1、轉爐是煉鋼廠的主要設備之一，在吹煉過程中會產生大量含有CO、少量CO2及微量其他成分的高溫氣體。氣體中夾帶著大量的氧化鐵、金屬鐵和其他顆粒細小的固體煙塵，這股高溫含塵氣流沖出爐口進入收集與凈化系統(tǒng)。煙氣的收集與疏導裝置主要有活動煙罩和固定煙罩。煙氣的疏通管道又稱煙道，兼起降溫作用，內面與高溫煙氣接觸，管內溫水冷卻，形成很高的熱負荷和很大的溫度梯度。熱應力的循環(huán)作用是煙道發(fā)生破壞的主要原因。經常性地檢修補焊既危及安全生產，又影響鋼廠產量和

2、經濟效益。分析轉爐余熱煙道工作狀態(tài)下的溫度場和熱應力，對指導轉爐余熱煙道的設計、制造和使用維護，提高煙道的使用壽命，保證轉爐煉鋼長期穩(wěn)定大量的生產有著重大的意義。
　　本課題研究轉爐系統(tǒng)中余熱煙道的溫度場和熱應力的問題。以某鋼廠180t氧氣頂吹轉爐余熱煙道為研究對象，建立了該煙道隔板—水管縱向間隔環(huán)繞而成的實體模型，求解了其工作狀態(tài)下的穩(wěn)態(tài)溫度場;根據彈性力學理論計算了煙道的熱應力，發(fā)現(xiàn)煙道整體結構熱應力較大，尤其是罩裙處、活動煙

3、罩轉彎處、斜煙道與豎煙道連接處的熱應力值已經超過屈服極限;根據彈塑性力學原理，應用子模型技術，對上述部位進行了二次計算，煙道部分結構發(fā)生了塑性變形，使用壽命較短。
　　考慮材料的物理性能參數隨煙道工作溫度的變化，利用APDL語言編寫了煙道溫度場和熱應力的參數化計算程序;針對該180t氧氣頂吹轉爐余熱煙道的運行工況，討論了煙氣入口溫度、冷卻水流速、隔板厚度和冷卻水管壁厚等因素對溫度場和熱應力的影響，比較了煙道在不同結構參數時的冷卻能