不同工况下各种材质高炉冷却壁温度场数值模拟

建立高炉冷却壁稳态传热模型,模拟球墨铸铁、铸钢和铜3种材质的冷却壁在热面镶砖、裸露和挂渣等工况下的温度场分布。结果表明,相同工况条件下,铜冷却壁导热性能优于铸钢冷却壁导热性能,铸钢冷却壁导热性能优于球墨铸铁冷却壁导热性能;铸钢冷却壁热面温度远低于球墨铸铁冷却壁热面温度;渣皮的存在,对冷却壁体起温度降低和保护作用,从而延长冷却器及高炉寿命。

极限工况下铸铁冷却壁热态试验研究

从传热学角度对消失模工艺生产的铸铁冷却壁热阻进行了分析,设计并建造了冷却壁热态试验炉,对该工艺生产的铸铁冷却壁在极限工作条件下的冷却效果进行了热态试验,分别测试了冷却壁在800℃、900℃、1 000℃及1 100℃的不同温度条件下和0.5 m/s、1.0 m/s、1.5 m/s及2.0 m/s的不同水速条件下工作时的换热性能。并对不同的水管涂层工艺、壁体边角部位传热效果等对冷却壁导热性能影响较大的因素进行了分析。试验结果表明:消失模工艺生产的铸铁冷却壁导热性能良好,满足高炉炉腰炉腹位置使用要求;冷却壁边角部位是壁体冷却的薄弱环节,在生产中需加以关注;采用喷涂水管涂层工艺的冷却壁传热性能要优于采用人工刷涂工艺的冷却壁。

球墨铸铁冷却壁热态实验与数值模拟

为测定消失模工艺生产的球墨铸铁冷却壁的实际冷却性能,进行1∶1热态实验。同时建立铸铁冷却壁三维稳态传热模型,模拟铸铁冷却壁的温度场分布。热态实验结果表明:该球墨铸铁冷却壁壁体与冷却水之间的综合换热系数为228 W/(m2·℃),与日本新日铁第四代冷却壁相近。炉温变化对冷却壁热面温度的影响大于其对冷却壁冷面温度的影响。提高冷却水速可以降低冷却壁壁体温度,但效果不明显。模型计算结果与热态实验的比较,验证了计算模型的有效性。

椭圆水管铸铁冷却壁结构优化研究

基于有限元ANSYS软件,采用数值模拟的方法,分析了炉气温度、壁体厚度、水管间距、水管直径及水管椭圆度对椭圆管型铸铁冷却壁传热效果的影响,以及其对炉气的适应能力。结果表明：水管短长轴之比越小,即水管越扁,炉气温度对椭圆管型冷却壁传热影响越小。从冷却壁的传热角度考虑,冷却壁的椭圆管最佳短长轴之比为0.2~0.7,且越小越好。

基于Fluent软件的高炉冷却壁结构优化

基于Fluent软件,建立高炉冷却壁三维稳态传热模型,通过对不同结构参数下的铸铁冷却壁温度场的计算,分析了水管直径、水管中心线距冷却壁热面距离、槽深度、壁体厚度等因素对高炉冷却壁温度分布的影响。计算结果表明:在一定范围内,增大水管直径、减小水管中心线距冷却壁热面距离、减小槽深度、减小壁体厚度都可以降低冷却壁热面温度,延长冷却壁寿命。优化后的冷却壁与原冷却壁相比,相应的冷却壁热面温度降低了51.2℃,冷面温度降低了14.0℃,冷热面温差降低了37.2℃,冷却性能有较大幅度的提高。

高炉冷却壁冷却能力影响因素分析

通过对某厂生产的高炉铸铁冷却壁进行热阻分析,计算不同参数条件下冷却壁本体与冷却水之间的综合换热系数,从而探讨冷却水速、水垢厚度、涂层厚度、气隙厚度等因素对高炉冷却壁冷却能力的影响.结果表明,提高冷却水速、减少水垢、减小涂层厚度均可提高冷却壁本体与冷却水之间的综合换热系数;气隙热阻占总热阻的71.6%以上,是影响冷却壁冷却能力的限制性环节,减小气隙厚度可以明显提高综合换热系数.冷却壁本体与冷却水之间的综合换热系数在121.5~343.8W/（m^2·℃）范围内.

高炉铸铁冷却壁结构优化

采用正交试验和数值模拟方法对高炉炉身下部冷却壁主要结构参数进行优化,对优化前后的冷却壁温度场进行计算。结果表明,冷却壁热面最高温度的影响因素中影响程度从大到小依次为:水管直径、水管间距、水管中心线距冷却壁热面距离、壁体厚度,其中水管直径、水管间距和水管中心线距冷却壁热面距离为显著因素;最优冷却壁结构参数组合为:水管直径60mm、水管间距180mm、水管中心线距冷却壁热面距离120mm、壁体厚度220mm,优化后的冷却壁较优化前的冷却壁冷却性能有较大幅度的改善。

影响高炉冷却壁冷却性能的若干因素分析

基于商业软件FLUENT,建立高炉冷却壁三维稳态传热模型,通过对铸铁冷却壁温度场的计算,分别研究了水管间距、水管直径、冷却水温度、椭圆形水管椭圆度等因素对高炉冷却壁温度分布的影响。

铸铁水冷转炉炉口制造技术

转炉炉体一般由炉帽、炉壳（炉身）、炉底3部分组成,为了便于转炉工作时加料、插入氧枪、排出炉气和倒渣,在炉帽顶部设有圆形炉口。炼钢时,炉内温度在1 600℃以上。为延长炉帽的金属壳和炉衬的使用寿命,普遍采用循环水强制冷却的水冷炉口。

