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標題: 高爐爐腹以下爐襯應力解析
Stresses Analysis Of Refractory Bricks In The Blast Furnace Hearth
作者: 鄭煇煌
Cheng, Hui-Huang
Contributors: 林明澤
精密工程學系所
關鍵字: 高爐爐床侵蝕分析;熱應力;有限元素法
The blast furnace hearth erosion analysis;thermal stress;finite element
日期: 2012
Issue Date: 2013-11-21 11:19:27 (UTC+8)
Publisher: 精密工程學系所
摘要: 延長高爐(Blast Furnace)的爐代壽命為現今世界各國鋼鐵廠所致力的重要目標,為了降低護爐成本以提高鋼鐵廠的競爭力,如何減緩爐床侵蝕(Hearth Erosion)的防護變成高爐延壽的重要關鍵,而爐床內鐵水流場剪應力與溫度場熱應力應變對於侵蝕程度著實扮演關鍵性因素。
為了延長碳磚壽命達到降低生產成本、提高經濟效益原則而努力,有鑑於此,鋼鐵煉製作業現場工程師為著力於高爐的維護,在出鐵口處爐襯採用Y級碳磚並加厚設計,但每逢下線大修時卻發現加厚設計處早已磨損殆盡,難以知曉爐襯加厚設計是否對出鐵口碳磚有保護作用,讓鋼鐵煉製作業現場工程師為之困擾。
因此,研究了解爐床內之流場與溫度場將有助於判斷侵蝕的區域分布並及早因應。本研究主旨在建立一套數值模擬來解析高爐內部流場與溫度場,在高爐的高溫環境而不易進行實際觀察的情況下,唯建構高爐三維模型,以計算流體力學為基礎架構,求解爐內部三維紊流方程式以及共軛熱傳方程式,描述鐵水出鐵時於爐內之鐵水流動行為,分析探討高爐爐襯形狀及磚種材質,討論設計下爐磚高剪應力與熱應力應變破壞位置和評估出鐵口周圍爐磚之破壞程度,以評選出較適當低熱應力破壞與高熱傳之爐磚材質。
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