氧槍噴頭是轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)中的關(guān)鍵零部件之一,其在工作過程中受到鋼液的高溫?zé)彷椛?以及飛濺的鋼渣、鋼液的沖刷和侵蝕,內(nèi)部又受到循環(huán)水流的冷卻,導(dǎo)致噴頭內(nèi)部存在較大的溫度差而產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力。且在反復(fù)吹煉過程中,熱應(yīng)力的大幅度變化也會(huì)導(dǎo)致噴頭反復(fù)地收縮、膨脹。這些都會(huì)造成氧槍噴頭過熱、燒損以及變形等破壞,直接縮短噴頭的使用壽命,降低經(jīng)濟(jì)效益。近幾年,國(guó)內(nèi)煉鋼廠使用的氧槍噴頭主要有兩種,一種是鑄造氧槍噴頭,另一種是鍛造氧槍噴頭,且這兩種氧槍噴頭在使用壽命上有明顯的差異。本論文擬從鑄/鍛兩種銅質(zhì)氧槍噴頭材料性能研究入手,通過試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬的方法分析其不同加工工藝情況下相同材料、相同結(jié)構(gòu)的氧槍噴頭不同的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng),探究其高溫?fù)p傷的關(guān)鍵部位,并開展熱疲勞壽命預(yù)測(cè),研究成果將對(duì)氧槍噴頭的維護(hù)以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化具有重要的意義。本文首先通過室溫拉伸試驗(yàn)獲得鑄/鍛無(wú)氧銅材料的力學(xué)性能參數(shù),為后續(xù)的有限元分析提供有力的數(shù)據(jù)支撐;其次通過高溫?zé)嵫h(huán)試驗(yàn)探究了熱循環(huán)次數(shù)對(duì)鑄/鍛氧槍噴頭熱疲勞性能的影響。然后根據(jù)氧槍的實(shí)際工作情況,采用ANSYS Workbench軟件對(duì)噴頭進(jìn)行一個(gè)冶煉周期的熱-結(jié)構(gòu)耦合模擬,分...

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
1.緒論
    1.1 課題背景
    1.2 氧槍噴頭損傷失效介紹
        1.2.1 氧槍噴頭粘鋼、粘渣
        1.2.2 噴頭端部漏水
        1.2.3 噴頭變形
    1.3 氧槍噴頭材料特性與應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.5 本課題研究?jī)?nèi)容
2.材料室溫及高溫?zé)嵫h(huán)后力學(xué)性能
    2.1 引言
    2.2 氧槍噴頭鑄/鍛成形工藝
    2.3 試驗(yàn)儀器及方案
        2.3.1 試驗(yàn)儀器
        2.3.2 室溫力學(xué)性能測(cè)試
        2.3.3 彈性模量和泊松比測(cè)定
        2.3.4 高溫循環(huán)后力學(xué)性能測(cè)試
    2.4 試驗(yàn)結(jié)果
        2.4.1 室溫力學(xué)性能
        2.4.2 泊松比測(cè)定結(jié)果
        2.4.3 高溫循環(huán)后力學(xué)性能
    2.5 本章小結(jié)
3.氧槍噴頭熱-結(jié)構(gòu)耦合數(shù)值模擬
    3.1 引言
    3.2 熱分析基本理論
        3.2.1 有限元分析基本原理與步驟
        3.2.2 熱分析的有限元控制方程
        3.2.3 瞬態(tài)問題求解
    3.3 氧槍噴頭的有限元模型
        3.3.1 氧槍噴頭的三維幾何模型
        3.3.2 氧槍噴頭的三維有限元模型
        3.3.3 氧槍噴頭熱物性參數(shù)
    3.4 噴頭溫度場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)仿真分析
        3.4.1 噴頭數(shù)值分析的基本假設(shè)
        3.4.2 噴頭初始條件和邊界條件
        3.4.3 溫度場(chǎng)求解有限元分析
        3.4.4 熱應(yīng)力場(chǎng)求解有限元分析
    3.5 本章小結(jié)
4.鑄/鍛氧槍噴頭壽命預(yù)測(cè)
    4.1 引言
    4.2 nCode Design Life簡(jiǎn)介
    4.3 熱疲勞分析理論
    4.4 熱疲勞壽命仿真分析
        4.4.1 疲勞分析參數(shù)設(shè)置
        4.4.2 氧槍噴頭熱疲勞分析過程
        4.4.3 氧槍噴頭壽命預(yù)測(cè)結(jié)果及分析
    4.5 本章小結(jié)
5.結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介



本文編號(hào)：3838128