【技术实现步骤摘要】
一种面向高炉炉缸长寿的热应力计算方法及系统
本专利技术涉及高炉炼铁
，特别是涉及一种面向高炉炉缸长寿的热应力计算方法及系统。
技术介绍
大型高炉的生产效率、能耗指标、成本和环境指标有着小型高炉不可比拟的优势，因此，在高炉炼铁时，需要考虑大型高炉的使用寿命，即考虑高炉长寿。而制约大型高炉长寿的主要因素在于炉缸长寿，同时炉缸长寿也是限制大型高炉发挥优势的一个环节。由于高炉炉缸操作条件恶劣，操作工况的波动性以及耐火材料的热胀冷缩都容易让炉缸产生裂纹和间隙，使铁水或煤气渗入气隙，从而降低炉缸冷却系统的效率。因此，如何最大程度的减小炉缸裂纹/气隙的形成，是炉缸长寿设计和操作的关键因素之一。而减小炉缸裂纹/气隙的形成，需要预测炉缸耐火材料开裂，但是目前并没有直接预测炉缸耐火材料开裂的手段，仅可以采用数值模拟的方法来研究炉缸耐火材料的开裂。并且，传统的仿真分析方法是将耐火材料作为整体进行分析，无法模拟砖块与砖块之间的连接特性，更不能反应炉缸砖衬在温度和机械荷载作用下的开裂和隆起现象，且计算得到的变形趋势和结果与实际严重不符。...
【技术保护点】
1.一种面向高炉炉缸长寿的热应力计算方法，其特征在于，包括以下步骤：/n以实际炉缸中砖块间的灰缝为切分面，在预先建立的炉缸几何模型中切出砖块形状；/n对切出砖块形状的炉缸几何模型中的砖衬和炉壳进行网格划分，创建温度场分析网格模型和结构分析网格模型；/n选出炉缸几何模型中砖块与砖块的共享节点，并根据所述共享节点生成用于模拟所述砖块与砖块之间灰浆的表面单元；/n基于所述温度场分析网格模型、预先定义的温度场分析材料物理属性、温度场分析热边界计算温度场；/n将所述温度场映射至所述结构分析网格模型中，并基于预先定义的结构分析材料物理属性、结构分析边界、所述表面单元的破坏准则，计算在温...
【技术特征摘要】
1.一种面向高炉炉缸长寿的热应力计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
以实际炉缸中砖块间的灰缝为切分面，在预先建立的炉缸几何模型中切出砖块形状；
对切出砖块形状的炉缸几何模型中的砖衬和炉壳进行网格划分，创建温度场分析网格模型和结构分析网格模型；
选出炉缸几何模型中砖块与砖块的共享节点，并根据所述共享节点生成用于模拟所述砖块与砖块之间灰浆的表面单元；
基于所述温度场分析网格模型、预先定义的温度场分析材料物理属性、温度场分析热边界计算温度场；
将所述温度场映射至所述结构分析网格模型中，并基于预先定义的结构分析材料物理属性、结构分析边界、所述表面单元的破坏准则，计算在温度荷载和机械荷载下所述炉缸砖衬的热应力；其中，所述破坏准则用于模拟所述灰浆之间的断裂特性或连接特性。
2.根据权利要求1所述的面向高炉炉缸长寿的热应力计算方法，其特征在于，还包括基于预先定义的结构分析材料物理属性、结构分析边界、所述表面单元的破坏准则，确定在温度荷载和机械荷载下所述炉缸砖衬的变形大小。
3.根据权利要求1或2所述的面向高炉炉缸长寿的热应力计算方法，其特征在于，包括采用双线性材料模型定义所述表面单元的破坏准则，所述破坏准则的控制方程为：
P＝Knun(1-dn)；
其中，当时，dn＝0；当时，1≥dn＞0；
式中，P为法向拉伸应力；
Kn为法向接触刚度；
un为分离间隙；
dn为分离变化因子；
为当法向拉伸分离力达到最大时的分离间隙；
为当法向拉伸分离力等于零时的分离间隙。
4.根据权利要求1所述的面向高炉炉缸长寿的热应力计算方法，其特征在于，所述温度场的计算包括：
定义温度场分析材料物理属性和温度场分析热边界；
基于所述温度场分析网格模型、定义的温度场分析材料物理属性和温度场分析热边界，调用有限元程序计算所述温度场；
其中，所述温度场分析材料物理属性的参数包括：导热系数、比热容、密度；
所述温度场分析热边界包括：温度边界、对流换热边界、辐射换热边界；
所述温度场包括稳态温度场或瞬态温度场。
5.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜玖辉，李盛，许俊，陈敏，
申请(专利权)人：中冶赛迪重庆信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50
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