新型钢包超保温和轻质化性能影响分析及寿命预测研究

发布时间：2025-03-19 21:18

　　钢包的保温性对精炼处理和连铸工艺、生产流程管理以及钢包寿命有着重要的影响,轻质化直接影响钢厂冶炼节奏的加快和钢包的扩容。“超保温”、“长寿化”、“轻质化”成为当代钢包发展的主题。单一研究钢包保温性能和钢包长寿化、轻质化的文献较多,但作为一体化研究,尤其是相互影响的研究较少,对钢铁行业的发展及新工艺的发展起不到很好的促进,因此有必要进行深入化的研究。本文以传统钢包为研究对象,基于传统钢包壳的温度测量和有限元软件对钢包内衬的结构和材料的物性参数进行分析和优化,实现钢包的超保温、轻质化、长寿化。本文的主要研究内容如下:(1)基于传统钢包分析钢包的保温、轻质、长寿三个性能主要影响因素,分析对比得出性能相互影响规律,为后续研究提供理论基础。(2)基于对传统钢包的温度场仿真和钢包壳的温度测量实验,掌握了钢包温度水平和分布情况,验证传统钢包模型建立的有效性,接着对钢包内衬材料的物性参数进行分析模拟对比,得到新型钢包的初步内衬的结构和物性参数。(3)针对新型钢包内衬结构,对其进行多场的耦合分析。实验结果表明新型钢包的外壳温度和温降都比传统钢包的低,说明钢包的保温性能有所提升,从应力云图看出新型的应力分布...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 钢包保温性能的国内外研究现状
        1.2.2 钢包轻质化性能的国内外研究现状
        1.2.3 钢包长寿化性能的国内外研究现状
    1.3 本文的研究内容
第2章 钢包性能影响因素
    2.1 钢包保温性能及其影响因素
        2.1.1 钢包热传导及数学模型
        2.1.2 钢包热循环流程的划分
        2.1.3 钢包物性参数对保温性能的影响
        2.1.4 钢包加盖对保温性能的影响
    2.2 钢包轻质化性能及其影响因素
        2.2.1 微粉对性能的影响
        2.2.2 轻质骨料加入的影响
        2.2.3 漂珠加入的影响
    2.3 钢包长寿化及其影响因素
    2.4 本章小结
第3章 钢包新型内衬结构分析
    3.1 传统钢包有限元分析
        3.1.1 传统钢包结构及物性参数
        3.1.2 传统钢包温度场仿真
    3.2 钢包外壳表面温度测试
        3.2.1 测试的目的和内容
        3.2.2 钢包温度测量方案及结果
    3.3 新型钢包内衬结构方案
    3.4 钢包内衬物性参数的选择
    3.5 本章小结
第4章 新型钢包多场仿真分析
    4.1 新型钢包温度场分析
        4.1.1 新型钢包模型的建立
        4.1.2 内衬材料属性的定义
        4.1.3 网格划分和边界条件的添加
        4.1.4 仿真结果求解
    4.2 新型钢包应力场分析
        4.2.1 热应力方程的建立
        4.2.2 边界条件和结果求解
    4.3 新型钢包流场模拟分析
        4.3.1 数学模拟基本原理
        4.3.2 模拟条件和仿真结果求解
    4.4 本章小结
第5章 钢包壳疲劳分析及内衬厚度预测
    5.1 钢包壳的疲劳分析
        5.1.1 损伤容限法
        5.1.2 基于有限元的钢包疲劳分析
    5.2 钢包内衬厚度预测模型
        5.2.1 BP神经网络的结构
        5.2.2 模型求解
    5.3 本章小结
第6章 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文及专利
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目



本文编号：4036873