整體澆注鋼包內(nèi)襯熱應(yīng)力數(shù)值模擬研究及優(yōu)化.pdf

1、鋼包內(nèi)襯是決定鋼包壽命的關(guān)鍵，鋼包內(nèi)襯材料最常見的損壞方式是受熱應(yīng)力破壞。
　　 以往對(duì)鋼包研究都是偏向于以砌筑磚為主的鋼包內(nèi)襯材料，單一的從材料性能角度或者熱力學(xué)角度進(jìn)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(xué)相結(jié)合角度出發(fā)，采用實(shí)驗(yàn)方法與數(shù)值分析方法進(jìn)行研究。采用實(shí)驗(yàn)方法分析了原料組成變化對(duì)材料物性影響;運(yùn)用有限元原理，采用數(shù)值分析方法比較了鋼包內(nèi)襯使用工況下所承受的溫度場及應(yīng)力場變化

2、情況;分析內(nèi)襯材料物性參數(shù)變化對(duì)熱應(yīng)力的影響，針對(duì)生產(chǎn)中所采用包底情況進(jìn)行了熱應(yīng)力分析。
　　 結(jié)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(dá)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(dá)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(nèi)，包底部分溫差較大，部分時(shí)間差值在70℃以上。提高預(yù)熱溫度可降低鋼包達(dá)到準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)所需

3、時(shí)間，在現(xiàn)有烘烤制度中可將小火烘烤時(shí)間減少1～2小時(shí);3）鋼包在臺(tái)車上應(yīng)力最大值在包底靠近外端處，在吊起狀態(tài)下應(yīng)力最大值處于與鋼包耳軸位置相對(duì)應(yīng)處。在現(xiàn)有工藝下，包底受熱沖擊時(shí)應(yīng)力分布與抗沖擊區(qū)開孔形狀無關(guān)。
　　 通過分析內(nèi)襯材料物性對(duì)熱應(yīng)力影響可知，內(nèi)襯材料熱應(yīng)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(nèi)襯材料導(dǎo)熱率對(duì)材料應(yīng)力值變化影像不大，但對(duì)溫度分布影響較大，使用中內(nèi)襯材料厚度變化對(duì)內(nèi)襯熱應(yīng)力影