顯，而對(duì)最大切應(yīng)力出現(xiàn)位置無(wú)影響。
　　采用雙鐵口出鐵時(shí)爐墻切應(yīng)力大大降低，而最大切應(yīng)力產(chǎn)生位置則無(wú)明顯變化。雙鐵口出鐵可減小爐缸側(cè)壁的剪切應(yīng)力值，減緩鐵水環(huán)流對(duì)爐缸側(cè)壁沖刷侵蝕。
　　死料柱空隙度減小使得爐缸鐵水環(huán)流加劇，爐墻剪切應(yīng)力增大。死料柱空隙度變化對(duì)鐵口下方爐墻最大剪切應(yīng)力出現(xiàn)位置無(wú)影響。死料柱焦炭顆粒越小，鐵水流動(dòng)阻力越大，爐缸側(cè)壁剪切應(yīng)力也越大。
　　死