鋼包透氣磚熱應(yīng)力分析研究.pdf

1、為了提高鋼包二次精煉效率，通常在鋼包底部設(shè)置底吹氬透氣磚，通過(guò)氬氣的攪拌作用對(duì)鋼水溫度和成分進(jìn)行有效均化，并使非金屬夾雜物順利上浮。透氣磚是爐外精煉工藝能否順利實(shí)施的關(guān)鍵功能元件，其使用壽命的長(zhǎng)短直接影響鋼包的正常周轉(zhuǎn)和生產(chǎn)成本。 鋼包透氣磚在使用過(guò)程中，最常見(jiàn)的破壞是其工作熱面耐火材料的蝕損、破裂，造成鋼水的滲透。耐火材料的損毀主要原因包括化學(xué)侵蝕、機(jī)械磨損和熱應(yīng)力。其中熱應(yīng)力的損毀是造成耐火材料開(kāi)裂破壞的直接原因。因此，模擬

2、分析透氣磚在各個(gè)狀態(tài)下的溫度場(chǎng)分布以及由此而產(chǎn)生的應(yīng)力分布對(duì)提高透氣磚耐火材料的使用壽命具有指導(dǎo)的意義。 本文以某鋼廠210噸鋼包為研究對(duì)象，主要研究了以下內(nèi)容： （1）建立鋼包透氣磚結(jié)構(gòu)體的三維有限元模型，基于傳熱學(xué)理論，應(yīng)用ANSYS有限元軟件分析了鋼包透氣磚結(jié)構(gòu)體在各個(gè)狀態(tài)階段的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)分布，這有利于分析鋼包透氣磚結(jié)構(gòu)體溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)及其分布規(guī)律； （2）模擬計(jì)算了鋼包透氣磚結(jié)構(gòu)體導(dǎo)熱系數(shù)、熱膨脹系數(shù)

3、和彈性模量對(duì)鋼包透氣磚結(jié)構(gòu)體溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)的影響，計(jì)算研究表明，耐火材料的導(dǎo)熱系數(shù)越高，鋼包透氣磚結(jié)構(gòu)體溫度梯度越小，由于溫度梯度而產(chǎn)生的應(yīng)力較小。耐火材料的熱膨脹系數(shù)和彈性模量越大，透氣磚耐火材料工作熱面附近產(chǎn)生的應(yīng)力越大。 （3）計(jì)算分析了鋼包透氣磚之間的透氣磚座磚預(yù)留縫以及透氣磚與鋼包透氣磚座磚預(yù)留縫的接觸，計(jì)算透氣芯和座磚溫度分布以及由此而產(chǎn)生的應(yīng)力分布，為鋼廠透氣磚座磚預(yù)留縫的鋼包的砌筑提供理論依據(jù)。 本文通過(guò)