炼钢厂钢包热状态跟踪模型

针对炼钢厂炼钢至连铸全流程,建立了钢包热循环过程钢包热状态跟踪模型,并将包衬温度实测和数值模拟相结合,利用传热反问题修正模型,提高模型的准确度.利用钢包热状态跟踪模型分析了新砌钢包烘烤预热时间、空包时间、离线烘烤时间和包衬侵蚀等因素对钢水温度的影响规律.结果表明:新砌钢包烘烤预热时间从480min增加到780min,可使新包第一次热循环中钢水总温降减少15.6℃;空包时间为540min时,钢水温降比正常周转包增加14.6℃;空包时间越长,离线烘烤减少钢水温降的效果越明显;当空包时间为540min时,进行240min离线烘烤,可使钢水总温降减少11.0℃;包衬侵蚀可使钢水总温降最大增加9.3℃.     

新钢包热状态对钢水温度的影响

 以210t未加绝热层的无碳新钢包为研究对象,建立数值模拟模型进行计算,并利用实际生产数据进行验证。计算结果显示新钢包蓄热到第10周期达到热饱和状态;新钢包阶段由于蓄热所造成的钢水最大温降为183℃,据此建立了新钢包阶段的钢水温度补偿模型。实际应用结果表明,该温度补偿模型的应用提高了中间包的钢水温度命中率,对炼钢厂的生产具有一定指导意义。     

150t钢包包壁稳态传热计算分析

针对某钢厂150t钢包热循环过程中钢水温降问题,建立了基于传热微分方程的Turbo-C程序数学模型。通过该模型的对比计算分析认为,钢水通过包壁的热损失最大,钢包其他各层的材质对降低钢水和钢包包壳温度有一定影响,但其厚度对热损失的影响不大,并就此提出了相应的改进措施。     

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。     

传热反问题研究方法在钢水温度预定中的应用

基于炼钢过程钢水温度预定和动态控制的需要，本文提出了并描述了钢包传热反问题模型，同时给出了求解方法。通过计算炼钢过程主要工序点的温度值，验证了模型的可靠性。     

炼钢-连铸过程300t钢包热状态测试研究

对宝山钢铁集团公司炼钢厂炼钢-精炼-连铸过程钢包的热状态进行了测试,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平缓,表明从第4个周转开始,包衬的温度变化处于一种动态平衡的循环过程.     

炼钢厂钢包的传热数模研究

研究钢包热循环过程中各个阶段的传热数学模型,分析钢包装钢、静置传运、吹氩和预热烘烤阶段的钢水传热现象,完成了钢包热循环的数值模拟,为合理制定钢包温度制度提供了一定的依据。     

复合反射绝热板在210t钢包上的传热效果

为了考察210 t板坯钢包加绝热板后的保温效果,应用ANSYS商业软件,建立了钢包在盛钢期的传热有限元模型。通过模型计算,得到了加绝热板和未加绝热板2种钢包在静置期间钢水的温降速率,并通过对比同包龄期2种钢包钢壳外部相同位置点温度来考察绝热板的使用效果。试验与有限元模型计算结果表明,绝热板的应用,显著降低了钢包外壁温度(平均温降达77~83℃),并使钢水温降速率减少0.105℃/min。     

钢包传热研究的发展与现状

分析了钢包传热的过程,详细介绍了钢包传热研究的发展与现状以及钢包传热研究的方法.     

钢包稳态温度场的有限元模拟

建立了80 t钢包有限元传热模型,运用ANSYS软件计算了不同条件的钢包稳态温度场,得出钢包各层都达到热饱和的温度场分布云图和包壁外表面温度分布曲线;分析了钢包壁、包底、覆盖剂材质及厚度对热损失的影响。结果表明:钢包的热损失主要是通过包壁,绝热层的导热系数宜低于0.10 W／(m·℃);覆盖剂厚度为40 mm左右,导热系数以小于0.05 W／(m·℃)为宜。     

基于传热反问题的高炉炉衬单层侵蚀模型

基于传热反问题,建立了高炉炉衬侵蚀过程的数学模型,确定了模型的边界条件,并采用共轭梯度法将反问题分解为三个问题:正问题、灵敏度问题和伴随问题进行求解.通过不同形状函数的反演结果证明了其可行性,并分别研究初始猜测形状曲线、测点数等对反演结果的影响.研究结果表明,初始猜测曲线的选取对反演结果影响很小,充分说明该方法不受初始猜测曲线的限制,具有较好的通用性.而测点数的选取对反演结果有一定的影响,测点数越多,曲线特征被捕捉的越好.但在保证得到曲线特征的前提下,较少的测点数也能得到比较满意的反演结果,平均相对误差控制在3%以内.     

