铜钢复合冷却壁稳态传热分析

建立了铜钢复合冷却壁的稳态传热模型,利用ANSYS单元生死方法模拟冷却壁表面渣皮熔化行为,分析冷却壁温度分布、渣皮厚度及热负荷。结果表明:复合冷却壁附近炉气温度是影响其传热行为和渣皮厚度的主要因素;渣皮在冷却壁表面分布不均匀,随着炉气温度升高渣皮不均匀性逐渐增加;提高水速和全铜质壁体可以有效降低壁体温度,但对热负荷、渣皮厚度影响较小;在炉气温度1 200~1 400℃范围内,复合冷却壁的铜壁最高温度为125℃,承受热负荷达到82.8 kW/m2,能够满足高炉高负荷区的冷却要求。     

鞍钢铜冷却壁高炉的热负荷管理

对鞍钢2座相同铜冷却壁结构高炉的热负荷管理经验进行了总结.新2号高炉与新3号高炉的炉体结构、操作制度完全相同,但新3号高炉的热负荷、渣皮稳定性远不如新2号高炉.为加强对铜冷却壁渣皮稳定性管理,鞍钢开发铜冷却壁炉型管理模型,重点监视渣皮厚度与脱落情况变化,控制高炉热负荷在合适范围内,保证了高炉稳定顺行.     

铜钢复合冷却壁在包钢2号高炉的工业试验

在包钢2号高炉炉身九段用了8块铜钢复合冷却壁进行工业试验。2年5个月的试验结果表明:①在相同条件下,铜钢复合冷却壁的冷却强度要大于普通铸铁冷却壁的冷却强度;②铜钢复合冷却壁结渣皮需20～30min,而铸铁冷却壁结渣皮需3h或更长时间,且铜钢复合冷却壁无损坏,无断水现象;③高炉煤比升高的情况下燃料比基本保持不变,铜钢复合冷却壁的使用可以满足高炉炉身冷却需求。     

铜钢复合冷却壁的研制与应用

采用半固态-固态连续浇注流变复合法生产的铜钢复合冷却壁,兼有铜优异的导热能力和钢良好的综合力学性能,且成本降低约40%。模拟计算和初步试用结果表明,铜钢复合冷却壁可以取得与纯铜冷却壁同样的使用效果。     

铜钢复合冷却壁在承钢高炉的应用北大核心

简要阐述了现代高炉几种冷却壁的变迁,重点阐述了铜钢复合冷却壁的特点及在承钢2500m^3高炉的应用效果。工业应用效果表明,铜钢复合冷却壁"热面"有轧制铜冷却壁传热优点,"冷面"有铸铁冷却壁抗挠曲变形的优势,有效地解决了铸铁冷却壁传热能力不足和轧制铜冷却壁水管管根容易被切断的问题。同时,铜钢复合冷却壁减少了铜的用量,降低了制造成本,在大中型高炉上具有很好的推广价值。     

铜冷却壁燕尾槽结构设计的优化

根据铜冷却壁在高炉上的应用情况,结合铜冷却壁仿真热模拟研究结果,针对铜冷却壁燕尾槽的结构设计提出了优化建议。     

高炉用铜-钢复合冷却壁传热及力学性能分析

采用热力耦合方法研究了铜层厚度和冷却水道间距对铜-钢复合冷却壁温度及应力分布的影响.以1∶1比例铜-钢复合冷却壁进行了热态试验,测试了铜-钢复合冷却壁温度分布,计算了热态试验条件下铜-钢复合冷却壁的温度分布,计算结果与试验结果基本吻合.计算结果显示,铜-钢复合冷却壁铜层厚度增加,壁体最高温度和最大等效应力减少,铜层厚度上限值为70mm;冷却水道间距减少可以降低壁体最高温度和最大等效应力,当冷却水道间距小于220mm时,减少冷却水道间距对降低壁体最高温度和最大等效应力作用较小.铜层厚度为60mm,冷却水道间距为220mm的铜-钢复合冷却壁在高炉热负荷较高区域工作不易发生塑性变形损坏.     

铜钢复合冷却壁热变形分析

提高高炉炉腰及炉身下部冷却壁抗热变形能力是维持高炉长寿的关键.采用热态实验和数值模拟手段研究高炉炉腰及炉身下部区域铜钢复合冷却壁的传热及热变形行为,并与铜冷却壁进行对比分析.铜钢复合冷却壁热面无渣铁壳覆盖,煤气温度1200℃条件下,铜钢复合冷却壁最高温度为180℃,传热性能与铜冷却壁接近.铜钢界面最大等效应力约为114.45 MPa,低于铜钢复合板的抗拉强度.铜钢复合冷却壁发生弯曲变形,中心z向位移为0.66 mm,较铜冷却壁低约25.8%;顶底端沿z向位移为0.13 mm,较铜冷却壁低约50%;曲率为0.93×10^-4 mm^-1,较铜冷却壁低约51.81%.铜钢复合冷却壁抗变形能力优于铜冷却壁,可以避免铜冷却壁热变形过大导致的螺栓及冷却水管断裂破损问题.     

