维普资讯 件 粕 卷 第 9期 旌武锯 耐 牡 火 COL 29。No．9 1994年 9月 IRON AND STEEL SeP~emhe r 1994 普通硅酸铝耐火纤维毡导热系数的研究 张晓丽 陈洁珍 崔之开 ’ 北‘京科技大学 马‘鞍山钢铁设计研究 ，、 11＆ 『’)／ ^ 』l根据实验数据，通过回归分析得到了普通硅酸铝耐火纤维毡导热系数的经验公式。公式反映了 平均温度，体积密度和渣球含量对导热系数的影响，并可表示如下 ^=0．05538+0．3454x10一。(SXt)4-0．2094x10一。(t／o)+0．6854×10一。t 公式适合使用的范围为：350≤t≤750 C，116-~ ≤220Ig【／m。 S≤g．8 在此范围内，公式与实验数 据吻台良好。 THERMAL CONDUCTIVrrY OF ORDINARY ALUMINO—SILICATE REFRACTORY FIBER FELTS ZhangXiooli Chen Jiezhen (UniversityofScienceandTechnologyBeijing) CuiZhikai (Maa~shan Iron andStcc1．Design and Research Institute) On the basisotexperimentaldata．aequation 扣 determinethethermalconductivityof0卜 dinary alumino=sillcaterefractoryfihe r如 Itshas been develoPedbyregression m ethod．1heequ— ation describesthe influencesofmean tempe rature．bulk density and shot~onteut0n thecon— duct lvity．andcan be~xpressed jn the following form =0．055S8+0．3454x10- (Sxt)+0．2084x1 t ／P)+0．8854×10-。0{0 the rangesotvariablesforwhichthisequationisvalidare：3sovieTs0 ℃，n6≤p≤22Okg，m ≤_，．8％ Theequation fitswellwithexperlmenta1dateintherna gesabove． T．前曹 下，马鞍 山钢铁设计研究院和北京科技大学 导热系数是耐火纤维重要的热 物 性 参 合作开展国产普通硅酸铝耐火纤维毡导热系 数，它表征 了耐火纤维的隔热能力。因此， 数的研究。为了使研究结果具有普遍性和广 它是判断耐火纤维生产质量的一个重要技术 泛性，在研究中采集了垒国34家耐火纤维厂 指标。同时，对于使用耐火纤维的炉窑设计 的试样2l1个，对垒部试样进行了渣球含量、 来说，导热系数又是一个必不可少的参数。 体积密度和不一样的温度下导热系数的测定。在 由此可见，正确确定耐火纤维的导热系数， 大量测试数据的基础上，回归出计算普通硅 不仅对提高我国耐火纤维的生 产 有 指导作 酸铝耐火纤维毡导热系数的经验公式。 用，而且也可为炉窑设计提供较为可靠的依据 。 2．导热系数的舅定 但是，对于国产的耐火纤维，尚缺乏一 普通硅酸铝耐火纤维毡导热系数的测定 套完善的计算导热系数的公式。因此，有必 工作由马鞍山钢铁设计研究院进行，所用实 要对各种 国产耐火纤维材料来导热系数的 验设备为稳态平板高温导 热仪，如图 l所 测试和计算公式的研究。 示。该仪器的主要性能为： 最 高 热面温度 在冶金部和国家标准局的组 织 和 领 导 1300℃，最高平均测量温度1000℃，导热系 联系人-张晓丽，高级工程师，北京 (100083)北京科技大学热艋工程系 维普资讯 铜 铗 ·e3· 数测量范围0．04l～1．98w ／(rn·℃)，测量 3．实验结果的分析 误 差8 。 影响耐火纤维导热系数的重要的因素有温 度 、体积密度，渣球率 ，纤维直径 、湿度和 纤维方 向等。在本研究 中，没考虑纤维直 ， ， ／，，，F’‘，，，，缓，／， 径的影响，仅对试样的纤维直径作了抽样检 验 。为了消除湿度对导热系数的影响，测试 … … … Y … — x 前将试样置于105℃的千燥箱 内进行干燥。 籀 测试时，试样按与热流方 向呈垂直放置，测得 』 J l I 的导热系数是热流方向与纤维方向垂直时的 导热系数。因此，本文仅对温度、体积密度 和擅球率对耐火纤维导热系数的影响进行分 图 l 稳态平板高温导热仪 l一砉白盖保韫层，2一硅硪棒加热炉，3一炉 体 保 析 。 