高炉板壁结合冷却器破损原因解析
来源期刊：钢铁2018年第8期
论文作者：张恒 张建良 焦克新 莫朝兴 陈汝刚
文章页码：28 - 37
关键词：高炉;板壁结合冷却系统;传热学;冷却能力;破损分析;
摘 要：高炉长寿已经成为当代炼铁技术进步的重要组成部分,提高高炉冷却设备寿命是保障高炉长寿的关键环节。为分析板壁结合冷却壁破损的本质原因,从而给冷却器结构优化设计及安全生产提供有效指导,通过建立流体-热-结构多场耦合模型,基于传热理论和有限元数值模拟,解析了板壁结合冷却体系流场、温度场、应力场分布特征。结合高炉实际案例,系统分析了板壁结合冷却器破损的本质原因,指出冷却器破损的具体部位,验证了模拟分析结果的准确性。研究结果表明,高炉冷却板前端两侧部位及冷却壁水管层流底层是冷却系统的薄弱环节,在同等冷却条件下,该区域温度高于其他部位4.5℃;冷却板前端变形量最大,达到2 mm;生产高炉用焦炭质量M10、M40大幅波动从而导致渣皮频繁脱落是造成冷却板破损的主要原因。
张恒1，张建良1，焦克新1，莫朝兴2，陈汝刚2
1. 北京科技大学冶金与生态工程学院2. 柳州钢铁股份有限公司炼铁厂
摘 要：高炉长寿已经成为当代炼铁技术进步的重要组成部分,提高高炉冷却设备寿命是保障高炉长寿的关键环节。为分析板壁结合冷却壁破损的本质原因,从而给冷却器结构优化设计及安全生产提供有效指导,通过建立流体-热-结构多场耦合模型,基于传热理论和有限元数值模拟,解析了板壁结合冷却体系流场、温度场、应力场分布特征。结合高炉实际案例,系统分析了板壁结合冷却器破损的本质原因,指出冷却器破损的具体部位,验证了模拟分析结果的准确性。研究结果表明,高炉冷却板前端两侧部位及冷却壁水管层流底层是冷却系统的薄弱环节,在同等冷却条件下,该区域温度高于其他部位4.5℃;冷却板前端变形量最大,达到2 mm;生产高炉用焦炭质量M10、M40大幅波动从而导致渣皮频繁脱落是造成冷却板破损的主要原因。
关键词：高炉;板壁结合冷却系统;传热学;冷却能力;破损分析;
