高爐鑄鋼冷卻壁結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、高爐煉鐵的成本占鋼鐵生產(chǎn)成本的一半，冷卻壁作為高爐上的重要設(shè)備，對高爐的壽命影響很大。隨著高爐的強化和爐型的大型化，冷卻壁的性能是影響高爐長壽的重要因素之一。在研究高爐冷卻機理及冷卻設(shè)備破損機理的基礎(chǔ)上，認為在高爐長壽的發(fā)展過程中，最有效的辦法就是盡力提高爐體冷卻設(shè)備的冷卻能力。只有使冷卻設(shè)備的冷卻能力與高爐的熱流密度相適應(yīng)，才能避免冷卻設(shè)備過早損壞從而延長高爐壽命。因此，提高高爐冷卻壁的性能不僅是煉鐵技術(shù)、管理者的愿望，更是高爐冷卻壁

2、生產(chǎn)廠家努力追求的目標(biāo)。 本文在高爐冷卻壁傳熱學(xué)分析的基礎(chǔ)上，通過冷卻壁的熱態(tài)實驗，對冷卻壁的熱態(tài)狀況及溫度分布進行了研究，從而為冷卻壁的設(shè)計及優(yōu)化提供重要的理論依據(jù)。并應(yīng)用傳熱學(xué)理論、計算機數(shù)值仿真及最優(yōu)化計算方法對冷卻壁進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，提高冷卻壁的冷卻能力，以達到延長冷卻壁壽命的目的。 作者針對建立高爐鑄鋼冷卻壁的三維傳熱和熱應(yīng)力模型，采用通用有限元軟件ANSYS計算了高爐鑄鋼冷卻壁的溫度場和應(yīng)力場，通過數(shù)值計算分

3、析了高爐鑄鋼冷卻壁結(jié)構(gòu)因素對冷卻壁熱面最高溫度和熱應(yīng)力的影響。對冷卻壁最高溫度及最大應(yīng)力分布有影響的冷卻壁主要結(jié)構(gòu)參數(shù)有冷卻水管間距冷卻水管、形狀及直徑、冷卻壁鑲磚厚度、冷卻水管距熱面距離和冷卻壁壁體的厚度等。繼而比較了鑄鋼冷卻壁在不同結(jié)構(gòu)參數(shù)時的冷卻能力及工作情況，探討了冷卻壁結(jié)構(gòu)的改進方向，并由此得出鑄鋼冷卻壁壁體最高溫度及最大熱應(yīng)力與冷卻壁結(jié)構(gòu)參數(shù)之間關(guān)系的回歸方程式，最后通過多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計方法計算得到鑄鋼冷卻壁的最優(yōu)結(jié)構(gòu)。參數(shù)計