作者：戴晨晨1趙進宣2聶波華3錢凡4黃啟國3何苗1
作者單位：1.營口理工學院遼寧省菱鎂礦高值利用工程研究中心2.鋼鐵研究總院有限公司冶金工藝研究所3.遼寧富城耐火材料(集團)有限公司4.中鋼集團洛陽耐火材料研究院有限公司先進耐火材料國家重點實驗室
刊名：中國冶金
ISSN：1006-9356
出版年：2024-06-18
卷：34
期：8
起頁：128-137+148
止頁：
分類號：TF713;TQ175.7
語種：中文
關鍵詞：轉爐;耐火材料;結構設計;有限元分析;熱應力集中;
內容簡介近年來，由于市場對高品質潔凈鋼的強烈需求，加速推動轉爐煉鋼不斷朝大型、高效、潔凈與綠色化發展。為契合當前冶煉技術發展、提高轉爐耐火材料整體使用壽命，采用ANSYS軟件的熱-結構耦合模塊，對傳統“翻身磚”式轉爐熔煉區耐火襯體的溫度場與應力場進行了有限元分析計算。根據計算結果提出了爐襯設計優化方案，并對該方案進行有限元分析驗證和工業化應用。結果表明，傳統轉爐熔煉區耐火襯體在第一、第二轉向區發生了嚴重的熱應力集中現象，并對應形成熱應力峰值，其中第一轉向區峰值最大，高達153.56 MPa,約為鎂碳磚固有強度的10余倍。針對傳統熔煉區熱應力集中問題，創新采用“雙圓弧砌體”“面-面銜接”等先進結構元素和“應力吸收緩沖層”設計理念，提出并實施了“DC-P”結構優化設計方案；再次利用ANSYS方法對其進行分析時，發現該創新結構可有效將熔煉區耐火襯體工作面最大熱-結構耦合應力降至8.5 MPa以下，并未在第一、第二轉向區出現熱應力“雙峰”,達到了預期效果。將“DC-P”結構設計方案整體應用于國內某260 t轉爐后，該轉爐爐襯底角始終保持圓滑過渡形貌，全爐役未現“底角深坑”;與“翻身磚式”爐襯相比，整體爐齡提高36%,平均耐材單耗下降33%,可較好地滿足高品質潔凈鋼冶煉技術需求。本研究提出的“DC-P”式轉爐熔煉區耐火襯體結構設計具有良好的推廣應用前景。
所需耐材幣：0
