基于ANSYS的高鋁質(zhì)電爐蓋預制塊熱應力分析.pdf

1、電爐蓋是電弧爐煉鋼的重要設備，其隔熱保溫性能及使用壽命直接影響到鋼鐵企業(yè)的經(jīng)濟效益。隨著超高功率電弧爐煉鋼技術的出現(xiàn)，高鋁磚電爐蓋已不能滿足使用要求，在這種情況下，有學者提出了澆鑄爐蓋預制塊拼裝組合成爐蓋的方案設想。而預制塊爐蓋能否取代高鋁磚爐蓋的關鍵在于預制塊爐蓋的溫度、應力水平及分布。 本文以某鋼廠30t電爐蓋為研究對象，主要研究了以下內(nèi)容： (1)考慮了預制塊之間的接觸，建立了高鋁磚爐蓋和預制塊爐蓋(澆鑄三塊、八塊

2、、十二塊)的CAD/CAE模型，基于傳熱學理論應用有限元軟件ANSYS分析了高鋁磚電爐蓋和預制塊爐蓋在熔化末了階段的穩(wěn)態(tài)溫度場和應力場，這有利于分析爐蓋溫度、應力水平及分布規(guī)律； (2)計算表明預制爐蓋和的整體溫度、應力水平低于高鋁磚爐蓋，因而預制塊爐蓋具有更好的保溫性能和更長的使用壽命，為預制塊爐蓋的制作和推廣提供了理論支持；通過對不同澆鑄方案下的預制塊爐蓋溫度場和應力場的比較，得出了較為合理的澆鑄方案，即澆鑄三塊爐蓋預制塊然

3、后組裝爐蓋可獲得較低的整體應力水平，為澆鑄方案的選擇提供了理論參考；針對預制塊之間的接觸應力會使預制塊之間產(chǎn)生縫隙影響到爐蓋的保溫性能提出改變接合面形狀的建議； (3)研究了澆鑄料導熱系數(shù)、熱膨脹系數(shù)及彈性模量對預制塊爐蓋溫度、應力水平的影響。研究表明，預制塊爐蓋應力水平同澆鑄料的性能參數(shù)成同向變化趨勢；爐蓋的溫度水平同澆鑄料的導熱系數(shù)成同向變化趨勢； (4)結(jié)合澆鑄工藝特點，應用ANSYS優(yōu)化模塊對澆鑄料的物性參數(shù)進行