高炉铜冷却壁水管热应力分析

摘要：

针对高炉内普遍出现的铜冷却壁水管断裂问题，以热结构耦合分析为手段，研究了铜冷却壁水管所受约束对其热应力分布的影响。通过建立铜冷却壁热应力数学模型，对比分析了铜冷却壁水管受不同约束作用下的热变形行为及热应力变化。计算结果表明，铜冷却壁水管末端为自由或受固定约束时，水管根部相对于其他位置产生较大热应力。但水管末端为自由时，水管根部等效应力仅45 MPa，低于纯铜的屈服强度；水管末端受到固定约束时，水管根部等效应力达到272 MPa，超过纯铜的屈服强度。水管之间应采用柔性连接。水管受到炉壳开孔约束时，其最大等效应力为600 MPa，远超过纯铜材料的屈服强度。铜冷却壁极限工作温度下水管末端产生最大位移，约为1．73 mm，考虑到安装误差等因素的影响，炉壳开孔直径应为120 mm。

关键词：高炉、铜冷却壁、热应力、水管、变形

分类号：TF572(炼铁)

资助基金：国家自然科学基金资助项目61271303。Supported by National Natural Science Foundation of China 61271303．

在线出版日期：2015-05-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：17-24