膨胀间隙对转炉炉壳热应力的影响

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由于高度热传导性和高度热膨胀性镁碳耐火材料在转炉上的广泛使用，产生了一些新的问题如：高的炉体温度以及由此造成的炉壳和炉衬热应力。如果炉壳的热应力状态超过材料的强度极限，材料的损坏和破裂就会产生。本文针对包钢二炼钢210吨转炉讨论上述问题，并采一些取措施来控制炉壳热应力。具体工作及创新点如下： 1．根据实际转炉建立几何模型，以有限元为手段，模拟了在空气自然对流和热辐射条件下转炉炉体温度场分布，模拟得到的炉体温度场较能反映实际状况，为热—应力耦合场分析提供了温度分布结果。 2．完成了炉体在空气自然对流和热辐射条件下热弹塑性应力的多参数耦合非线性二维有限元模拟，并考虑了炉衬和炉壳材料的物性参数随温度变化的特点，研究了该条件下炉体综合热应力分布及变化规律。在炉壳总的热应力成分中，热膨胀应力作用大于温度不均热应力。 3．通过合理设置膨胀间隙可以减小炉壳热膨胀应力，从而降低炉壳总的热应力。最佳膨胀间隙是使炉衬中产生有利的应力状态时的最小间隙，本课题从转炉内衬膨胀间隙角度出发，探讨高温条件下内衬砖体膨胀间隙变化对转炉炉壳应力场分布的影响，并运用ANSYS接触应力分析方法确定合适的转炉内衬热膨胀缝隙，从而更真实的模拟转炉的工作状况。研究发现约0.8％的径向膨胀间隙是最佳选择。

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作者
孟超平;
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作者单位

内蒙古科技大学;

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授予单位内蒙古科技大学;
学科机械设计理论
授予学位硕士
导师姓名任学平;
年度 2008
页码
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类转炉机械设备;冶金炉设计和计算;
关键词
转炉; 耐火材料; 炉壳材料; 热应力分布; 有限元模拟;

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