转炉炉口段汽化烟道热应力研究

摘要

针对转炉汽化烟道尤其是炉口段烟道使用寿命不理想的问题,基于Ansys Workbench仿真平台,研究其热应力。采用Fluent多相流混合物模型,通过用户自定义编程实现对流动沸腾的模拟,对烟道体与冷却工质组成的流固耦合传热系统进行整场求解,考虑温度对冷却工质和烟道材料物性参数的影响,得到烟道的温度场分布;考虑温度对烟道材料物性参数和力学性能的影响,在Static Structure模块中,将温度场结果作为体载荷施加到烟道上进行热应力计算。结果表明:烟道背烟侧热应力较高,尤其是烟道底部背烟侧水冷壁管;隔板的应力不高,但超过屈服极限,导致其发生塑性变形,故隔板是烟道的薄弱部位。