高爐爐腹區(qū)域鑄銅冷卻壁數(shù)值模擬及熱態(tài)試驗(yàn)方案研究.pdf

1、高爐長(zhǎng)壽對(duì)于鋼鐵企業(yè)高效、可持續(xù)發(fā)展有著重要意義，而冷卻壁的使用壽命是影響高爐壽命的根本因素之一，因此須注重冷卻壁的高效長(zhǎng)壽研究。
　　實(shí)踐表明，高爐爐腹區(qū)域工況惡劣，是高爐長(zhǎng)壽的限制性環(huán)節(jié)。由于銅冷卻壁導(dǎo)熱性能好，易形成穩(wěn)定渣皮，人們對(duì)于在高爐爐腹區(qū)域采用銅冷卻壁已逐漸達(dá)成共識(shí)。作為一種新型銅冷卻壁，埋銅管鑄銅冷卻壁通過(guò)采用合理的鑄造工藝，已實(shí)現(xiàn)了其本體與銅管之間的冶金結(jié)合，徹底消除了氣隙層。其冷卻性能與軋制銅冷卻壁相當(dāng)，而制造

2、工序更少，能源耗損更小，成本更低，因此具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和很好的發(fā)展前景。埋銅管鑄銅冷卻壁也已成功應(yīng)用于國(guó)內(nèi)多個(gè)大型鋼廠高爐爐腹區(qū)域。
　　目前對(duì)這種冷卻壁的研究主要限于壁體直立的常規(guī)結(jié)構(gòu)，對(duì)爐腹區(qū)域壁體傾斜的結(jié)構(gòu)及其優(yōu)化研究較少。因此，為完善鑄銅冷卻壁研究、提升冷卻壁冷卻性能、延長(zhǎng)冷卻壁乃至高爐壽命，本文對(duì)爐腹區(qū)域埋銅管鑄銅冷卻壁進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改進(jìn)以及數(shù)值模擬，并提出了改進(jìn)型鑄銅冷卻壁的鑄造工藝以及熱態(tài)試驗(yàn)方案。主要研究?jī)?nèi)容包括:

3、
　　(1)分析爐腹區(qū)域冷卻壁水管破損的情況，并對(duì)該區(qū)域鑄銅冷卻壁進(jìn)水管凸臺(tái)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。
　　(2)采用有限元分析技術(shù)，通過(guò)熱-結(jié)構(gòu)耦合方法分析比較改進(jìn)前后的冷卻壁溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)及熱變形情況，以證明進(jìn)水管凸臺(tái)結(jié)構(gòu)改進(jìn)后的鑄銅冷卻壁具有更好的冷卻性能和更低的破損概率。
　　(3)以改進(jìn)型鑄銅冷卻壁為計(jì)算模型，對(duì)影響其溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的相關(guān)因素以及異常工況進(jìn)行進(jìn)一步仿真研究。
　　(4)對(duì)爐腹區(qū)域改進(jìn)型鑄銅冷卻壁的鑄