新型耐火材料改善钢包热特性的研究
发布时间：2021-09-19 18:17
在冶金生产中,钢水温度的高低将直接影响到连铸和其他工序的顺利进行。因此,研究钢包内钢水在运输、浇注过程中的温降规律,实现出钢温度准确预测,保持钢水温度条件稳定和实现低温浇注,对提高钢产品质量意义重大,具有明显的经济效益。本文建立了钢包三维热循环模型,在现场实验测试数据验证的基础上,利用有限元分析软件FLUENT对钢包烘烤、静置、浇注、空包过程进行了数值模拟,获得了钢包内衬温度在不同过程中随时间的变化规律、壁面热损失以及钢液的温降。在热循环过程中,研究了不同耐火材料对钢包内衬热损、钢液温降、出钢温度的影响。钢包烘烤过程中各层耐材都在蓄热,工作层最先稳定。钢水静置过程中,钢包耐材还处于蓄热状态,工作层温升快,蓄热损失较大。浇注过程中钢液的总热损主要来源于壁面与覆盖剂的热损失。常规钢包烘烤结束时外壁温度为209℃;静置过程中钢液温降145℃;浇注过程中钢液温降25℃,钢水平均降温速率为0.5℃/min,热损失主要分布在壁面,损失率50%,其次为覆盖剂表面,损失率26%。改进型钢包烘烤结束时外壁温度为175℃;静置过程中钢液温降144℃;浇注过程中钢液温降24℃,钢水平均降温速率为0.48℃/...
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．２常规钢包和ＷＤＳ钢包的结构示意图??Ｆｉｇ．?２．２?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ?ｌａｄｌｅ?ａｎｄ?ＷＤＳ?ｌａｄｌｅ??入，
２．３．３．１空包阶段传热模型实体模型与网格划分??本文根据国内某钢厂现场生产使用的１５０吨钢包建立三维实体模型，考虑到钢包的??对称性，取１／４为计算区域。建立的钢包空包阶段三维模型与网格划分如图２．３所示。??（ａ）空包模型?（ｂ）空包模型网格??图２．３空包阶段三维模型与网格划分??Ｆｉｇ．?２．３?Ｔｈｒｅｅ?ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ?ｍｏｄｅｌ?ａｎｄ?ｍｅｓｈ?ｏｆ?ｅｍｐｔｙ?ｌａｄｌｅ??２．３．３．２空包阶段传热方程??以函数表示钢包在位置及时刻ｔ的温度，钢包包壁和包底的热传??导用三维热传导方程来描述；??斗半问＋斗（２．１）??ｄｔ?ｄｘ＼?ｄｘ）?ｄｙ）?ｄｚ＼?ｄｚ）??式中：??ｃ？为材料比热容，Ｊ／ｋｇ＿Ｋ；??ｐ为材料密度，ｋｇ／ｍ３：??／为时间，ｓ；??Ａ：为物体在处的导热系数，Ｗ／ｍ－Ｋ。??－１８－??
２．３．４烘烤阶段模型的建立与求解??２．３．４．］烘烤阶段实体模型与网格划分??钢包烘烤阶段三维模型与网格划分如图２．４所示??Ｍ??⑷烘烤模型（的烘烤模型网格??图２．４烘烤阶段三维模型与网格划分??Ｆｉｇ．?２．４?Ｔｈｒｅｅ?ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ?ｍｏｄｅｌ?ａｎｄ?ｍｅｓｈ?ｏｆ?ｂａｋｉｎｇ?ｓｔａｇｅ??２．３．４．２烘烤过程传热方程??浇注阶段的包壁及包底的热传导的描述方程与空包时包壁和包底的相同，如式（２．１）??所示。??２．３Ａ３烘烤过程边界条件??内热源设为恒定温度１０００°ｃ对钢包进行烘烤，钢包工作层内壁和不同耐材交界面均??使用耦合壁面条件，钢包壳体外壁采用第三类温度边界条件，外界环境温度设为２７°Ｃ，??－２０－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]转炉炼钢厂钢包全程加盖技术开发与应用[J]. 韦瑞宝,杨剑洪,陆志坚,陈永金,宾利文. 柳钢科技. 2016(01)
[2]钢包铝镁碳砖的研制与应用[J]. 张小红,薛群虎,郁书中. 安徽冶金科技职业学院学报. 2015(03)
[3]Preparation of Nanoporous Thermal Insulating Materials and Their Application as Ladle Linings[J]. YU Jingkun,HAN Lu. China’s Refractories. 2014(04)
[4]高铝纤维复合SiO2质纳米微孔隔热材料研究[J]. 孙小飞,王刚,袁波. 耐火材料. 2014(06)
[5]覆盖剂和保温层对钢包钢水温降影响的数值模拟[J]. 袁林华,于景坤,刘诗薇,杜传明. 山东冶金. 2014(05)
[6]复合反射绝热板在210t钢包上的传热效果[J]. 王卫华,钟凯,曹勇. 炼钢. 2014(05)
[7]新型轻质浇注料性能及其应用模拟研究[J]. 程本军,谭慎迁. 硅酸盐通报. 2014(06)
[8]不同基料对绝热涂料高温绝热性能的影响[J]. 曹光远,郭汉杰,李林,李宏亮,郭闯. 北京科技大学学报. 2014(S1)