温甚 ·4—1甄部匀热扳} 5一纤 维毡试样 ·6一赢 3·l温度 部匀热板 图2表示耐火纤维毡平均温度对导热系 稳态乎板高温导热仪的原理是博立叶定 数的影响。由图可见，随着温度上升，耐火 律[I]。根据傅立叶定律，在稳态条件下 ，试 样的导热系数可表示为 0古 FOl—f2) 式中 ^——试样的导热系数，w ／(rn·℃) 6——试样厚度 ， ； ，——试样计量面积，m ； O——通过试样计量面积的热流量， W ： ． f——试样热面温度，℃； f——试样冷面温度，℃。 通过试样计量面积的热流量 可 由仪器 的中心量格器涮得，即 0=cPPVAt (2) 图 2 耐火纤维毡温度与导热系数的关系 式 中 c——经 中心 量热器冷却水的比热 容，j／(k~·℃)； 纤维毡的导热系数增大，这与耐火纤维中的 P一一 冷却水密度，kg／m。； 传热方式有关。耐火纤维中的传热方式主要 — — 经 中心 量 热器冷却水流量， 有：纤维的导热、空气的导热、孔隙中纤维 ri1。Is； 之间的辐射换热以及孔隙内空气的自然对滴 df—— 中心量热器冷却水温差 ，℃。 换热。所以，耐火纤维的导热实质上是纤维 在测试过程 中，对试样热面温度分别为 导热和孔隙传热的综合。 500、700、900和 1100 ℃条件下的试样导热 显然 ，随着温度上升 ，上述几种方式 的传 系数 进行测定 。每个温度 点测量导热系数 5 热强度都将增加 。而且温度越高，孔隙中纤维 次 ，取其平均值 。 问辐射换热所 占比例越大 。因为辐射换热是 维普资讯 · 6卓· 1994年第g期 随绝对温度的四次方差增加的，所以图2中 耐火纤维毡的导热系数不是随温度呈线性增 加 ，而是大于一次方的关系。 3·2体积密度 Jl 体积密度对导热系数的影 响如 图3所 占 示 。图中曲线表 明，在本实验范围内，耐火 } 纤维毡的导热系数随其体积密度的增加而减 P—kg／m 图 4 耐比纤维中不同换热方式的分析 a一温度400℃Ib一韫度80Ⅱ℃ l一纤维导热I2一空气导热}3一辐射传热J4 总体导热章 增加，尽管纤维导热系数和空气导热系数稍 有增大，但 由于辐射换热的等效导热系数显 著降低，使得耐火纤维的总体导热系数明显 降低 。 3-3渣球含量 耐火纤维毡导热系鼓与渣球含量的关系 图 3 耐火纤维毡体稠密度与导热系数的 见图5。由图5可知，渣球含量增加，导热 关系 系数增加，随着温度上升，导热系数随渣球 含量增大幅度略有增加 。 小。随着温度的提高，导热系数随体积密度 4·瞢通硅酸铝耐火纤维毡导热系数的 变化的幅度增大。 经验 公式 耐火纤维毡的体积密度反映了它的孔隙 以往在确定导热系数经验公式时，只考 率大小及纤维毡的性质。孔隙率减小，表 明 其孔隙的数量和大小减少，相对纤维的数量 增加 。纤维的增加会使导热量增大。但是， 孔隙数量的减少使得纤维与纤维之间的辐射 换热减少。在一定的体积密度范围内(1l6≤ p≤220Icg／m。)，辐射换热量的减少耍 比纤 曼0．1 维导热量的增加大，因此耐火纤维的总体导 ＼ 热系数降低。且温度越高，辐射换热减少的 r： 比例就越大，导热系数随体积密度增加而下 降的幅度也越大。 图4c2)表示纤维导热系数、 空气导热系 数 、辐射换热等效导热系数和耐火纤维毡总 体导热系数随体积密度变化的关系。 S．％ 图 5 耐火纤维毡埴球含量与导热系数的 由图4可知，随着耐火纤维津积密度的 关 系 维普资讯 钢 铁 ·65 · 虑便于]：程应用，把公式形式简单地表示为 致耐火纤维质量上的差异 。在处理实验数据 导热系数 与温度的关系。但对 于 耐 火 纤维 时，本文仅采用渣球含量小于l0 的数据， 毡，影响其导热系数的因素较多，仅考虑温 并分两种情况做研究，一是试 样 指 标 垒 度的影响是不够的。为了较准确地表示导热 部达国家标准 (GB3003--82)t二是仅渣球 系数，应进一步考虑渣球含量和体积密度对 含摄超过 “国标”，把渣 球 含 量 扩 大 到≤ 导热系数的影响。通常将渣球含量和体积密 9．8 。在这两种情况下，回归结果如下： 度按其大小分成若干区段，在每一区段 内， (1) ≤5 ％，ll6≤p≤220kg／m ， 回归出导热系数与温度的关系式 。这种方法 350≤f4 750 oC 得到了许多公式，每个公式只适台一些范围 ^=0．05488 的渣球含量和体积密度。这样虽然公式较简 +0．4339×10— (S×f) 单，但 由于公式较多，使用时仍不方便，而 +0．2285×10一 ‘(f!／p) 且渣球含量和体积密度对导热系数的影响是 +0 4674x10 f (4) 不连续的 式 (4)是300组数据 回归的结果 ，其相 本文通过对 国产硅酸铝耐火纤维毡导热 关系数为0．971，剩余标准差为0．00789。 系数的实验研究，以及对影响导热系数各因 (2)S≤9．