钢包的保温性对精炼处理和连铸工艺、生产流程管理以及钢包寿命有着重要的影响,轻质化直接影响钢厂冶炼节奏的加快和钢包的扩容。“超保温”、“长寿化”、“轻质化”成为当代钢包发展的主题。单一研究钢包保温性能和钢包长寿化、轻质化的文献较多,但作为一体化研究,尤其是相互影响的研究较少,对钢铁行业的发展及新工艺的发展起不到很好的促进,因此有必要进行深入化的研究。本文以传统钢包为研究对象,基于传统钢包壳的温度测量和有限元软件对钢包内衬的结构和材料的物性参数进行分析和优化,实现钢包的超保温、轻质化、长寿化。本文的主要研究内容如下:(1)基于传统钢包分析钢包的保温、轻质、长寿三个性能主要影响因素,分析对比得出性能相互影响规律,为后续研究提供理论基础。(2)基于对传统钢包的温度场仿真和钢包壳的温度测量实验,掌握了钢包温度水平和分布情况,验证传统钢包模型建立的有效性,接着对钢包内衬材料的物性参数进行分析模拟对比,得到新型钢包的初步内衬的结构和物性参数。(3)针对新型钢包内衬结构,对其进行多场的耦合分析。实验结果表明新型钢包的外壳温度和温降都比传统钢包的低,说明钢包的保温性能有所提升,从应力云图看出新型的应力分布比较均匀,平均应力较传统的低,从侧面上也说明了钢包的寿命也有所延长,流场的分析也为钢包的长寿化提供一些理论分析基础。(4)钢包寿命的研究,首先对钢包壳进行疲劳分析,然后利用神经网络对钢包的内衬厚度进行预测,以此可以较为准确的了解钢包内衬的损耗情况,较传统经验估计和运行调整更能合理的延长钢包的使用寿命。