在钢铁生产中,铁钢界面是连接炼铁与炼钢两大部分的重要桥梁,起着承上启下的作用,同时也是生产流程中的关键区间段。近年来,诸多科研人员对铁钢界面的热损流向进行了广泛的研究,但研究主要集中在某单一设备或工序,没有形成整体化、系统化的体系。为此,本文选择铁钢区段工艺技术界面进行热状态分析,旨在为该区段的优化与节能提供一些有益的支持。本课题以320吨鱼雷罐车与兑铁包为研究对象,借助SolidWorks、ICEM及Fluent等软件进行模型建造、网格划分及模拟运算,并结合现场热测试数据,分析对比了鱼雷罐车改造前后的各阶段的热状态变化情况,为铁钢界面铁水温降及节能研究提供了相应的理论与技术支持。对于烘烤阶段:常规鱼雷罐车各层罐衬在烘烤阶段总的蓄热量约为8.94×104 MJ,其中工作层蓄热约占罐衬总热量的84.02%。在常规鱼雷罐的基础上,对永久层进行改造,添加纳米型保温板或硅酸镁型保温板可使烘烤速率加快,约可提前5h和2h完成烘烤作业,罐壳表面温度降低约57℃和41℃,罐体热量约提高1.17×104MJ和0.34×104 MJ。对于受铁阶段:铁水温降曲线的宏观趋势为铁水与鱼雷罐车首先接触时温度急速下降,后逐渐趋于稳定,最后阶段有小幅度稳定上升的过程。在常规鱼雷罐的基础上,对永久层进行改造,纳米保温板或硅酸镁保温板可使铁水温度提高约1.38℃和0.99℃,总蓄热量约提高0.98×104MJ和0.30×104MJ,由于罐体蓄热引起的铁水热损相对减少。对于重罐运输阶段:圆台段、圆柱段、耳轴段与罐口处,四者热损失占比约为51.12%、35.03%、3.93%与9.92%,其中圆台段热量损失占比最大。对永久层进行改造,添加纳米保温板或硅酸镁保温板可使铁水温度提高约3.12℃和2.06℃,总蓄热量约提高0.97×104MJ 和 0.27×104MJ,蓄热增加量约降低 0.10×103MJ 和 0.10×103MJ。对于重罐静置阶段:圆台段、圆柱段、耳轴段与罐口处,四者热损失占比约为47.73%、30.42%、6.63%与15.22%,其中圆台段热量损失占比最大。对永久层进行改造,添加纳米型保温板及硅酸镁保温板可使铁水温度约提高4.05℃和3.02℃,总蓄热量约提高0.97×104MJ 和 0.28×104MJ,蓄热增加量约降低 0.10×103MJ 和 0.20×103MJ。对于空罐阶段:对于常规鱼雷罐车,罐口与罐壳分别约占总散热热损的52.11%和47.89%。添加纳米保温板或硅酸镁保温板,与常规鱼雷罐加盖时对比,可使内壁面温度提高约48.46℃和23.30℃。与常规型鱼雷罐车无盖时对比,添加纳米保温板及硅酸镁保温板可使内壁面温度约提高54.97℃和20.36℃。其中加盖情形下的改进型鱼雷罐车与无盖常规型鱼雷罐车进行对比,内壁面温度约提升91.14℃和66.18℃。对于无盖情况,硅酸镁型鱼雷罐车与纳米型鱼雷罐车相较于常规型鱼雷罐车罐壳表面温度分别降低约42.67℃和59.92℃;对于加盖的情况,分别降低约48.02℃和63.59℃。整个流程的铁水温降幅度大小与受铁铁水温度成正比。受铁温度为1440℃、1460℃、1480℃、1500℃与 1520℃ 时,各阶段温降总值分别约为 102.30℃、105.64℃、108.76℃、112.43℃与115.61℃。在初始受铁铁水温度较高时,有必要提高初始烘烤温度,降低铁水热量损失。硅酸镁鱼雷罐车返回包各阶段铁水温度始终高于常规型鱼雷罐车,硅酸镁鱼雷罐车加盖返回包与常规型鱼雷罐车无盖返回包相比,整个阶段铁水温度约提高5.62℃。