【作者】 韩二中； 翁笠； 张迎；

【Author】 HAN Erzhong. WENG Li ZHANG Ying (Northeastern University)

【机构】 东北大学；

【摘要】 近年来,数值模拟法和CAD技术在高炉设计中开始采用。本文综述了应用数值模拟(有限元)方法,在高炉炉皮强度应用的成功经验和炉缸、冷却壁传热计算方面的研究成果,提出更为合理的算法是采用炉壳、炉衬组合模型。认为炉壳应力主要由热载荷产生。模拟建立了“陶瓷杯”炉缸传热计算模型,得到温度场、等温线,根据温度场,算出了热变形及热应力。由彩图可见:炉衬受热膨胀挤压炉壳,炉壳限制炉衬的相互作用关系;炉壳承受的最大拉应力值和炉衬承受的最大压应力值;发现“象脚腐蚀区”系热应力造成。知道了“象脚腐蚀区”产生的机理及防犯办法。合理选择膨胀缝,经模拟计算,能预见“象脚腐蚀区”的出现,将它消除在设计阶段。根据建立的各种冷却壁计算模型,计算出铸铁壁热面温度和热流强度值。提出当铸铁壁热面达到700℃时的热流强度值,可定义为冷却壁的“极限热流强度”。计算证明:渣皮的隔热效果极大,只要有1 cm厚,铸铁壁热面即不致到达700℃。模拟得到了渣皮突然脱落和砖衬热面温度升高的速度,表示为温升时间曲线,能用来比较砖衬的抗热震能力。模拟计算技术,在我国高炉设计方面的应用刚刚起步,有许多工作还没开展。炼铁界需要培养一支数值模拟计算队伍,为提高我国的高炉设计,维护水平,延长高炉寿命做贡献。更多还原