[9]新型纳米级微孔隔热材料在炼钢生产中的应用[J]. 刘志远,王重君,刘礼龙. 中国冶金. 2014(03)
[10]230t钢包高效保温技术的研究与应用[J]. 刁承民,刘国. 山东冶金. 2014(01)
硕士论文
[1]新型轻质钢包浇注料性能及应用仿真研究[D]. 谭慎迁.中南大学 2014
[2]薄层钢包长寿、高效保温技术开发及应用[D]. 何维祥.重庆大学 2007
[3]宝钢—炼钢厂300t钢包钢水温度预报模型[D]. 田建国.江苏大学 2005
本文编号：3402104
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．２常规钢包和ＷＤＳ钢包的结构示意图??Ｆｉｇ．?２．２?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ?ｌａｄｌｅ?ａｎｄ?ＷＤＳ?ｌａｄｌｅ??入，
２．３．３．１空包阶段传热模型实体模型与网格划分??本文根据国内某钢厂现场生产使用的１５０吨钢包建立三维实体模型，考虑到钢包的??对称性，取１／４为计算区域。建立的钢包空包阶段三维模型与网格划分如图２．３所示。??（ａ）空包模型?（ｂ）空包模型网格??图２．３空包阶段三维模型与网格划分??Ｆｉｇ．?２．３?Ｔｈｒｅｅ?ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ?ｍｏｄｅｌ?ａｎｄ?ｍｅｓｈ?ｏｆ?ｅｍｐｔｙ?ｌａｄｌｅ??２．３．３．２空包阶段传热方程??以函数表示钢包在位置及时刻ｔ的温度，钢包包壁和包底的热传??导用三维热传导方程来描述；??斗半问＋斗（２．１）??ｄｔ?ｄｘ＼?ｄｘ）?ｄｙ）?ｄｚ＼?ｄｚ）??式中：??ｃ？为材料比热容，Ｊ／ｋｇ＿Ｋ；??ｐ为材料密度，ｋｇ／ｍ３：??／为时间，ｓ；??Ａ：为物体在处的导热系数，Ｗ／ｍ－Ｋ。??－１８－??
２．３．４烘烤阶段模型的建立与求解??２．３．４．］烘烤阶段实体模型与网格划分??钢包烘烤阶段三维模型与网格划分如图２．４所示??Ｍ??⑷烘烤模型（的烘烤模型网格??图２．４烘烤阶段三维模型与网格划分??Ｆｉｇ．?２．４?Ｔｈｒｅｅ?ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ?ｍｏｄｅｌ?ａｎｄ?ｍｅｓｈ?ｏｆ?ｂａｋｉｎｇ?ｓｔａｇｅ??２．３．４．２烘烤过程传热方程??浇注阶段的包壁及包底的热传导的描述方程与空包时包壁和包底的相同，如式（２．１）??所示。??２．３Ａ３烘烤过程边界条件??内热源设为恒定温度１０００°ｃ对钢包进行烘烤，钢包工作层内壁和不同耐材交界面均??使用耦合壁面条件，钢包壳体外壁采用第三类温度边界条件，外界环境温度设为２７°Ｃ，??－２０－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]转炉炼钢厂钢包全程加盖技术开发与应用[J]. 韦瑞宝,杨剑洪,陆志坚,陈永金,宾利文. 柳钢科技. 2016(01)
[2]钢包铝镁碳砖的研制与应用[J]. 张小红,薛群虎,郁书中. 安徽冶金科技职业学院学报. 2015(03)
[3]Preparation of Nanoporous Thermal Insulating Materials and Their Application as Ladle Linings[J]. YU Jingkun,HAN Lu. China’s Refractories. 2014(04)
[4]高铝纤维复合SiO2质纳米微孔隔热材料研究[J]. 孙小飞,王刚,袁波. 耐火材料. 2014(06)
[5]覆盖剂和保温层对钢包钢水温降影响的数值模拟[J]. 袁林华,于景坤,刘诗薇,杜传明. 山东冶金. 2014(05)
[6]复合反射绝热板在210t钢包上的传热效果[J]. 王卫华,钟凯,曹勇. 炼钢. 2014(05)
[7]新型轻质浇注料性能及其应用模拟研究[J]. 程本军,谭慎迁. 硅酸盐通报. 2014(06)
[8]不同基料对绝热涂料高温绝热性能的影响[J]. 曹光远,郭汉杰,李林,李宏亮,郭闯. 北京科技大学学报. 2014(S1)
[9]新型纳米级微孔隔热材料在炼钢生产中的应用[J]. 刘志远,王重君,刘礼龙. 中国冶金. 2014(03)
[10]230t钢包高效保温技术的研究与应用[J]. 刁承民,刘国. 山东冶金. 2014(01)
硕士论文
[1]新型轻质钢包浇注料性能及应用仿真研究[D]. 谭慎迁.中南大学 2014
[2]薄层钢包长寿、高效保温技术开发及应用[D]. 何维祥.重庆大学 2007
[3]宝钢—炼钢厂300t钢包钢水温度预报模型[D]. 田建国.江苏大学 2005
本文编号：3402104
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3402104.html
