寶鋼2030CM12連退爐加熱室溫度場(chǎng)及熱應(yīng)力分析.pdf

1、加熱室是連退生產(chǎn)線(xiàn)上主要的加熱設(shè)備,由于長(zhǎng)期在高溫下工作,加熱室爐殼鋼板出現(xiàn)不同程度的變形,甚至開(kāi)裂現(xiàn)象,導(dǎo)致?tīng)t殼使用壽命縮短。因此,研究加熱室爐殼溫度、熱應(yīng)力和應(yīng)變就顯得十分有必要。本文針對(duì)寶鋼2030CM12加熱室,在大量現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,利用有限單元法對(duì)加熱室爐殼的溫度場(chǎng)、熱應(yīng)力進(jìn)行了系統(tǒng)的分析,并對(duì)爐殼鋼板的蠕變變形進(jìn)行了初步的探討。
　　 本文根據(jù)加熱室實(shí)際工作情況,建立了精確的幾何模型及有限元模型,邊界條件。分析求解

2、得到加熱室爐體穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)分布,并進(jìn)一步分析了各個(gè)熱源、對(duì)流散熱及輻射散熱對(duì)加熱室爐殼溫度場(chǎng)的影響,得到了爐體整體的溫度場(chǎng)分布,并得出爐內(nèi)氣氛通過(guò)耐熱材料傳導(dǎo)的熱量是主要的熱量來(lái)源,對(duì)流散熱是主要的散熱途徑。將爐殼溫度場(chǎng)理論分析結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比,驗(yàn)證了模型的正確。
　　 在爐體穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)分析的基礎(chǔ)上,對(duì)加熱室進(jìn)行了熱應(yīng)力分析,詳細(xì)掌握了加熱室熱應(yīng)力和應(yīng)變狀態(tài)。通過(guò)與實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了所建模型的正確性。對(duì)錨固釘焊接處爐殼鋼板

3、、輻射管之間的爐殼鋼板等存在的應(yīng)力集中區(qū)域進(jìn)行了進(jìn)一步的分析,尋找出了產(chǎn)生應(yīng)力集中的原因,針對(duì)爐殼鋼板存在的薄弱環(huán)節(jié)和出現(xiàn)過(guò)開(kāi)裂的區(qū)域進(jìn)一步考證結(jié)構(gòu)的合理性,并改進(jìn)了橫梁和豎梁的結(jié)構(gòu),得到了良好的效果。
　　 最后,針對(duì)安裝板局部出現(xiàn)的蠕變問(wèn)題進(jìn)行了初步的探討。首先根據(jù)加熱室穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)分布確定了只有在輻射管附近出現(xiàn)蠕變現(xiàn)象,大部分區(qū)域并不發(fā)生蠕變。通過(guò)蠕變分析得出,蠕變并不明顯,加熱室爐殼鋼板出現(xiàn)應(yīng)力松弛現(xiàn)象,整體應(yīng)力趨于均勻,