寶鋼2030CM12連退爐加熱室溫度場及熱應力分析.pdf

1、加熱室是連退生產(chǎn)線上主要的加熱設備,由于長期在高溫下工作,加熱室爐殼鋼板出現(xiàn)不同程度的變形,甚至開裂現(xiàn)象,導致爐殼使用壽命縮短。因此,研究加熱室爐殼溫度、熱應力和應變就顯得十分有必要。本文針對寶鋼2030CM12加熱室,在大量現(xiàn)場實驗的基礎上,利用有限單元法對加熱室爐殼的溫度場、熱應力進行了系統(tǒng)的分析,并對爐殼鋼板的蠕變變形進行了初步的探討。
　　 本文根據(jù)加熱室實際工作情況,建立了精確的幾何模型及有限元模型,邊界條件。分析求解

2、得到加熱室爐體穩(wěn)態(tài)溫度場分布,并進一步分析了各個熱源、對流散熱及輻射散熱對加熱室爐殼溫度場的影響,得到了爐體整體的溫度場分布,并得出爐內(nèi)氣氛通過耐熱材料傳導的熱量是主要的熱量來源,對流散熱是主要的散熱途徑。將爐殼溫度場理論分析結(jié)果與實測結(jié)果對比,驗證了模型的正確。
　　 在爐體穩(wěn)態(tài)溫度場分析的基礎上,對加熱室進行了熱應力分析,詳細掌握了加熱室熱應力和應變狀態(tài)。通過與實測結(jié)果進行對比,驗證了所建模型的正確性。對錨固釘焊接處爐殼鋼板

3、、輻射管之間的爐殼鋼板等存在的應力集中區(qū)域進行了進一步的分析,尋找出了產(chǎn)生應力集中的原因,針對爐殼鋼板存在的薄弱環(huán)節(jié)和出現(xiàn)過開裂的區(qū)域進一步考證結(jié)構的合理性,并改進了橫梁和豎梁的結(jié)構,得到了良好的效果。
　　 最后,針對安裝板局部出現(xiàn)的蠕變問題進行了初步的探討。首先根據(jù)加熱室穩(wěn)態(tài)溫度場分布確定了只有在輻射管附近出現(xiàn)蠕變現(xiàn)象,大部分區(qū)域并不發(fā)生蠕變。通過蠕變分析得出,蠕變并不明顯,加熱室爐殼鋼板出現(xiàn)應力松弛現(xiàn)象,整體應力趨于均勻,