8％，】l6≤p≤220k晤／rn。， 素的分析，并考虑公式尽量简便的基础上， 350≤ t≤750 ℃ 提出了包含温度、体积密度和渣球含量对导 = 0．05538 热系数影响的计算模型，即 +0．3454×10一 (S × ) ^= 0+ l(S×f)+ 2(f／P) - t-0．2094×10一 fftp) + 0t (3) +0．6854×10一0t0 (5) 式 中 ——平均温度为 t时的导热系数， 式 (5)是440组数据回归 的 结果，其 w ／(m ·℃)； 相关系数为0．970，剩余标准差为0．00815。 — — 渣球含量 ，％； 显而易见，式 (4)与式 (5)的相关 P——体积密度，kg／m ； 系数、剩余标准差都非常接近。 t一一 平均温度 ，℃； 式 (4)和 (5)的计算值与实验值的比 。、 、 、 a——系数，通过多元 回归确 较，以及式 (4)计算值与式 (5)计算值的 定，其值见公式 (5)、 比较示于表l。 (6)。 由表l可知，式 (4)与式 (5)计算值 由于耐火纤维毡试样 来 自垒 国34个厂 也非常接近，在精度上同属一个数量级。但 家，各厂生产条件、生产水平不同，必然导 是，式 (5)的应用场景范围可放宽到渣球含量 表 1 相对误差的比较 维普资讯 · 舳 1994年第9期 9．8 。在国内目前条件下，5≤s≤0．8 公式与实验结果吻合良好。 的耐火纤维仍在使用之列，所以式 (5)更 5·2式 (4)和式 (5)的方差分析及相 符合我国目前的真实的情况。 对误差表明，两式精度同属一个数量级。但 由表1还可看 出，在参加回归式 (5)的 是 (5)的应用场景范围较宽， 渣 球含量允许扩 440个点中，平均相对误差为5．36 ，90 大到9．8％，比较适 台 目前我国国情 。 以上的点相对误差小于士10 ：这表 明式 5·3纤维直径是影响耐火纤维导热系数 (5)与实验结果吻合 良好。 的主要的因素之一，但本文公式中没考虑其 5．结论 影响，故公式仍有特改进 。 5·1在广泛取样测试和对实验结果进行 5·4导热系数是耐火纤维的重要技术指 分析的基础上，经数据处理，取得 了国产普 标 为了进一步提升我国 耐 火 纤 维生产质 通硅酸铝耐火纤维毡导热系数 的经 验 公式 量，推广耐火纤维的应用，应渚一步结合国 (4)和 (5)。这些公式考虑了渣球含量，体 情深入开展耐火纤维 导热系数的研究，完善 积密度和温度等诸因素对导热系数的影响。 各种耐火纤维导热系数计算公式。 ● 考 文 越 f1】杨世铭，传热学，人 民教育出版社 ．北京，I980． [2 】马鞍 山钢铁 曼计研究院，耐火纤维应用技术文集，冶金工业出版社，北京 ·1985 … ～ 一 一 (上揍第33页) 4．结论 化 。 4·l芯 棒 速 度 对 轧 制 力影 响曲线·单位轧制力，在孔型顶部随芯棒速 ／v：l附近有一峰值 。 度变化其峰值发生明显的变化，而在侧壁处几乎无 4·2随芯棒速度增大，轧制力矩和芯棒 变化 。芯棒速度只改变单位轧制摩擦力停滞 轴向力减小、前滑增大而 钢 管 出 口宽度不 区的轴向坐标，而不改变其大小。 变。 4·5采用条元法研究连轧管芯棒速度及 4·3随芯棒表面 摩 擦 系 数变化，轧制 其摩擦对轧制过程的影响，具有简单有效、 力 、轧制力矩和芯棒轴 向 力 呈 线性关系变 计算费用低等特点，值得进一步推广 。 ● 考 文 越 【11Toshiom ae 口1．，FundamentaICharacteristicsofMandrelMillRollingandItsApplication to PratcticalM ilIOperation．Thhd International ConfeTellce 0n SfeelRolling Technology of PiPeandTubeandTheirAPPlication，Zokyo，japan，2-6scP~，1985，215~222． 【21Dobruckj，W ．and Sobkowlak，P．JournalofMechanicalWorkingTechnology， 1D(1989)，285～ 294． [31朱之超等，东北重型机械学院学报，1980，No．2．16~36， [4 】兰 昌等，东北重机学院学报 ，1992，No．1，36— “，

  Unit 1 I laughed till I cried! 英语课程教学设计.doc

  原创力文档创建于2008年，本站为文档C2C交易模式，即用户上传的文档直接分享给其他用户（可下载、阅读），本站只是中间服务平台，本站所有文档下载所得的收益归上传人所有。原创力文档是网络服务平台方，若您的权利被侵害，请发链接和相关诉求至 电线) ，上传者