文档介绍：帝加热设备工业加热第卷年第期
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一精炼炉真空罐盖结构分析及优化设计
张贝, 曹青梅, 高雪梅
.西安交通大学机械工程学院,陕西西安;.中冶集团西安电炉研究所有限公司,陕西西安
摘要:真空罐盖是精炼炉的重要组成部分。利用完成一精炼炉真空罐盖三维有限元结构
分析;进行了真空罐盖不同加强筋结构的形变及应力分析、结构优化设计,并分析得到减小罐盖形变、应力的
方法。
关键词:真空罐盖;结构分析;加强筋;形变及应力分布;优化
中图分类号:. 文献标志码: 文章编号:——.
一
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精炼炉具有在真空状态下脱气、吹氩搅拌、合金本文对精炼炉真空罐盖进行三维有限元结
微调等功能。目前,真空罐内的极限真空度为,钢构分析,得到不同温度条件下罐盖的变形及等效应力分
水温度约为℃。真空罐盖是精炼炉的重要组成布。对比几种带有不同结构加强筋的罐盖,提出一种较
部分,可采用旋压式碟形封头结构。为防止钢水的热辐优的罐盖结构,并探讨了减小真空罐盖位移形变及应力
射,罐盖内附有耐火材料衬。本文应用软件的方法。
对罐盖做结构分析,其基本分析流程如图所示。
真空罐盖理论计算
按真空设计手册封头的设计计算可知,对于碟
形封头端的壁厚设计按≤.

考虑。式中: 为设计选取的碟形封头厚度,;为
等于碟形封头的内半径如,。
当≤.时,碟形封头可以按内压封头计算,但
,其计算公式如下:
.
: ———
二
、
图分析流程式中:劝碟形封头的计算厚度,;为外压设计压力,
;为碟形封头球形部分内半径,;,.为碟形封
收稿日期:·
作者简介:张贝一,女,陕西渭南人,硕士,主要从事推头圆角半径,; 为许用应力;,为焊缝系数;为壁
力滑动轴承设计及其特性研究; 厚附加值,。
曹青梅一,女, 山西朔州人,硕士,主要从事机当·时
, 碟形封头按图表法确定压力系数
械手的结构设计及研究;
高雪梅一,女,吉林省吉林市人,高级工程师, 。代人公式: : ,计算不同壁厚下碟形封头的许
工程硕士, 主要从事钢包精炼炉设计.
加热设备工业加热第卷年第期
用外压力。
真空罐盖位移变形及等效应力分析
据精炼炉真空罐盖初始数据,罐盖壁厚设
,. 材料在受外载荷时,物体由于外在约束以及内部各
计按·的方法进行。炉体内部真空压力为、
部分之间的互相约束,使其不能完全自由变形,导致应
外部为—个大气压, 内外压差即外载压力为.—力产生。
.×
. 。外载压力应小于等于真空罐模型的材料属性将直接影响到物理量的数值,针
盖对应壁厚下的许用外压。表的计算结果表明,真空对本文的真空罐盖模型,其弹性模量对应力场有较大
罐盖壁厚最小为。设计选定壁厚为,并以影响由于泊松比变化较小,因此设为不随温度变化。
此建模。查真空设计手册得材料在不同温度下的弹性模量值
表真空罐盖碟形封头壁厚与许用外压
见表。
表材料属性
温度/℃弹性模量/

罐盖/模型的建立
由于