.34 工程科学学报，第40卷，第1期 模型网格采用block划分结构化网格，以Y-6 2模拟结果与实测验证 模型网格为例，包底与侧壁连接处使用“Y”型blok 划分，整体block总数有45个，37824个节点数， 2.1计算结果处理 39925个网格数，网格相关质量参数如表2所示，其 铁水包热状态直接使用耐材平均温度进行表 余模型网格质量与Y-6模型基本一致. 征，通过CFD-Post中函数功能对模型选定区域指定 表2Y-6网格质量统计 的某个物理量进行积分，即可得到某层耐材的平均 Table 2 Statistics of Y-6 mesh quality 温度.由于铁水包绝热层较薄，质量小，包壳温度波 质量控制参数 单位质量要求 合格比例/% 动较小，蓄热过程中绝热层温度和包壳温度均可忽 长宽比 <5.00 96.2 略不计.因此，热状态以工作层和永久层平均温度 扭曲率 >0.95 95.2 为评价指标，具体数据如表3和表4所示（表中耐材 歪斜度 >0.95 94.9 初始温度指转炉兑铁结束后温度，同时也是空包的 使用质量 >0.95 89.8 开始温度) 表3无盖各模型耐材平均温度 Table 3 Average temperature of the refractory material of the uncapped model N-0 N-6 N-12 N-18 空包时间 工作层 永久层 工作层 永久层 工作层 永久层 工作层 永久层 初始 1306 732 1399 967 1451 1103 1484 1200 1h末 1209 732 1306 967 1360 1103 1398 1200 2h末 1139 729 1241 965 1296 1101 1334 1198 3h末 1078 723 1184 959 1243 1095 1284 1191 4h末 1030 715 1136 950 1197 1085 1238 1181 5h末 988 705 1097 938 1157 1073 1199 1169 表4加盖各模型耐材平均温度 Table 4 Average temperature of the refractory material of the capped model K Y-0 Y-6 Y-12 Y-18 空包时间 工作层 永久层 工作层 永久层 工作层 永久层 工作层 永久层 初始 1326 746 1466 1116 1471 1119 1507 1215 1h末 1253 744 1396 1115 1402 1118 1439 1214 2h末 1179 741 1339 1112 1347 1115 1388 1212 3h末 1115 735 1283 1107 1290 1109 1330 1206 4h末 1058 727 1244 1098 1248 1101 1287 1197 5h末 1009 716 1201 1087 1207 1090 1251 1186 由于不同模型满包运行结束后，铁水的温降不 变化. 仅与热状态和时间有关，还与模型保温措施有关. 根据全部热流量曲线，进行曲线面积积分得到 为了控制变量分析保温措施、时间及热状态之间的 该满包1h内铁水传递至内壁的换热量（图1中的 关系，铁水的模拟终点温度不作为评价指标.本次 Q,部分).铁水包满包承装铁水量为230t,并将换热 实验中不同热状态的评价指标是各层耐火材料的平 量折算成当量铁水温度更为直观（当量铁水温度指 均温度，热状态对铁水温降影响规律的评价指标是 下一周期满包运行1h铁水温降)，△Q2=p·c·△T,计 铁水传递至内壁的换热量Q2·根据统计各个时刻 算结果如表5~7所示 计算结果中瞬时热流量，将1h满包阶段过程中每5 2.2模型验证 min末的瞬时热流量值提取并拟合曲线.如图3所 在重钢新区调研期间对多功能铁水包进行了测 示，列出了其中6种热状态下接铁1h内的热流量 温统计，选择比色式测温仪和红外测温枪分别对铁工程科学学报,第 40 卷,第 1 期 模型网格采用 block 划分结构化网格,以 Y鄄鄄 6 模型网格为例,包底与侧壁连接处使用“Y冶型 block 划分,整体 block 总数有 45 个,37824 个节点数, 39925 个网格数,网格相关质量参数如表 2 所示,其 余模型网格质量与 Y鄄鄄6 模型基本一致. 表 2 Y鄄鄄6 网格质量统计 Table 2 Statistics of Y鄄鄄6 mesh quality 质量控制参数 单位质量要求 合格比例/ % 长宽比 < 5郾 00 96郾 2 扭曲率 > 0郾 95 95郾 2 歪斜度 > 0郾 95 94郾 9 使用质量 > 0郾 95 89郾 8 2 模拟结果与实测验证 2郾 1 计算结果处理 铁水包热状态直接使用耐材平均温度进行表 征,通过 CFD鄄鄄Post 中函数功能对模型选定区域指定 的某个物理量进行积分,即可得到某层耐材的平均 温度. 由于铁水包绝热层较薄,质量小,包壳温度波 动较小,蓄热过程中绝热层温度和包壳温度均可忽 略不计. 因此,热状态以工作层和永久层平均温度 为评价指标,具体数据如表 3 和表 4 所示(表中耐材 初始温度指转炉兑铁结束后温度,同时也是空包的 开始温度). 表 3 无盖各模型耐材平均温度 Table 3 Average temperature of the refractory material of the uncapped model K 空包时间 N鄄鄄0 N鄄鄄6 N鄄鄄12 N鄄鄄18 工作层 永久层 工作层 永久层 工作层 永久层 工作层 永久层 初始 1306 732 1399 967 1451 1103 1484 1200 1 h 末 1209 732 1306 967 1360 1103 1398 1200 2 h 末 1139 729 1241 965 1296 1101 1334 1198 3 h 末 1078 723 1184 959 1243 1095 1284 1191 4 h 末 1030 715 1136 950 1197 1085 1238 1181 5 h 末 988 705 1097 938 1157 1073 1199 1169 表 4 加盖各模型耐材平均温度 Table 4 Average temperature of the refractory material of the capped model K 空包时间 Y鄄鄄0 Y鄄鄄6 Y鄄鄄12 Y鄄鄄18 工作层 永久层 工作层 永久层 工作层 永久层 工作层 永久层 初始 1326 746 1466 1116 1471 1119 1507 1215 1 h 末 1253 744 1396 1115 1402 1118 1439 1214 2 h 末 1179 741 1339 1112 1347 1115 1388 1212 3 h 末 1115 735 1283 1107 1290 1109 1330 1206 4 h 末 1058 727 1244 1098 1248 1101 1287 1197 5 h 末 1009 716 1201 1087 1207 1090 1251 1186 由于不同模型满包运行结束后,铁水的温降不 仅与热状态和时间有关,还与模型保温措施有关. 为了控制变量分析保温措施、时间及热状态之间的 关系,铁水的模拟终点温度不作为评价指标. 本次 实验中不同热状态的评价指标是各层耐火材料的平 均温度,热状态对铁水温降影响规律的评价指标是 铁水传递至内壁的换热量 Q2 . 根据统计各个时刻 计算结果中瞬时热流量,将 1 h 满包阶段过程中每 5 min 末的瞬时热流量值提取并拟合曲线. 如图 3 所 示,列出了其中 6 种热状态下接铁 1 h 内的热流量 变化. 根据全部热流量曲线,进行曲线面积积分得到 该满包 1 h 内铁水传递至内壁的换热量(图 1 中的 Q2部分). 铁水包满包承装铁水量为230 t,并将换热 量折算成当量铁水温度更为直观(当量铁水温度指 下一周期满包运行1 h 铁水温降),驻Q2 = 籽·c·驻T,计 算结果如表 5 ~ 7 所示. 2郾 2 模型验证 在重钢新区调研期间对多功能铁水包进行了测 温统计,选择比色式测温仪和红外测温枪分别对铁 ·34·