钢包内衬膨胀缝对热应力的影响研究

利用有限元法建立了钢包内衬膨胀缝的有限元模型,探讨了膨胀缝对钢包热应力的影响,研究了采用不同膨胀缝的钢包热应力变化,找出了膨胀缝对热应力的影响规律,并得到了较佳的膨胀缝值。     

高炉“陶瓷杯”炉缸等温线及热应力计算

用有限单元法计算了高炉“陶瓷杯”炉缸的稳态温度场及炉衬炉壳间相互作用的热应力，并绘制了等温线图，热变形图及应力分布图，根据应力分布图，验证了炉缸“象脚”状侵蚀区乃热应力所致这一机理，提出了选择适当的膨胀缝能使热应力降到允许值。     

首钢90t钢包用新型滑板及机构的开发与应用

利用有限元法分析了滑板形状及固定方式对热应力分布的影响，找到了滑板纵向裂纹产生的原因，开发了适合90t钢包用新型滑板及机构。应用到第三炼钢厂90t钢包，滑板平均使用寿命达到5次以上，吨钢成本降低0．775元，取得明显的经济效益和社会效益。     

转炉炉壳焊缝开裂的原因分析及对策

介绍了安钢第二炼钢厂转炉改造后炉壳焊缝开裂的情况,指出炉衬镁碳砖热膨胀力及炉壳热应力是造成炉壳焊缝开裂的主要原因。通过合理设置镁碳砖膨胀缝、减少热量传导和制定合理的焊接工艺可大幅度降低炉壳焊缝开裂次数。     

钢包底温度场和应力场数值模拟

钢包是连铸生产线上的重要设备，其内衬的热应力是影响钢包寿命的主要因素。本文运用有限单元法，对钢包底的温度场和应力场进行了数值模拟。计算结果表明，新包预热后仍处于吸热状态，经数次热循环后才达到“准稳态”；包底工作层应力值在预热完成后，钢水注入瞬时达到最大；包底工作层热面靠近包壁处的应力比靠近中心部位高，可在靠近包壁处增设保温装置降低该处应力。     

用于钢包和二次精炼工艺的耐火材料／渣系统

1 带缘密封圈钢包密封圈的状况和设计对防止钢水渗入热表面接合处很重要.钢包密封圈对耐火材料内衬有一个末端约束力(图1).在加热时,当钢包的耐火材料内村膨胀时,带缘密封圈对工作衬施加一个约束力.密封圈的未端位置对内衬热表面侧的接合处张开量有影响.     

冷捣糊的膨胀/收缩率对矿热炉炉衬寿命的影响

介绍了冷捣糊膨胀/收缩率的定义和检测方法,分析了冷捣糊在不同筑炉方式中热应力变化,对炉底的热膨胀/收缩量进行了计算,提出了膨胀/收缩率的大小对炉衬寿命的影响。     

预热温度对钢包盛钢时的内衬温度及应力影响

为了确定合适的钢包烘烤预热温度,以某钢厂90t整体铝镁浇注料钢包为原型进行数值模拟,利用有限元分析软件ANSYS,采用间接耦合法进行计算,得出了不同烘烤预热温度工况下,钢包盛钢时的内衬温度变化及应力分布。结果表明:提高钢包预热温度可以降低钢包内衬的温升及钢液温降幅度,减小钢包内衬的温度梯度,减少内衬材料受热应力所引起的热震破坏,从而延长钢包使用寿命。综合考虑钢包内衬水分排除、节能及热应力分布等因素,钢包预热温度取1 173~1 273K最佳;钢包底部的烘烤预热温度应提高到1 373K。     

高炉热风管道系统膨胀缝设置

针对传统高炉热风管道系统膨胀缝留设过大、不合理的问题,分析了热风管道工作层砖和轻质隔热砖的膨胀和收缩性质,提出了合理的热风管道膨胀缝设置方法,在生产实践中应用效果良好,对热风管道砌筑具有指导意义。     

烧成温度对刚玉—尖晶石质钢包透气砖抗热震性的影响

本文模拟钢包透气砖使用中受到的热震条件,分别采用温度梯度、1100℃风冷及1000℃～1600℃温度循环三种热震试验,研究了烧成温度对纯铝酸钙水泥结合的刚玉—尖晶石质钢包透气砖抗热震性的影响。结果表明：1000℃～1600℃温度循环对刚玉—尖晶石质钢包透气砖造成的热震破坏最为显著,1600℃×3hr烧成试样的抗热震性最好。结合XRD和SEM分析,认为1600％×3hr烧成试样中片状或板柱状六铝酸钙（CA6）晶相形成的网状交织结构能够缓冲热应力,同时Al2O3,在尖晶石（MA）中适当程度的固溶,增强结合强度,提高断裂功,有利于材料抗热震性的提高。     

