宝钢从日本新日铁引进的三座300吨氧气顶吹转炉巳先后投入生产。为了提高我国转炉炼钢的生产效益，现准备将其改造成顶底复合吹炼转炉。根据工艺的要求，需在转炉炉底开若干个直径为小500(mm)的孔，以安装一套底部供气系统及满足底部透气砖的自由折装的需要。
      显然，炉底开孔以后，会使原来的炉底应力场发生变化，产生厉害的应力集中。只有了解清楚炉底开孔后应力场的情况，才能为转炉开孔的设计及补强措施提供科学的依据。
      此外，对这样大型的300吨转炉进行强度分析，也具有很大的经济价值。目前国内对之进行有限元分析，本文尚属首次。本文的分析结果为国内冶金部门自己设计、制造大型转炉作了强度FEA分析的准备。
      本文采用二次分析方法对300吨转炉进行有限元分析，即先利用转炉是回转对称结构的特性，采用回转体单元对其进行整体分析，然后再利用它的计算结果，把炉底开孔部分单独取出来，进行三维实体分析，这样既能保证计算精度，又不使计算规模很大，易于在微型计算机上实现。转炉的炉体剖面图内侧是炉衬工作层，中间是永久层，外侧由钢壳组成。其妒壳特点是炉帽、炉身、11500(mm)，炉底球面半径为对称体。炉底为整体型。7000(mm)炉壳内径为小8500(mm)，炉身全高为H整个炉壳结构可以看作以中心线为轴的回转。
      转炉炉壳的结构和载荷是轴对称的，故用回转对称单元将支承筋板与炉壳一起进行应力分析，对其整体用粗网格单元分析，局部地方用精细网格分析。
      在强度计算时将载荷分为部分：
      (1)炉壳机械载荷：由炉壳、炉衬、钢液和渣液的重量等组成。并认为炉衬的重量只均匀地作用在炉底上。钢水和渣液对炉底球壳作用的静压力也假设是均匀的，其值P=H/Y，H液面高度，比重。
      (2)炉壳温度梯度：转炉长期在高温下工作，由于炉壳结构特点、砖衬厚度变化及导热系数不均等因素，使炉壳各部分热传导差别较大，从而导致炉壳沿轴向和径向产生温度梯度，形成很大的温度应力。因此，在对转炉炉体的温度场分析的基础上，我们对炉壳还进行了温度应力的计算。
      (3)炉衬热膨胀压力：从炉体结构可知炉体内侧是较厚的耐火砖，其外侧是钢壳，转炉在高温下工作，炉壁内外温差较大，不同t时刻转炉沿壁厚方向的温度分布曲线。由于炉衬的平均温度远大于钢壳的平均温度，它们的热膨胀系数也不相同，因而炉衬的热膨胀要比炉壳大得多，其结果是炉壳受到炉衬的内压力。根据对宝钢300吨转炉的瞬态与稳态的温度场分析，可计算得到炉体各部分的热膨胀压力。
      (4)炉壳的工况分析：宝钢300吨转炉炉壳在作业过程中，承受了机械载荷、温度梯度和热膨胀压力的同时作用，由于工况变化频繁、炉体温度不断地在发生变化，这三者产生的综合应力是时间才的函数。显然，要反映炉壳的真实应力，为设丁计认员提供可靠的依据，应选择一个三种应力之和为最大值的工况，计算其综合应力。依据文献进行计算表明，在炼钢第37小时时候，其温度应力和热膨胀应力都较大，因而就以该时刻下的综合应力来分析炉底开孔后的应力场变化。
      顶吹转炉改为顶底复合吹炼转炉，须在炉底开孔以安装透气元件。根据工艺的要求在炉底有二种开孔方案，需分别分析其强度情况。
      由于开孔后的炉壳巳不再是回转对称结构，所以，我们把开孔的炉底单独取出来，用三维八节点块单元对之进行空间实体应力分析，在远离开孔的切出边界处，加入整体分析得到的指定位移。又利用其结构和载荷的对称性，分别取八分之一和四分之一进行有限元分析。两种开孔方案在微型计算机上。

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