钢包预热过程热应力影响因子和预报模型.pdfVIP

第34卷第1期 武汉科技大学学报 V01．34，No．1 ofWuhan Feb．2011 2011年2月 Journal ofScienceand University Technology 钢包预热过程热应力影响因子及预报模型 Harmuthl，DietmarGruberl，Thomas 金胜利1’2，Harald Auerl，李亚伟2 (1．莱奥本矿冶大学陶瓷研究所。奥地利莱奥本，A一87005 2．武汉科技大学耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地。中国武汉，430081) 摘要：运用有限元软件ABAQUS建立钢包包衬的线性弹性模型，模拟钢包预热过程包衬的热应力，分析包衬 厚度厦其材料物理性能对包衬内最大热应力和钢壳表面温度的影响；采用偏最小二乘法建立包衬厚度及材 料物理性能与包衬内最大热应力、钢壳表面温度问的预报模型。结果表明，工作衬材料物理性能对包衬最大 应力和钢壳表面温度起主要影响作用；较之于无绝热衬，有绝热衬钢包永久衬材料物理性能对钢包热应力和 钢壳表面温度的影响作用显著降低。 关键词：钢包；耐火材料；预热；包衬；模拟 中图分类号：TF769．2文献标志码：A 文章编号：1674—3644(2011)01-0028-04 钢包使用前的烘烤一方面可充分蒸发浇注料 材料物理性能参数如表1所示。 中的水分，避免水蒸气引起的爆裂行为；另一方面 预热后的包衬能减轻装钢瞬间的热震损伤[1]。其 热震损伤主要以两种破坏形式出现：①高温阶段 产生的温度梯度导致在离热面几厘米处出现张应 力破坏；②较低温度的钢包包壳限制了钢包的热 膨胀，导致工作衬热面出现压应力破坏[2。4]。因此 工作衬热面温度和预热时间是影响钢包预热效果 的重要因素。从经济角度讲，钢包预热时间越短 图1钢包平面模型示意图 越好，其最佳值取决于钢包预热过程中出现的热 Schematicoftheladle model Fig．1 diagram plane 应力大小。 表l包衬厚度及其材料物理性能参数 本文选取17h作为钢包预热时间，研究包衬 TablelThicknessand of materials physicalpropertieslining 厚度及其材料物理性能对钢包最大热应力及钢壳 参数 工作村永久衬绝热衬 钢壳 表面温度的影响，建立包衬厚度、材料物理性能与 厚度L／mm 150 65 0—15 30 钢包最大热应力和钢壳表面温度的关系预报模 杨氏模量E／GPa 25 21 0．17 210 型。 热导率／W·m一1·K一1(室温)8．58．4 0．15 50 1模型和研究方法 研究钢包热应力的影响因子一般有两种模