流固热耦合模拟研究钢包透气砖温度场和应力场

耐火材料 , 2016, 50(4): 269-278. doi: 10.3969/j.issn.1001-1935.2016.04.008

流固热耦合模拟研究钢包透气砖温度场和应力场

蔡辉 ^1, , 贺铸 ^2, , 潘丽萍 ^3, , 廖明建 ^4, , 金胜利 ^5, , 李亚伟 ^6,

1.武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室湖北武汉430081

2.武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室湖北武汉430081

3.武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室湖北武汉430081

4.武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室湖北武汉430081

5.武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室湖北武汉430081

6.武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室湖北武汉430081

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(51002108)

关键词：透气砖 , 钢包流固耦合 , 温度场 , 应力场

Study on temperature/stress distribution in purging plug for ladle furnace through fluid-solid coupling simulation

Keywords： purging plug , ladle fluid-solid coupling , temperature distribution , stress distribution

为了对透气砖的设计制作及实际操作应用提供一些参考,利用ANSYS软件对透气砖体与氩气进行共轭传热计算,得到在钢包运行中透气砖内的温度变化及应力分布.研究结果表明:装钢过程中透气砖轴线上距底面150 mm以下的位置,温度基本不变;吹氩时砖体温度迅速下降,轴线上最大温降超过800℃;整个精炼过程中等效应力最大值出现在吹氩结束时刻的工作面处,为381 MPa,而远离工作面位置的点在装钢运输结束时刻等效应力最大.内圈狭缝靠近中心轴一端的等效应力最大,约为中心轴上的2.5倍,是外圈狭缝的1.5倍.

参考文献

[1]	李秉强;李志强;刘涛;于景坤.钢包底吹气体透气砖内温度和应力分布[J].东北大学学报（自然科学版）,2010(7):970-972,989.
[2]	程本军;陈旺;赵启成.狭缝对透气砖热应力影响的模拟研究[J].硅酸盐通报,2012(1):7-12.
[3]	张晖;李红霞;杨彬;洪彦若.钢包透气砖在精炼条件下的应力场分布研究[J].耐火材料,2009(2):113-116.
[4]	田建国 .宝钢—炼钢厂300t钢包钢水温度预报模型[D].江苏大学,2005.
[5]	于普良 .钢包透气砖热应力分析研究[D].武汉科技大学,2009.
[6]	刘辉敏;孙加林;王金相.狭缝位置对透气砖吹氩热梯度应力的影响[J].武汉理工大学学报,2010(7):8-11.

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