基于不同保温措施下的铁水包热状态模拟分析

在铁钢界面现有模式下的铁水运输过程中,由于铁水包运行周期及保温效果不够理想,导致在高炉接铁时铁包耐材温度低,热状态差,使得铁水在铁水包内的热量损失较大.减小铁水温降能有效防止铁水包结壳结瘤,降低离线烘烤频率,间接提高铁水包周转率;同时在转炉冶炼过程中,低温铁水将严重影响废钢的加入量和吹氧等操作.由此可见,铁水温度控制是钢铁企业节能降耗和高效有序生产的关键因素之一.为了减小铁水温降,本文建立了多种不同保温措施情况下的铁水包传热模型,通过fluent软件对各模型在不同空包时间情况下的温度场进行数值计算,分析不同保温措施及空包时间下热状态对铁水温降的影响规律.分析结果表明：无保温措施的情况下空包时间由5 h缩短至3 h能降低下一周期铁水温降2.2 K·h^-1;空包阶段最合理的保温措施为增设6 mm左右绝热层并加包盖,能提高工作层平均温度约155 K,在空包3~5 h内能减小铁水温降3.4~3.7 K·h^-1.该结论为铁水包空包阶段采取合理保温措施及不同保温情况下空包运行时间控制提供了理论指导.     

粉煤灰泡沫塑料复合保温材料传热过程的数值模拟

应用有限元软件ANSYS研究了粉煤灰泡沫塑料复合保温材料(FP材料)的传热机理.材料导热系数数值模拟结果与实测结果具有很好的一致性,说明采用有限元方法可以实现对材料传热过程的数值模拟.根据分析结果,提出了对保温材料设计和制备时的一些建议.     

钢卷退火过程导热和热应力数学模型

研究了钢卷在罩式炉中的退火过程，建立了钢卷的导热和热应力数学模型，耦合求解出钢卷的温度场和应力场，所得结果对钢卷退火工艺的优化具有参考价值。     

热传导两点边值问题的通用数值解法

根据一维稳态导热的肋片问题为一个两点边值问题的数值解法通用性不强、不易理解情况,通过引入“边界函数”给出了一种通用性强也易于理解的通用数值解法．这种解法逻辑简单,使用方便,且无需修改算法程序主体．     

铜冷却壁炉墙内型管理传热学反问题模型

铜冷却壁要长期安全地工作，在其热面必须有渣皮覆盖；同时铜冷却壁的高导热能力很可能导致炉墙结瘤，因此，对炉墙监控有利于高炉长寿，同时也是实现长寿和高效的结合点。结合首钢高炉的现场实际情况，采用传热学反问题的方法，开发了铜冷却壁炉墙内型管理模型，对渣皮状况进行跟踪，从而为高炉操作提供依据和条件，有利于避免铜冷却壁裸露、炉墙结瘤等异常发生。     

以钢包模型为例探讨科氏力对钢包浇注过程数学模拟的影响

流体会受到由于地球自转而产生的科氏力作用,而冶金领域绝大多数的流体数模中并未考虑科氏力.科氏力是一种特殊的影响因素,对模拟结果的影响究竟有多大,是非常值得探讨的问题.基于一种简单的、已验证过的钢包模型对科氏力的作用效果进行研究.通过对加载不同科氏力的模拟结果进行量化分析,解析科氏力在整个浇注过程中的作用.研究结果显示科...     

钢包水口偏心率对浇注过程影响的数学模拟

 钢包的水口偏心率会显著影响浇注末期汇流旋涡的形成和发展过程。基于钢包特征设置合理的水口偏心率,有利于控制旋涡形态、抑制旋涡的危害。但是偏心率的变化如何改变流场,对浇注过程产生哪些影响,目前的研究并不充分。通过数值模拟方法,研究了水口偏心率对钢包流场和旋涡的影响规律,同时定义了“影响度”指标,定量分析了偏心率对浇注过程中表征流场和旋涡特性的14个物理量(如水口流量、旋涡角速度、湍动能、水口含气率等)的影响程度。结果表明,水口偏心率和各物理量之间存在非线性关系;不同物理量变化的临界点不同,普遍为0.5~0.7,旋涡的稳定性和容器壁面是影响临界点的主要因素。     

热辐射对双陶瓷层热障涂层的隔热影响

基于热传导、热对流和热辐射理论建立了双陶瓷层热障涂层不透明和半透明物理模型,采用有限元ANSYS软件模拟了稳态温度场.双陶瓷层在不透明时,顶层厚度增加,顶层上表面温度线性增加,第二层和黏结层上表面温度线性降低.在半透明性弱时,与不透明情况类似.在半透明性强时,顶层上表面温度略低于不透明时,第二层上表面温度高于不透明时,黏结层上表面温度先快速后缓慢降低再保持不变,且远高于不透明时.