转炉水冷炉口的寿命分析与材质选择

基于ABAQUS对稳定工况下的水冷炉口进行了数值模拟,得到了温度、应力和应变随时间变化的函数。结果显示,水冷炉口内圆处长期受到交变应力的影响产生龟裂纹。通过分析塑性应变幅,预测了炉口的裂纹萌生位置。通过比较三种球铁材质炉口的成本及寿命,确定QT500-7为较理想的炉口材质。

冷却壁水压试验工装改进

高炉冷却壁的关键质量指标之一是内铸冷却水管在设计的压力下不渗漏。而每座高炉用冷却壁，小炉需几百块，大炉需上千块，试压检测工作量很大。随着大高炉设计逐渐增多，其冷却壁冷却水管设计大多为大管的多进多出钢管，试压工作量比小炉增加几倍。加之试压工装比较落后，大大影响了冷却壁的生产和安装进度。

消失模生产铸钢冷却壁

本文介绍了采用消失模工艺生产铸钢冷却壁的试制过程及质量检测数据。采用EPS板材切割成型,用粘接的方式制备白模。通过采用低密度板材、空壳结构、开放式浇注系统、较高的浇注温度、合理的负压度等工艺措施,解决了消失模工艺生产铸钢冷却壁的技术问题,比如:内铸冷却水管防熔穿、表面防增碳等,获得了较高质量的铸钢冷却壁产品。

炉喉钢砖的消失模生产工艺探讨

1.概述 炉喉钢砖是炼铁高炉上的重要设备,其位于高炉的炉喉部位.高炉炉喉呈矮圆柱形,其作用是承接炉料,稳定料面,保证炉料的合理分布.工作时主要承受炉料下落时的摩擦和煤气流的冲刷,为防止炉喉变形和磨损,采用炉喉钢砖对炉喉加以保护. 炉喉钢砖不仅承受炉料的冲击摩擦和高温煤气流的冲刷,还承受着间歇式装料时温度的急剧波动,有时还受炉料的直接撞击.每座高炉有几十块炉喉钢砖,在炉喉的钢壳上装有吊挂座,座下有横挡板,靠此将炉喉钢砖与炉壳联接固定.炉喉钢砖之间留有20～30mm的间隙,保证钢砖受热膨胀时不相互挤压,炉喉钢砖之间用螺栓联接固定.

振动时效技术在转炉炉口上的应用

振动时效在国外被称作“VibratoryStressReliefMethod”（简称VSR）。由于这种方法可以降低或均化构件内的残留应力，因此可以提高构件的使用强度，减少变形而稳定精度，防止由于使用环境恶劣产生的微观裂纹。

30000吨非标大件消失模生产线的设计与运行实践

本文详细介绍了30000吨/年非标大件消失模铸造生产线的设计及设备选型的过程。

高炉用炉喉钢砖设计要点及制造技术

根据炉喉钢砖在炼铁高炉中的使用工况,设计结构和研究制造技术。采用水玻璃砂造型,底注式浇注系统,局部放置外冷铁,实现同时凝固;利用漏包浇注及铸件后期处理等综合工艺措施,生产出了优质铸件,满足了高炉炉喉钢砖的使用要求。

高炉冷却壁非稳态传热热态实验分析

冷却壁安全工作是保证高炉长寿的基础。通过设计并建造冷却壁热态实验炉,研究了高炉铸铁冷却壁热面无渣皮和有渣皮时的非稳态传热过程,考察了不同炉气温度条件下冷却壁热电偶温度的变化规律。回归得到了炉气在升温阶段、稳定阶段、降温阶段时冷却壁热电偶温度随时间的变化关系式。计算得出了冷却壁热面在有无渣皮条件下的平均热流强度,回归得出了炉气平均对流换热系数随炉温的变化关系。结果表明,冷却壁热面在有渣皮时热电偶温度的变化速率显著低于无渣皮时的变化速率,冷却壁破损的主要原因是冷却壁温度的反复变化和渣皮的频繁脱落而产生的热应力。

椭圆管型铸铁冷却壁热态试验分析

对消失模铸造椭圆管铸铁冷却壁进行了热态试验,发现影响热效性的主要因素为炉气温度和冷却水速度。对比分析了圆管型和椭圆管型铸铁冷却壁的传热性能。利用传热学理论计算了铸铁冷却壁热面与炉气之间的传热系数,最后验证了数值模拟方法的准确性。结果表明,炉气温度对壁体温度的影响较大;在相同炉气温度和相同供水条件下,椭圆管型冷却壁比圆管型冷却壁传热性能更好;数值模拟计算与热态试验结果偏差较小。

消失模铸造工艺在转炉炉口上的应用实践

介绍了消失模生产转炉炉口的铸造工艺及应用效果。对生产过程中的工艺要点和设备工艺参数做了详细介绍,炉口采用消失模工艺后的表面质量和内在质量得以提高,对炉口的实际应用效果进行了验证。

高炉用铸铁铸钢冷却壁设计与制造

着重介绍高炉铸铁、铸钢冷却壁的材质选择和制造要点。通过对冷却壁使用工况的分析,阐述了冷却壁材质选择和结构设计的原则。通过冷却壁材质、制造工艺、时效处理等环节的控制,稳定并提高了铸铁、铸钢冷却壁的使用寿命,实现了冷却壁综合质量指标,从而为实现高炉长寿的最终目的创造了条件。