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总第259期 2017年第7期
河北冶金 HEBEI METALLURGY
铸铁冷却壁稳态传热分析
刘永
Total No. 259 2017,Number7
（北京首钢国际工程技术有限公司北京市冶金三维仿真设计工程技术研究中心，北京100043）
摘要：基于传热学和有限元分析基本原理，通过SolidWorksSimulation有限元分析软件，对模型进行了稳态传热分析，并提供了不同物性参数及工况条件下进行的相应传热计算，讨论其对铸铁冷却睡最高温度和最高热应力产生的影响，得出各因素影响铸铁冷却壁最高温度和最高热应力的变化规律。为优化
铸铁冷却壁结构设计，提高铸铁冷却壁使用性能提供了参考和依据。关键词：高炉；铸铁冷却壁；稳态传热；有限元分析
中图分类号：TF542.3
文献标识码：A
doi:10. 13630/j. cnki. 13 1172. 2017. 0704
文章编号：10065008（2017)07001306
STEADY-STATE-HEATTRANSFER
ANALYSISOFCASTIRONCOOLINGWALL
Liu Yong
(Beijing Metallurgical 3D Simulation Design Engineering Technology Research Center, Beijing Shougang International Engineering Technology Co. , LTD. , Beijing, 100043)
Abstract : Based on the basic principles of heat transfer theory and finite element analysis, steady heat transfer analysis of the model is carried out by the means of FEA software Solid Works Simulation. The corresponding heat transfer with different material parameters and working conditions is calculated, the influence of the different conditions on the highest temperature and the maximum heat stress of cast iron cooling wall is discussed, their change regulation influenced by factors is got. The result offers a reference for optimizing the structure design and improving the performance of cast iron cooling wall.
Key Words : blast furnace; cast iron cooling stave; steady heat transfer; finite element analysis
引言
生产实践证明，高炉生产中冷却壁的安全与稳
定，不但是高炉高产低耗的先决条件，也是延长炉体寿命的必要条件1,2]。但在一代炉役过程中，冷却壁时常出现避壁体破裂及水管损坏事故，冷知壁的各种失常工况，在其发生、发展和治理过程中，不可避免地要带来炉体热负荷大幅度的变化，对炉体的稳定顺行有较大的影响。
本文以炉身球墨铸铁冷却壁为研究对象，应用传热学原理，根据高炉冷却壁的传热特点，基于 SolidWorksSimulation有限元分析软件进行传热模拟，分析各因素对铸铁冷却壁温度场的影响。首先
收稿日期：2017-04-06
作者简介：刘永（1982－），男，工程师，2005年毕业于东北大学材料与冶金学院冶金工程专业，现在北京首钢国际工程技术有限公司从事炼铁工艺设计工作，E-mail：liuyongm7@163.com
万方数据
建立模型，对铸铁冷却壁相关结构参数、工艺参数、边界条件等取值进行模拟：其次修改特定分析参数值，讨论其对高炉铸铁冷却壁最高温度及最高热应力的影响。为提高冷却壁的冷却性能提供了参考和依据.有助于在实际工程当中优化冷却壁结构，节省工程投资，提高冷却壁的冷却能力，延长高炉使用寿命。
铸铁冷却壁有限元分析
1
建立模型
1.1
本模型采用稳态传热进行分析，各边界条件的
确定如下：
（1）炉壳与空气对流传热
设炉壳外环境温度为20℃。在炉壳与环境空气之间存在自然对流传热和辐射传热。采用综合传热系数来体现两种传热的作用。根据经验公式计算综合传热系数h[3,4]：
h=9.3+0.058T
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