130T钢包包壳的温度场和应力场的有限元分析

发布时间：2021-12-29 04:17

　　钢包作为钢水运输过程中的重要运输工具，具有储存和转运铁水的功能。钢包在工作过程中，不仅承受来自自身的和钢水的重力作用，而且还需承受钢水高温载荷产生的热膨胀的作用。钢包高温、重载的工作环境，使得钢包容易产生破损，带来重大损失及危险。综合考虑钢包的重载工况和高温载荷工况对于钢包的强度设计具有重要的现实意义。本课题选取某钢铁企业130T钢包作为研究对象，依据钢包的实际布衬和工作状况，通过建立钢包二维轴对称模型，对钢包进行了稳态温度场分析，并探讨了接触热传导系数对钢包的温度场分布的影响。在温度场的基础上利用二维轴对称模型，并通过使用接触单元求解了包衬对包壳热膨胀压力。利用Solidworks软件根据钢包包壳实际尺寸，建立了包壳的三维模型，并将其导入ANSYS软件，将提取的温度场分析的温度载荷及包壳所承受的热膨胀压力施加于三维模型上，并在耳轴处引入辅助块，并在其与耳轴接触部位建立接触对反映包壳的自由热膨胀，对包壳进行了热—应力耦合场的模拟分析。且讨论了在不同温度载荷和热膨胀压力条件下对包壳应力场的影响。讨论了接触热传导系数等各个因素对钢包温度场的影响。讨论了罐衬的布置对包壳所受热膨胀压力的影响。... 

【文章来源】：辽宁科技大学辽宁省

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

钢包的传热示意图

于三维模型上，并在耳轴处引入辅助块，在其与耳轴接触部位建立接触对反映包壳的自由热膨胀，对包壳进行了热—结构耦合场的模拟分析。并讨论了包壳在不同温度载荷和热膨胀压力条件下对包壳应力场的影响。在分析中，充分综合考虑了材料参数随温度变化的非线性和各层接触时的接触热传导系数等各个因素对钢包温度场和应力场的影响。1.3.2 本课题研究流程本文研究流程如下图 1.2 所示：

放钢水以及用于钢水浇注的主要设备，在金化操作，可以调节钢水的温度，使成分钢包一般由外壳、永久层、工作层、耳组成[29]。钢包外壳一般由 20mm～45mm一定数目的排气孔，用于在对钢包进行烘作用主要是保护包壳，防止工作层被侵蚀高钢包使用时间。工作层直与钢水与炉渣较高。加强箍用以加固钢包并非防止钢包其位置一般要高于钢包盛满钢水后的重够保持平衡。滑动水口是钢包重要的部件]。在钢包底部装有 3 个包腿，以便钢包。钢包包体的示意图如图 2.1 所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]钢水包耐火层热应力分析[J]. 陈德亮,贾晓义,姚轶夫.  机械工程师. 2013(06)
[2]绝热层对钢包热行为的影响[J]. 吴鹏飞,徐安军,贺东风,田乃媛.  北京科技大学学报. 2012(05)
[3]新钢包热状态对钢水温度的影响[J]. 吴鹏飞,贺东风,汪红兵,邵俊宁,田乃媛.  钢铁研究学报. 2011(08)
[4]炼钢厂钢包热状态跟踪模型[J]. 贺东风,徐安军,吴鹏飞,田乃媛.  北京科技大学学报. 2011(01)
[5]钢包内衬的设计[J]. 郭艳玲.  耐火与石灰. 2009(03)
[6]钢包内衬膨胀缝对热应力的影响研究[J]. 蒋国璋,孔建益,李公法,陈世杰,陶晓林.  中国冶金. 2007(12)
[7]钢包稳态温度场的有限元模拟[J]. 杨治立,朱光俊,常长志.  特殊钢. 2007(03)
[8]我国钢包用耐火材料的品种及应用[J]. 张兴业,李宗英.  山东冶金. 2007(02)
[9]有限元法及其应用现状[J]. 张晋红,吴风林.  建材技术与应用. 2007(04)
[10]钢包传热研究的发展与现状[J]. 刘占增,郭鸿志.  钢铁研究. 2007(01)

硕士论文
[1]钢包外壁热像与内衬厚度之间关系的模拟研究[D]. 孟庆新.武汉科技大学 2007
[2]钢包复合结构体热机械应力的研究及其寿命预测[D]. 陈世杰.武汉科技大学 2007
[3]钢包热循环过程热状态的数学模拟[D]. 李里.重庆大学 2001



本文编号：3555386