具有納米保溫內(nèi)襯的新型鋼包結(jié)構(gòu)的CAE研究.pdf

1、鋼包是煉鋼生產(chǎn)中轉(zhuǎn)爐和連鑄機(jī)之間的主要銜接設(shè)備，對連鑄生產(chǎn)的順利進(jìn)行具有重要的作用。鋼包的保溫性能對降低轉(zhuǎn)爐出鋼溫度、改善鑄坯質(zhì)量、降低包殼散熱、提高鋼包內(nèi)襯使用壽命、優(yōu)化生產(chǎn)工藝以及降低生產(chǎn)成本具有十分重要的意義?，F(xiàn)有的研究表明鋼包包殼的溫度水平仍然較高，鋼包的保溫效果有進(jìn)一步提升的空間，為了研制保溫效果良好且高壽命的鋼包，本文提出一種具有納米保溫內(nèi)襯的新型鋼包結(jié)構(gòu)。
　　本文以鋼包的高效保溫為主題，主要進(jìn)行以下三個(gè)方面的研究。

2、
　　（1）基于傳熱理論、有限元技術(shù)和順序耦合方法，建立了新型鋼包的三維有限元模型，并確定了鋼包在典型工況下的邊界條件。
　?。?）對典型工況下新型鋼包的溫度場和應(yīng)力場進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，結(jié)果表明：在烤包工況下新型鋼包的包殼溫度比傳統(tǒng)鋼包低114℃，包殼應(yīng)力比傳統(tǒng)鋼包低13MPa；在盛鋼工況下新型鋼包的包殼溫度比傳統(tǒng)鋼包低109℃，包殼應(yīng)力比傳統(tǒng)鋼包低22MPa；具有納米內(nèi)襯材料的新型鋼包在保溫性能和應(yīng)力水平上比傳統(tǒng)鋼包更具

3、優(yōu)勢。
　?。?）研究了納米材料的物性參數(shù)對盛鋼工況下新型鋼包的溫度分布和應(yīng)力分布的影響，結(jié)果表明：隨著納米絕熱層導(dǎo)熱率的減小，包殼的溫度水平和應(yīng)力水平都呈降低趨勢；隨著彈性模量的增大，包殼的最大應(yīng)力在不斷減小，但應(yīng)力最大值的下降程度不大；包殼應(yīng)力隨著熱膨脹系數(shù)的減小而不斷減小的。
　　本文研究工作對于了解具有納米內(nèi)襯的鋼包保溫性能、選擇合適的物性參數(shù)起到一定的參考作用。為具有納米材料的新型鋼包的實(shí)際應(yīng)用提供了切實(shí)可靠的理論