高炉铜冷却壁传热分析

利用自行开发的冷却器计算机软件,计算了铜冷却壁温度场。计算结果表明：铜冷却壁能够有效地降低炉内一侧冷却壁热面温度,使其表面能够迅速凝固一层渣铁壳,从而减小炉墙热量损失和延长冷却器寿命,最终延长高炉寿命。     

不同工况下铸铁冷却壁热负荷分析

采用有限元软件ANSYS建立高炉冷却壁稳态传热模型,利用ANSYS单元生死技术模拟冷却壁表面渣皮熔化行为,以计算铸铁冷却壁在渣皮稳定、渣皮脱落、冷却壁烧损和冷却壁烧毁4种工况下的温度分布和热负荷。分析结果表明,冷却壁热负荷随着炉气温度的升高而增加,提高冷却水速度和壁体烧损变薄对热负荷的影响较小。渣皮脱落和冷却壁完全消失造成热负荷急剧增加。     

高炉冷却壁非稳态传热热态实验分析

 冷却壁安全工作是保证高炉长寿的基础。通过设计并建造冷却壁热态实验炉,研究了高炉铸铁冷却壁热面无渣皮和有渣皮时的非稳态传热过程,考察了不同炉气温度条件下冷却壁热电偶温度的变化规律。回归得到了炉气在升温阶段、稳定阶段、降温阶段时冷却壁热电偶温度随时间的变化关系式。计算得出了冷却壁热面在有无渣皮条件下的平均热流强度,回归得出了炉气平均对流换热系数随炉温的变化关系。结果表明,冷却壁热面在有渣皮时热电偶温度的变化速率显著低于无渣皮时的变化速率,冷却壁破损的主要原因是冷却壁温度的反复变化和渣皮的频繁脱落而产生的热应力。     

冶炼钒钛磁铁矿高炉的铜冷却壁挂渣分析

建立高炉铜冷却壁三维传热模型,利用有限元软件ANSYS进行稳态传热分析,研究了钒钛磁铁矿冶炼时挂渣特点。分析结果表明,由于含钒钛高炉渣铁珠含量高,使渣皮显著增厚导致渣皮稳定性下降。将铜冷却壁热电偶测量点温度控制在60～80℃,可以提高渣皮稳定性,保证铜冷却壁安全工作。在现有工艺条件下,把水速从2.3 m/s降低到1.5 m/s对挂渣影响很小。     

高炉冷却壁热应力计算与研究

高炉冷却壁被用于大中型高炉，以此来保护高炉外壳及炉衬，冷却壁的耐热强度对高炉的使用寿命起着很重要的作用，甚至可以说冷却壁的寿命基本上决定了高炉的使用寿命。通过计算第三、四代冷却壁的热应力比较，建议采用由第三代冷却壁改进的分段镶砖一体化并带有薄助的第四代冷却壁。     

基于热态实验的冷却壁传热分析

建立了高炉铸钢冷却壁传热数学模型,并通过热态实验验证数学模型,进而根据所建模型对冷却壁的稳态工况进行仿真计算.同时根据计算结果讨论了冷却水管水垢厚度、气隙层厚度对高炉铸钢冷却壁温度场的影响.结果表明:这两个因素对冷却壁的性能都具有很大的影响,在高炉操作和冷却壁的设计制造中必须重视.     

酒钢高炉铜冷却壁使用效果及维护实践

对酒钢1号、2号和7号高炉铜冷却壁的使用效果及维护情况进行了总结。自投产以来,1号、2号高炉均未出现铜冷却壁破损现象,而7号高炉在使用2年半后就出现铜冷却壁大面积破损现象,这与7号高炉铜冷却壁设计过长、原燃料条件较差、中心加焦操作制度有关。认为在高炉运行期间,形成稳定的煤气流分布及抑制边沿气流的操作制度,对铜冷却壁的使用效果及寿命至关重要。     

薄型铜冷却壁的热性能

 为了降低高炉铜冷却壁的造价,开发了一种厚度为90 mm的薄型铜冷却壁。通过热态试验测量了高温下冷却壁的温度分布和冷面应变分布,通过数值模拟计算了冷却壁的温度场和应力应变场。热态试验和数值模拟结果符合较好。研究结果表明,薄型铜冷却壁能承受的最大热负荷为220 kW/m2,在高炉炉况下的基体温度以及由此产生的热应力都不足以使其破坏,满足长寿高炉的要求。     

高炉冷却壁的漏水检查处理及炉内操作

济钢第一炼铁厂对３５０＾３高炉冷却壁系统漏水、查漏处理情况进行分析，针对不同的漏水，采取相应的处理方法，避免了由于漏水造成的恶性灌渣及炉缸冻结事故，达到了安全稳定生产的目的。     

基于ANSYS的高炉铸钢冷却壁传热分析

运用大型有限元通用软件ANSYS,对高炉铸钢冷却壁稳态工况进行传热学分析。同时根据计算结果,分析了冷却壁在稳定工作状态下的温度、热流以及温度梯度的分布情况。通过分析可以找出冷却壁工作中需要注意的地方,为今后冷却壁的维护和设计提供参考。还讨论了冷却水管水垢对高炉铸钢冷却壁温度场的影响。结果表明,水垢每增加1mm厚,会使冷却壁热面温度升高约60℃。