李峰光等：变渣皮厚度条件下铜冷却壁应力分布规律及挂渣稳定性 ·393· 102×10 10 (g) 图3不同渣皮厚度条件下壁体应力分布云图(Pa).(a)5mm:(b)15mm;(c)25mm:(d)35mm:(e)45mm:(f055mm:(g)65mm (h)75mm:(i)85mm Fig.3 Stress distribution of stave body under different slag coating thicknesses (Pa):(a)5 mm:(b)15 mm:(c)25 mm:(d)35 mm:(e)45 mm:(055mm:(g)65mm:(h)75mm;(i)85mm 120a) 煤气温度12009℃ 604h 一煤气温度1200℃ 110 煤气温度1250℃ ·一煤气温度1250℃ 煤气温度1300℃ 煤气温度13509℃ 50 一煤气温度1300℃ 100 一煤气温度1350℃ ◆煤气温度1400℃ 90 +一煤气温度1400℃ 80 0 60 40 0102030405060708090 0 0102030405060708090 渣层厚度mm 渣层厚度/mm 图4不同渣皮厚度条件下壁体()及渣一砖界面(b)应力变化 Fig.4 Stress variation of the stave body (a)and the slag-brick interface (b)under different slag coating thicknesses 以上分析说明冷却壁热面渣皮的厚度对冷却壁本 的影响，由图可知，随着水流速的增大，壁体参考点热 体应力及渣皮稳定性均有较大影响，且在一定渣皮厚 应力值均有微弱的增大趋势，除渣皮厚度5mm工况 度范围内，冷却壁本体应力值较小且挂渣较稳定，而渣 外，应力值增大的幅度均较小.当渣皮厚度为5m 皮过薄或过厚均会造成冷却壁本体应力值上升及渣皮 时，当水速由0.5ms增大至2.5ms时，冷却壁本 稳定性减弱.因此，在实际生产中，不能追求过大的渣 体内的热应力由41.31MPa增加至49.23MPa,增幅为 皮厚度，而应维持渣皮厚度在某一合适的范围内以使 19.2%.而渣皮厚度较大时，水流速的增大对壁体参 壁体应力值较小且稳定挂渣， 考点应力的影响则较小.以渣皮厚度为45mm的一组 2.3冷却制度的影响 计算结果为例，当水速由0.5m·s增大至2.5ms 2.3.1冷却水流速的影响 时，冷却壁本体内的热应力由67.81MPa增加至69.99 图5显示了冷却水流速变化对冷却壁本体应力值 MPa,增幅仅为3.2%.因此，增大水速并不能减小冷李峰光等: 变渣皮厚度条件下铜冷却壁应力分布规律及挂渣稳定性 图 3 不同渣皮厚度条件下壁体应力分布云图( Pa) . ( a) 5 mm; ( b) 15 mm; ( c) 25 mm; ( d) 35 mm; ( e) 45 mm; ( f) 55 mm; ( g) 65 mm; ( h) 75 mm; ( i) 85 mm Fig． 3 Stress distribution of stave body under different slag coating thicknesses( Pa) : ( a) 5 mm; ( b) 15 mm; ( c) 25 mm; ( d) 35 mm; ( e) 45 mm; ( f) 55 mm; ( g) 65 mm; ( h) 75 mm; ( i) 85 mm 图 4 不同渣皮厚度条件下壁体( a) 及渣--砖界面( b) 应力变化 Fig． 4 Stress variation of the stave body ( a) and the slag--brick interface ( b) under different slag coating thicknesses 以上分析说明冷却壁热面渣皮的厚度对冷却壁本 体应力及渣皮稳定性均有较大影响，且在一定渣皮厚 度范围内，冷却壁本体应力值较小且挂渣较稳定，而渣 皮过薄或过厚均会造成冷却壁本体应力值上升及渣皮 稳定性减弱． 因此，在实际生产中，不能追求过大的渣 皮厚度，而应维持渣皮厚度在某一合适的范围内以使 壁体应力值较小且稳定挂渣． 2. 3 冷却制度的影响 2. 3. 1 冷却水流速的影响 图 5 显示了冷却水流速变化对冷却壁本体应力值 的影响，由图可知，随着水流速的增大，壁体参考点热 应力值均有微弱的增大趋势，除渣皮厚度 5 mm 工况 外，应力值增大的幅度均较小． 当渣皮厚度为 5 mm 时，当水速由 0. 5 m·s － 1增大至 2. 5 m·s － 1时，冷却壁本 体内的热应力由 41. 31 MPa 增加至 49. 23 MPa，增幅为 19. 2% ． 而渣皮厚度较大时，水流速的增大对壁体参 考点应力的影响则较小． 以渣皮厚度为 45 mm 的一组 计算结果为例，当水速由 0. 5 m·s － 1 增大至 2. 5 m·s － 1 时，冷却壁本体内的热应力由 67. 81 MPa 增加至 69. 99 MPa，增幅仅为 3. 2% ． 因此，增大水速并不能减小冷 · 393 ·