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高炉布料溜槽是无料钟式炉顶布料器的核心部件之一,所有炉料均对布料溜槽造成冲击和磨损,使其发生磨漏与变形,因此,设计的合理性和可靠性直接影响着炼钢的有效、安全的生产和使用寿命。近些年,采用多种研究发展对高炉布料溜槽的性能、结构和延长使用寿命等提出了更高的要求,对布料溜槽受料作用下的磨损和受力变形特性等,进行结构改进具有十分重要的意义。本论文主要完成的以下工作:(1)某3000m~3高炉布料溜槽为研究对象,基于理论计算,应用离散元软件EDEM与SolidWorks等软件建立了喉管、托架和溜槽装配的离散元模型,通过计算仿真获得炉料的颗粒粒径和行为信息。为取得更加准确的效果,选取正确合理的接触模型,为后续仿真计算奠定基础。(2)分析溜槽不同区域的冲击及磨料磨损,建立高炉溜槽的布料的离散元磨损分析模型,通过控制变量法研究了不同溜槽倾角和炉料的不同结构形式和物理属性下,炉料对溜槽的磨损影响可以得出:炉料对溜槽的磨损主要集中在冲击区域附近,不同的影响因素对布料溜槽的磨损和受力特性影响有所不同,在此基础提出了布料溜槽在不同工况下的耐磨方案和使用方法。(3)运用EDEM和ANSYS Workbench建立耦合模型,仿真分析炉料对布料溜槽的受力特性。基于此耦合模型用于分析布料溜槽在最大受力时刻的应力和应变,得到溜槽在布料过程中溜槽受料作用引起的应力和应变特性:(1)溜槽在不同角度下,托架与溜槽接触的定位块联接处附近处应力最大,溜槽与托架配合超差,造成溜槽脱扣而脱落。因此在进行结构设计时,应该保证溜槽的耐磨和强度下,降低应力集中。(2)总变形量最大在溜槽末端处的,说明溜槽末端边缘强度较小,设计结构时,应采取措施减小尾部变形,使其控制在允许范围内。(4)根据本课题研究分析的内容上,对高炉布料溜槽的整体结构和局部位置进行初步改进,为延长其使用寿命和高效生产提供参考具有十分重要的意义。本文以离散元方法为主,并且结合有限元方法耦合,来研究溜槽在高炉布料的过程及炉料对溜槽的力学行为,可以充分利用离散元法和有限元法的优点,能够获取炉料与几何体的边界运动和力学相关内容,人为干预较少,以获取更稳定的分析结果,提供合理的数据理论支撑,同时进行溜槽的结构进行初步改进具有重要意义。