.36· 工程科学学报，第40卷，第1期 (a) 渣线 -工作层 测温点 永久层 包壳 包底冲击区 图4铁水测温结构图与现场设备.(a)实验结构图：(b)现场测温 Fig.4 Experiment structure of thermometry and field equipment:(a)experiment structure;(b)field thermometry 表7空包5h后铁水换热量 1400 Table 7 Heat flow rate of hot metal after 5 hours unloaded 包底模拟 渣线模拟 模型 当量铁水温度/K 1300 包底实测 换热量/k」 渣线实测 无盖 1392246 11.05 0mm绝热层 盖120 加盖 1177455 9.34 无盖 1089305 8.65 6mm绝热层 加盖 964694 7.66 无盖 1000 988067 7.84 12mm绝热层 加盖 937495 7.44 900 30 6090120 150180 无盖 0 967820 7.68 空包时间/min 18mm绝热层 加盖 897351 7.12 图5包衬温度变化曲线 Fig.5 Temperature change curves of the ladle lining 准确性，将计算结果与相同工况下的测温数据进行 对比，铁水包均为加盖、无绝热层工况下，对比结果 和永久层平均温度作为评价指标.根据图3中曲 如表8和图5所示.铁水温度误差范围在0.6%~ 线，铁水入包后的短时间内热流量极大，铁水包工作 4.7%,包衬温度误差范围为0.5%~1.2%，模拟与 层为主要蓄热部分，满包阶段易蓄热，空包阶段易散 实测温度数据的相对误差均小于5%，验证了假设 热，其温度对铁水温降影响较大，且空包包底下部工 条件的合理性，说明模型与实际相符 作层温度最高.图6所示，以Y-6模型空包阶段温 度场为例，由于包盖缝隙原因空包内空气温度场分 表8铁水温度模拟与实测对比 Table 8 Comparison of simulated and measured temperature values of 布呈内凹型，空包时间结束时铁水包最高温度均在 hot metal 包底中下部工作层，温度波动最大部分为工作层，波 满包时间 模拟结果/K 实测数据/K 动幅度最高达318K. 初始 1753 1743 分析后处理表3和表4中的数据，作出8个铁 20min末 1738 1728 水包模型工作层和永久层温度随空包时间的变化规 40min末 1725 律，如图7和图8所示.铁水包工作层平均温降速 1716 60min末 率为0.95~1.06Kmim1,永久层平均温降速率为 1713 1701 0.09~0.11Kmin1.铁水包空包阶段工作层温降 总温降 40 42 随空包时间的影响较大，永久层温度受空包时间影 响较小.由于满包运输时间和热导率的原因，铁水 3实验数据分析 包工作层为蓄热的主要耐材，同时对下一周期铁水 3.1铁水包热状态分析 温降影响较大.由表3和表4可知，空包阶段加盖 根据模拟实验温度场发现，在空包冷却阶段和 对工作层最大影响为Y-6-4与N-6-4,加盖工作层 满包运输阶段中，永久层的温度变化和对铁水影响 温差达到108K. 系数均比工作层小，故铁水包热状态选择用工作层 在图7无盖情况下，N-6比N-0工作层温度高工程科学学报,第 40 卷,第 1 期 图 4 铁水测温结构图与现场设备 郾 (a)实验结构图;(b)现场测温 Fig. 4 Experiment structure of thermometry and field equipment: (a) experiment structure; (b) field thermometry 表 7 空包 5 h 后铁水换热量 Table 7 Heat flow rate of hot metal after 5 hours unloaded 模型 换热量/ kJ 当量铁水温度/ K 0 mm 绝热层 无盖 1392246 11郾 05 加盖 1177455 9郾 34 6 mm 绝热层 无盖 1089305 8郾 65 加盖 964694 7郾 66 12 mm 绝热层 无盖 988067 7郾 84 加盖 937495 7郾 44 18 mm 绝热层 无盖 967820 7郾 68 加盖 897351 7郾 12 准确性,将计算结果与相同工况下的测温数据进行 对比,铁水包均为加盖、无绝热层工况下,对比结果 如表 8 和图 5 所示. 铁水温度误差范围在 0郾 6% ~ 4郾 7% ,包衬温度误差范围为 0郾 5% ~ 1郾 2% ,模拟与 实测温度数据的相对误差均小于 5% ,验证了假设 条件的合理性,说明模型与实际相符. 表 8 铁水温度模拟与实测对比 Table 8 Comparison of simulated and measured temperature values of hot metal 满包时间 模拟结果/ K 实测数据/ K 初始 1753 1743 20 min 末 1738 1728 40 min 末 1725 1716 60 min 末 1713 1701 总温降 40 42 3 实验数据分析 3郾 1 铁水包热状态分析 根据模拟实验温度场发现,在空包冷却阶段和 满包运输阶段中,永久层的温度变化和对铁水影响 系数均比工作层小,故铁水包热状态选择用工作层 图 5 包衬温度变化曲线 Fig. 5 Temperature change curves of the ladle lining 和永久层平均温度作为评价指标. 根据图 3 中曲 线,铁水入包后的短时间内热流量极大,铁水包工作 层为主要蓄热部分,满包阶段易蓄热,空包阶段易散 热,其温度对铁水温降影响较大,且空包包底下部工 作层温度最高. 图 6 所示,以 Y鄄鄄6 模型空包阶段温 度场为例,由于包盖缝隙原因空包内空气温度场分 布呈内凹型,空包时间结束时铁水包最高温度均在 包底中下部工作层,温度波动最大部分为工作层,波 动幅度最高达 318 K. 分析后处理表 3 和表 4 中的数据,作出 8 个铁 水包模型工作层和永久层温度随空包时间的变化规 律,如图 7 和图 8 所示. 铁水包工作层平均温降速 率为 0郾 95 ~ 1郾 06 K·min - 1 ,永久层平均温降速率为 0郾 09 ~ 0郾 11 K·min - 1 . 铁水包空包阶段工作层温降 随空包时间的影响较大,永久层温度受空包时间影 响较小. 由于满包运输时间和热导率的原因,铁水 包工作层为蓄热的主要耐材,同时对下一周期铁水 温降影响较大. 由表 3 和表 4 可知,空包阶段加盖 对工作层最大影响为 Y鄄鄄6鄄鄄4 与 N鄄鄄6鄄鄄4,加盖工作层 温差达到 108 K. 在图 7 无盖情况下,N鄄鄄6 比 N鄄鄄0 工作层温度高 ·36·