.420 北京科技大学学报 第30卷 后的设计和应用有所裨益，分析冷却壁损坏的原 ZG200-400的相变温度线Ac1温度在730℃左右 因，研究其温度分布是冷却壁研究的重要基础]， 当铸钢冷却壁在高炉上服役时，其表面镶有耐火材 随着高炉冷却壁的发展，对冷却壁的使用提出了更 料和覆盖渣皮，热面温度会更低，不会发生相变，因 高的要求，深入研究其应变分布情况是必要的，目 此铸钢冷却壁可安全服役， 前了解到只有陈先中对铸铁冷却壁的局部范围做了 阀门3 测试研究10，但在国内对于铸钢冷却壁的应变研究 出水口 工作几乎空白.鉴于此，本次实验与马鞍山钢铁股 江河) 试验炉 份有限公司合作，在江苏省常熟烧嘴厂有限公司的冷 进水口 却壁热态实验炉上对铸钢冷却壁进行了热态实验 1热态实验 烧嘴 烧嘴 水表1 测温 本次实验研究对铸钢冷却壁进行了1：1的热态 水泵2测温 实验模拟，基本尺寸如图1. 754 阀门4 水表2 测温 图2实验装置示意图 Fig.2 Schematic diagram of the test apparatus 100 1800 600 60 400 40 200 20 0 983 104710911220 717 230 炉温/℃ 图1冷却壁示意图（单位：mm） 图3热流密度、热面最高温度与炉温关系 Fig.I Schematic diagram of cooling stave Fig.3 Relations of the heat flux and maximum temperature of the hot surface with furnace temperature 实验目的是测量铸钢冷却壁在高温工作环境中 2.2厚度方向上温度分布 的应变分布和温度分布情况，通过布置镍铬镍硅 冷却壁冷却水管中心线距离冷面为62.5mm, 热电偶和高温电阻应变片进行测量工作，共计在不 外径65mm.水速维持在1.5ms-1,炉温稳定在 同的深度埋入了60根热电偶，在冷面不同位置布置 1100℃的条件下，测得铸钢冷却壁沿基体厚度方向 了10片高温应变片，整个实验系统主要划分为冷 上的温度变化，如图4所示.在距离冷面为120mm 却壁热态实验炉、燃烧器烧嘴、水循环系统和测试仪 600 表系统四大部分，如图2 500 2实验结果和分析 400 2.1炉温、热流密度与热面温度 在铸钢冷却壁热面没有炉衬、不挂渣的情况下， 200 当进出口水温差稳定的时候，则冷却壁温度分布达 100 到稳态，实验测得的炉温、热流密度和热面温度的 结果如图3所示，从中可以看到，热流密度q与热 60 90120150180210 距离冷面距离mm 面最高温度T随着炉温的升高而升高，当炉温在 1100℃左右的时候，热流密度为65kWm-2左右， 图4沿厚度方向上温度变化 热面最高温度在600℃左右，通常使用的铸钢 Fig.4 Temperature variation in the thickness direction后的设计和应用有所裨益．分析冷却壁损坏的原 因‚研究其温度分布是冷却壁研究的重要基础［9］． 随着高炉冷却壁的发展‚对冷却壁的使用提出了更 高的要求‚深入研究其应变分布情况是必要的．目 前了解到只有陈先中对铸铁冷却壁的局部范围做了 测试研究［10］‚但在国内对于铸钢冷却壁的应变研究 工作几乎空白．鉴于此‚本次实验与马鞍山钢铁股 份有限公司合作‚在江苏省常熟烧嘴厂有限公司的冷 却壁热态实验炉上对铸钢冷却壁进行了热态实验． 1 热态实验 本次实验研究对铸钢冷却壁进行了1∶1的热态 实验模拟‚基本尺寸如图1． 图1 冷却壁示意图（单位：mm） Fig．1 Schematic diagram of cooling stave 实验目的是测量铸钢冷却壁在高温工作环境中 的应变分布和温度分布情况．通过布置镍铬－镍硅 热电偶和高温电阻应变片进行测量工作‚共计在不 同的深度埋入了60根热电偶‚在冷面不同位置布置 了10片高温应变片．整个实验系统主要划分为冷 却壁热态实验炉、燃烧器烧嘴、水循环系统和测试仪 表系统四大部分‚如图2． 2 实验结果和分析 2∙1 炉温、热流密度与热面温度 在铸钢冷却壁热面没有炉衬、不挂渣的情况下‚ 当进出口水温差稳定的时候‚则冷却壁温度分布达 到稳态．实验测得的炉温、热流密度和热面温度的 结果如图3所示．从中可以看到‚热流密度 q 与热 面最高温度 T 随着炉温的升高而升高‚当炉温在 1100℃左右的时候‚热流密度为65kW·m －2左右‚ 热面最高温度在 600℃ 左右．通常使用的铸钢 ZG200－400的相变温度线 A C1温度在730℃左右． 当铸钢冷却壁在高炉上服役时‚其表面镶有耐火材 料和覆盖渣皮‚热面温度会更低‚不会发生相变‚因 此铸钢冷却壁可安全服役． 图2 实验装置示意图 Fig．2 Schematic diagram of the test apparatus 图3 热流密度、热面最高温度与炉温关系 Fig．3 Relations of the heat flux and maximum temperature of the hot surface with furnace temperature 图4 沿厚度方向上温度变化 Fig．4 Temperature variation in the thickness direction 2∙2 厚度方向上温度分布 冷却壁冷却水管中心线距离冷面为62∙5mm‚ 外径65mm．水速维持在1∙5m·s －1‚炉温稳定在 1100℃的条件下‚测得铸钢冷却壁沿基体厚度方向 上的温度变化‚如图4所示．在距离冷面为120mm ·420· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