连铸用钢包的耐火内衬优化及疲劳寿命预测

摘要：连铸技术对钢包的性能要求越来越高，而传统钢包炉衬构件普遍存在使用寿命短、消耗高等问题。通过研究耐火材料特性，优化内衬结构布置，设计出一种长寿命、超保温的新型钢包，并基于数值模拟技术，对新型钢包与传统钢包在典型工况下的温度与应力进行对比分析。温度场模拟结果表明，新型钢包在保温性能上有较大的提升，钢包壳最高温度较传统钢包降低54℃。同时，应力场结果表明，新型钢包壳的最大应力减小了66.7MPa且整体应力分布更加均匀。最后将温度场和应力场的分析结果反馈到钢包的生产、制造、维护上，并进行实验验证。实验结果表明，新型钢包在保温与长寿等性能方面表现更好，内衬寿命提高了119炉次，达到了钢包设计、制造、维护一体化的效果。     

炼钢 精炼 连铸过程钢包热状态测试研究

测试了宝钢炼钢厂炼钢 精炼 连铸过程钢包的热状态;研究了钢包在各个周转阶段的包衬温度分布及其变化规律。测试结果表明,在钢包的第1和第2个周转过程包衬吸热和蓄热明显,该阶段应考虑钢水温降的热补偿。在钢包的第3和第4个周转过程中,包衬各点的温度变化较为平缓,表明从第4个周转开始,包衬温度变化处于一种动态平衡的循环过程。     

基于传热反问题的钢包热状态跟踪模拟

现代化高效连续炼钢的关键是钢水温度控制,钢包热状态是钢包周转过程中钢水温降的重要影响因素,因而烘烤结束时的钢包热状态至关重要.由于钢包内部温度较高,生产场地布局复杂,电子原件的使用寿命较短等原因,传统的实测法和数值模拟等方法都无法实现包衬内部实时接触式测温.针对上述情况,文章运用有限差分法正向求解包衬温度场,再建立非稳态的钢包传热一维数学模型,采用Fluent软件模拟火焰温度场,用传热反问题研究方法以钢包易测量的包壳温度为已知条件,对包衬温度分布进行数学反演,并通过计算机C#语言对210t钢包烘烤过程进行智能化模拟追踪,编写了烘烤过程的温度场实时监控软件,为钢包调度和编制合理的烘烤制度提供了一个切实可行的新方法.      

钢包包衬侵蚀对内衬温度和钢水温降的影响

为了研究包衬侵蚀对钢水温降的影响规律,通过ANSYS有限元软件以及ParaMesh网格随移技术建立了考虑包衬侵蚀的钢包传热计算模型,研究并分析了包衬侵蚀对包衬及钢水温度的影响规律。结果表明,包衬侵蚀对包衬温度影响较大,在相邻两个修包周期内,包衬侵蚀造成渣线和包壁的包衬内部(工作层与永久层交界处)温差为14～114 K;包衬侵蚀导致包壳外表面温度升高,包壳向外散热增加,与此同时,包衬受侵蚀变薄,蓄热减少,两者同时作用导致包衬侵蚀对钢水温降影响不大,最高不超过1 K,在实际生产中可以适当地忽略钢包侵蚀对钢水温降的影响。     

钢包内衬结构的优化研究

钢包是冶金生产中的重要设备，其使用寿命的长短直接影响整个企业的正常生产。利用有限元法建立了钢包的温度模型，针对实际的生产工况对钢包结构进行了优化，并分别对钢包的包底和包壁进行优化。结果表明，优化后钢包的应力明显下降，显著地提高了钢包的使用寿命。     

Thermomechanical Modelling for Refractory Lining of a Steel Ladle Lifted by Crane

Numerical methods can be applied on metallurgical processes like engineering design of a steel ladle. In this study, the thermomechanical behaviour of refractory lining of a steel ladle which is lifted by a crane was investigated. To simulate this behaviour coupled heat transfer – structural analysis was made by using FEM (Finite‐Elements‐Method). For these calculations a two‐dimensional, an axially symmetrical geometric model and a FE‐model of a steel ladle with wear lining consisting of MgO‐C brick in the slag zone and castable MgO‐Al₂O₃–spinel in the working zone were created. Thermal stresses, hydrostatic pressure, gravity of molten steel and slag and refractory lining were used as boundary conditions. The results gained from the calculations showed that the maximum total displacements were observed at the bottom lining of the ladle.