高爐煉鐵是我國現(xiàn)今采用的最普遍的煉鐵方式。我國各重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)的高爐容積都在向大型化發(fā)展,并且現(xiàn)在的工業(yè)生產(chǎn)又要求高爐向著高產(chǎn)量及強(qiáng)化冶煉方向發(fā)展。提高生產(chǎn)力,降低煉鐵成本,延長高爐壽命成為鋼鐵行業(yè)亟待解決的重要問題,高爐的長壽又是煉鐵技術(shù)進(jìn)步的重要標(biāo)志之一。爐缸是高爐結(jié)構(gòu)安全的核心部位,是存儲(chǔ)鐵水的容器,爐缸的爐墻壽命決定了高爐的壽命。但是實(shí)際生產(chǎn)過程中,高爐爐殼會(huì)經(jīng)常發(fā)生開裂,爐殼開裂導(dǎo)致的內(nèi)襯破壞是爐缸區(qū)的主要破損形式之一,研究爐殼開裂問題有重要的實(shí)際意義。本文以高爐爐缸爐墻結(jié)構(gòu)作為研究對象,針對爐殼開裂問題,在ANSYS有限元分析軟件中建立基于APDL語言的參數(shù)化內(nèi)襯+填料+冷卻壁+填料+爐殼5層三維爐墻結(jié)構(gòu)模型。在此基礎(chǔ)上,依據(jù)傳熱學(xué)穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)理論、對流傳熱理論,合理的確定了冷卻壁的換熱系數(shù)、爐殼外緣的換熱系數(shù)等邊界條件。利用ANSYS有限元模擬爐墻的三維溫度場,得到不同內(nèi)襯剩余厚度和裂紋開裂長度的爐墻界面溫度�；跓釕�(yīng)力理論,對內(nèi)襯砌筑、烘爐以及正常工作時(shí)的內(nèi)襯砌體的變形分析,得到內(nèi)襯砌體的等效彈性模量和等效線膨脹系數(shù)。建立考慮內(nèi)襯-冷卻壁、冷卻壁-爐殼滑動(dòng)接觸、爐殼有開裂的...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 高爐結(jié)構(gòu)
    1.3 本文研究的內(nèi)容
第2章 高爐爐缸的溫度場分析
    2.1 有限元概述
    2.2 ANSYS參數(shù)化設(shè)計(jì)語言
    2.3 相關(guān)傳熱理論
        2.3.1 豎直圓筒壁的對流傳熱
        2.3.2 豎直圓筒壁自然對流邊界層方程組
        2.3.3 多層圓筒壁的導(dǎo)熱方程
    2.4 ANSYS溫度場分析步驟
    2.5 高爐爐墻實(shí)體模型
    2.6 爐殼未開裂高爐爐墻溫度場分析
    2.7 爐殼開裂時(shí)高爐爐墻溫度場分析
    2.8 界面溫度的影響因素
    2.9 熱彈-塑性力學(xué)模型的溫度場計(jì)算
        2.9.1 界面溫度的計(jì)算
        2.9.2 熱彈-塑性力學(xué)模型
        2.9.3 熱彈-塑性力學(xué)模型的溫度場
    2.10 本章小結(jié)
第3章 高爐爐缸的三維應(yīng)力分析
    3.1 ANSYS接觸分析
        3.1.1 接觸分類
        3.1.2 接觸對的建立
    3.2 耐火材料砌體的材料力學(xué)設(shè)計(jì)原理
        3.2.1 單層砌體的均勻熱應(yīng)力
        3.2.2 砌體的強(qiáng)度條件
        3.2.3 烘爐對高爐內(nèi)襯熱膨脹吸收效應(yīng)分析
        3.2.4 本文中內(nèi)襯磚砌體參數(shù)修正
    3.3 熱應(yīng)力基本方程
    3.4 應(yīng)力分析的步驟
    3.5 爐殼未開裂時(shí)的應(yīng)力分析
        3.5.1 爐墻的應(yīng)力分析
        3.5.2 內(nèi)襯的徑向應(yīng)力與環(huán)向應(yīng)力
        3.5.3 爐殼徑向應(yīng)力與環(huán)向應(yīng)力
    3.6 爐殼開裂時(shí)的應(yīng)力分析
        3.6.1 爐墻的應(yīng)力分析
        3.6.2 內(nèi)襯的徑向應(yīng)力和環(huán)向應(yīng)力
        3.6.3 爐殼的徑向應(yīng)力和環(huán)向應(yīng)力
    3.7 內(nèi)襯環(huán)向應(yīng)力的影響因素
        3.7.1 內(nèi)襯剩余厚度對應(yīng)力分析的影響
        3.7.2 裂紋長寬對應(yīng)力分析的影響
    3.8 本章小結(jié)
第4章 三維仿真分析與理論計(jì)算的結(jié)果對比
    4.1 相關(guān)理論
        4.1.1 軸對稱溫度分布
        4.1.2 軸對稱溫度和均布?jí)毫ο聢A筒的應(yīng)力方程
    4.2 平面軸對稱模型的結(jié)構(gòu)分析
        4.2.1 模型簡化
        4.2.2 推導(dǎo)內(nèi)襯的外邊界環(huán)向應(yīng)力
        4.2.3 內(nèi)襯體的強(qiáng)度條件
    4.3 數(shù)據(jù)對比和誤差計(jì)算
    4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3917399