[發明專利]轉爐傾動力矩的計算方法

在審

• 申請號: 201711245358.0
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN108009354A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 蔡全福;譚輝;嚴淑
• 申請（專利權）人: 中冶南方工程技術有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06T17/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

本發明涉及一種轉爐傾動力矩的計算方法，分別計算空爐力矩MK、爐液力矩MD和摩擦力矩MM后相加，通過建立三維模型從而理論計算空爐力矩MK，通過XFLOW軟件模擬轉爐出鋼全過程，得到爐液力矩MD，該方法充分考慮了起制動和轉爐出鋼的影響，可以準確模擬傾動過程中的力矩變化，為傾動機構設計及電機選型提供了依據。

技術領域

本發明屬于轉爐煉鋼領域，具體涉及一種轉爐傾動力矩的計算方法。

背景技術

轉爐是煉鋼的主要設備，傾動機構是其重要的組成部分。轉爐傾動力矩是轉爐傾動機 構的重要參數之一，不僅是設計傾動機構、爐殼、托圈等部件的重要依據，同時也是設備 安全生產和維護檢修的重要參考指標。傾動機構的能力既要滿足轉爐安全生產，又要經濟 合理，因此需對轉爐傾動力矩進行計算，為傾動機構設計及電機選型提供依據。

傳統的計算傾動力矩的方法，通常只計算傾動過程中的靜力矩，同時不能準確模擬出 鋼過程對傾動力矩的影響。轉爐的實際工作過程為加速，勻速，減速，停止的循環過程， 這個過程中，起制動會帶來動力學力矩，爐液會晃動，鋼液會逐漸減少，因此，傳統方法在計算精度上有所欠缺。

發明內容

本發明的目的是提供一種轉爐傾動力矩的計算方法，該方法通過理論計算方法計算空 爐力矩，通過XFLOW軟件模擬轉爐出鋼全過程，得到爐液力矩，充分考慮了起制動和轉爐出鋼的影響，可以準確模擬傾動過程中的力矩變化，為傾動機構設計及電機選型提供了依據。

本發明所采用的技術方案是：

一種轉爐傾動力矩的計算方法，分別計算空爐力矩MK、爐液力矩MD和摩擦力矩MM后相加，其中：

計算空爐力矩MK時，采用三維軟件建立轉爐爐殼、托圈和耐材模型，得到轉爐的質量m1、重心距耳軸距離h、以耳軸為轉動軸的轉動慣量J，根據操作工況，得到轉爐傾動 角度θ隨時間的變化曲線θ(t)和角加速度曲線α(t)，計算空爐力矩MK＝m1ghsin[θ(t)]+J α(t)，其中，g為重力加速度；

計算爐液力矩MD時，以耳軸中心為坐標原點，采用三維軟件建立爐殼內腔實體模型， 導入XFLOW軟件后輸入相應參數并設定操作工況，由XFLOW軟件模擬轉爐出鋼全過程并得到爐液力矩MD；

計算摩擦力矩MM時，MM＝(m1+m2)rμ，其中r為軸承半徑、μ為軸承的摩擦系 數、m2為爐液質量。

進一步的，計算爐液力矩MD時，1)以耳軸中心為坐標原點，采用三維軟件建立爐殼內腔實體模型，并輸出＊.xt文件；2)啟動XFLOW，在Environment中定義流動模型為 自由表面流、湍流模型為WALE，在Materials中定義材料參數，設定重力加速度方向， 根據爐液質量m2設定初始液位高度；3)在Geometry中導入＊.xt文件，幾何行為定義為 Enforced，角度模式定義為Euler angles，相應轉動軸上設定為[tabulardatainterpolated(t，” ＊.txt”)]deg，＊.txt文件為傾動角度隨時間的變化曲線θ(t)，定義出鋼口和爐口為壓力出口， 表壓為0Pa，定義其它面為墻壁面；4)在Simulation中，定義模擬時間、柯朗數、求解 規模，精細算法定義為Near static walls；5)點擊RUN，計算完成后，輸出爐液力矩MD。

本發明的有益效果是：

本方法通過建立三維模型從而理論計算空爐力矩MK，通過XFLOW軟件模擬轉爐出鋼 全過程，得到爐液力矩MD，充分考慮了起制動和轉爐出鋼的影響，可以準確模擬傾動過程中的力矩變化，為傾動機構設計及電機選型提供了依據。

具體實施方式