[发明专利]转炉倾动力矩的计算方法

说明书

本发明涉及一种转炉倾动力矩的计算方法，分别计算空炉力矩MK、炉液力矩MD和摩擦力矩MM后相加，通过建立三维模型从而理论计算空炉力矩MK，通过XFLOW软件模拟转炉出钢全过程，得到炉液力矩MD，该方法充分考虑了起制动和转炉出钢的影响，可以准确模拟倾动过程中的力矩变化，为倾动机构设计及电机选型提供了依据。

技术领域

本发明属于转炉炼钢领域，具体涉及一种转炉倾动力矩的计算方法。

背景技术

转炉是炼钢的主要设备，倾动机构是其重要的组成部分。转炉倾动力矩是转炉倾动机 构的重要参数之一，不仅是设计倾动机构、炉壳、托圈等部件的重要依据，同时也是设备 安全生产和维护检修的重要参考指标。倾动机构的能力既要满足转炉安全生产，又要经济 合理，因此需对转炉倾动力矩进行计算，为倾动机构设计及电机选型提供依据。

传统的计算倾动力矩的方法，通常只计算倾动过程中的静力矩，同时不能准确模拟出 钢过程对倾动力矩的影响。转炉的实际工作过程为加速，匀速，减速，停止的循环过程， 这个过程中，起制动会带来动力学力矩，炉液会晃动，钢液会逐渐减少，因此，传统方法在计算精度上有所欠缺。

发明内容

本发明的目的是提供一种转炉倾动力矩的计算方法，该方法通过理论计算方法计算空 炉力矩，通过XFLOW软件模拟转炉出钢全过程，得到炉液力矩，充分考虑了起制动和转炉出钢的影响，可以准确模拟倾动过程中的力矩变化，为倾动机构设计及电机选型提供了依据。

本发明所采用的技术方案是：

一种转炉倾动力矩的计算方法，分别计算空炉力矩MK、炉液力矩MD和摩擦力矩MM后相加，其中：

计算空炉力矩MK时，采用三维软件建立转炉炉壳、托圈和耐材模型，得到转炉的质量m1、重心距耳轴距离h、以耳轴为转动轴的转动惯量J，根据操作工况，得到转炉倾动 角度θ随时间的变化曲线θ(t)和角加速度曲线α(t)，计算空炉力矩MK＝m1ghsin[θ(t)]+J α(t)，其中，g为重力加速度；

计算炉液力矩MD时，以耳轴中心为坐标原点，采用三维软件建立炉壳内腔实体模型， 导入XFLOW软件后输入相应参数并设定操作工况，由XFLOW软件模拟转炉出钢全过程并得到炉液力矩MD；

计算摩擦力矩MM时，MM＝(m1+m2)rμ，其中r为轴承半径、μ为轴承的摩擦系 数、m2为炉液质量。

进一步的，计算炉液力矩MD时，1)以耳轴中心为坐标原点，采用三维软件建立炉壳内腔实体模型，并输出＊.xt文件；2)启动XFLOW，在Environment中定义流动模型为 自由表面流、湍流模型为WALE，在Materials中定义材料参数，设定重力加速度方向， 根据炉液质量m2设定初始液位高度；3)在Geometry中导入＊.xt文件，几何行为定义为 Enforced，角度模式定义为Euler angles，相应转动轴上设定为[tabulardatainterpolated(t，” ＊.txt”)]deg，＊.txt文件为倾动角度随时间的变化曲线θ(t)，定义出钢口和炉口为压力出口， 表压为0Pa，定义其它面为墙壁面；4)在Simulation中，定义模拟时间、柯朗数、求解 规模，精细算法定义为Near static walls；5)点击RUN，计算完成后，输出炉液力矩MD。

本发明的有益效果是：

本方法通过建立三维模型从而理论计算空炉力矩MK，通过XFLOW软件模拟转炉出钢 全过程，得到炉液力矩MD，充分考虑了起制动和转炉出钢的影响，可以准确模拟倾动过程中的力矩变化，为倾动机构设计及电机选型提供了依据。

具体实施方式