整體澆注鋼包內襯熱應力數(shù)值模擬研究及優(yōu)化.pdf

1、鋼包內襯是決定鋼包壽命的關鍵，鋼包內襯材料最常見的損壞方式是受熱應力破壞。
　　 以往對鋼包研究都是偏向于以砌筑磚為主的鋼包內襯材料，單一的從材料性能角度或者熱力學角度進行分析研究。本文以山西某鋼廠90t整體鋁鎂澆注料鋼包為背景，從材料性能研究與熱力學相結合角度出發(fā)，采用實驗方法與數(shù)值分析方法進行研究。采用實驗方法分析了原料組成變化對材料物性影響;運用有限元原理，采用數(shù)值分析方法比較了鋼包內襯使用工況下所承受的溫度場及應力場變化

2、情況;分析內襯材料物性參數(shù)變化對熱應力的影響，針對生產中所采用包底情況進行了熱應力分析。
　　 結果表明:1）鎂粉含量在9.5％～10.5％，硅微粉含量在3％～4％，可使目前配比下所使用材料性能達到最優(yōu)，將目前所使用材料硅微粉含量增加0.5％，電熔鎂粉含量減少0.3％，材料性能達到優(yōu)化;2）烘烤過程中整體澆注鋼包壁面并不是均勻分布，差值在20℃以內，包底部分溫差較大，部分時間差值在70℃以上。提高預熱溫度可降低鋼包達到準穩(wěn)態(tài)所需

3、時間，在現(xiàn)有烘烤制度中可將小火烘烤時間減少1～2小時;3）鋼包在臺車上應力最大值在包底靠近外端處，在吊起狀態(tài)下應力最大值處于與鋼包耳軸位置相對應處。在現(xiàn)有工藝下，包底受熱沖擊時應力分布與抗沖擊區(qū)開孔形狀無關。
　　 通過分析內襯材料物性對熱應力影響可知，內襯材料熱應力增加值比例與彈性模量增加值比例接近，線膨脹系數(shù)影響要弱于彈性模量，內襯材料導熱率對材料應力值變化影像不大，但對溫度分布影響較大，使用中內襯材料厚度變化對內襯熱應力影