大噸位轉(zhuǎn)爐托圈的疲勞性能仿真研究.pdf

1、轉(zhuǎn)爐煉鋼具有高生產(chǎn)率、低生產(chǎn)成本和易與連鑄鋼鐵相配套等特點，是目前應用最為廣泛的鋼鐵冶煉方法。托圈是轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)中至關重要的部件，起著承載和傳動爐體的作用，如果托圈結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂損，將給轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)帶來嚴重的安全隱患。某鋼廠的250噸柔性螺栓式轉(zhuǎn)爐托圈已服役多年，最近發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部筋板結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)大量的疲勞裂紋，為確保帶裂損的托圈在爐役期間內(nèi)能夠安全使用，有必要對其疲勞性能進行研究。
　　本文以該轉(zhuǎn)爐托圈為研究對象，借助有限元軟件為研究平臺，建立

2、轉(zhuǎn)爐整體結(jié)構(gòu)的三維CAD模型及CAE模型，并對其溫度場及耦合應力場進行分析，以確定基于全局模型下托圈內(nèi)立筋板子模型的邊界條件，同時獲取立筋板上疲勞薄弱點隨傾動角度變化的載荷歷程。計算結(jié)果表明，托圈內(nèi)立筋板圓弧拐角處應力值較大且存在明顯的應力集中現(xiàn)象，反映出該位置為疲勞薄弱區(qū)域，容易產(chǎn)生裂紋。采用應力強度因子的數(shù)值求解法和子模型技術對筋板結(jié)構(gòu)進行裂紋擴展分析以評估其剩余強度。在上述研究基礎上，為降低裂紋擴展速率來提高裂紋擴展壽命，提出幾種