转炉倾动力矩的计算方法技术

本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
转炉倾动力矩的计算方法
本专利技术属于转炉炼钢领域，具体涉及一种转炉倾动力矩的计算方法。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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)]+Jα(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Eulerangles，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Nearstaticwalls；5)点击RUN，计算完成后，输出炉液力矩MD。本专利技术的有益效果是：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。具体实施方式下面对本专利技术作进一步的说明。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：1.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)]+Jα(t)，其中，g为重力加速度。2.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(密度、粘度等)，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Eulerangles，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Nearstaticwalls；5)点击RUN，计算完成后，输出炉液力矩MD。3.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。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。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本专利技术所附权利要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
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，其特征在于：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)]+Jα(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。

【技术特征摘要】
1.一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，其特征在于：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)]+Jα(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。2.如权利要求1所述的转炉倾动力矩的计算方法，其特征在于：计算炉液力矩MD...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡全福，谭辉，严淑，
申请(专利权)人：中冶南方工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42