320T鱼雷罐铁水温降的有限元分析

发布时间：2020-08-24 12:51

【摘要】：对于炼铁而言,为补充铁水运输中过大的铁水温降,需提高铁水的初始温度,这将会加大炼铁时焦碳和喷煤的消耗,进而增加高炉废弃的气固液的排放。对于铁水运输而言,过大的铁水温降会造成鱼雷罐的结壳结瘤,降低罐体使用寿命;且为铁水保温还需增加烘罐的次数及增大烘罐时煤气的消耗,进而增加烘烤器的废气排放。对于炼钢而言,铁水温降越大,入转炉时铁水温度越低,将影响转炉的废钢加入量,影响炼钢的吹氧作业。因此,减少铁水温降既是炼钢工艺、铁水运输工艺的要求,也是降低炼铁、炼钢能耗的要求。同时也是钢铁业的节能降耗和节能减排的要求。而混铁车铁水温降过程是一个非常复杂的传热过程且铁水温降受很多因素影响,例如混铁车的罐型、耐火材料的布置、耐火材料的种类及厚度、罐的容量、铁水的温度、运输时间、外部环境、罐口是否封闭、烘罐温度等都将对混铁车铁水温降造成影响。因此,对铁水温降的研究不仅有经济、社会效益,还有重要的科研价值。本课题选取辽宁省教育厅基金:混铁车铁水温降的热行为研究。以有限元为手段,以ANSYS软件为工具,根据传热学理论,构建了320T鱼雷罐重罐、空罐时的二维轴对称模型,且在重罐时在铁水与耐火衬内表面之间建立辐射矩阵来反映铁水与耐火衬之间的热量交换。在此基础上,分析了鞍钢现役320T鱼雷罐铁水温降情况,并根据影响铁水温降地不同因素探讨了添加保温层的厚度与铁水温降的关系、永久层材料选用蜡石砖、粘土砖等不同材料时对铁水温降的影响、罐口封闭及烘罐温度对铁水温降的影响。并根据实际情况提出罐口封闭的实用装置。本文通过建立鱼雷罐重罐时的二维轴对称模型,能够直观的体现出铁水温度分布及铁水温降情况。通过构建铁水与耐火衬内表面之间的辐射矩阵能够较准确反映铁水与耐火衬之间的热量交换,此方法比较新颖创新。且本文采用APDL参数建模,对分析模型进行了罐体几何尺寸及结构参数化设计,提高了分析效率。本文所做工作将为减小鱼雷罐铁水温降做出一定贡献,对鱼雷罐耐火衬的保温设计提供一定理论参考。
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TF31

【参考文献】