转炉炉壳实施不同冷却的研究

转炉用煤碳砖炉衬后，炉壳温度急剧增加，已超出炉壳材料的蠕变温度，造成炉壳蠕变变形.研究应用空气冷却和汽雾冷却技术对转炉炉壳实施温度控制、应力场变化。     

强制空气冷却时转炉炉壳温度场的有限元分析

为防止转炉炉壳因高温蠕变产生过大变形,以有限元为手段,以ANSYS大型软件包为工具,对国内某炼钢厂的大型转炉炉壳在强制空气冷却时的温度场进行了分析.分析结果表明:炉役前期炉壳最高温度为393℃,炉役后期炉壳最高温度为428℃,均未超过炉壳的蠕变温度450℃.因此,强制冷却抑制了高温蠕变,且其冷却方式和冷却部位是有效的.     

转炉炉壳托圈弹簧板式联接装置的有限元强度分析

某钢厂转炉炉壳与托圈的联接方式初始设计为悬盘联接,该种联接装置使用一段时间后发现悬盘及悬盘孔的磨损较为严重.为改善炉壳与托圈的联接方式,将联接装置改为弹簧板式联接.新的联接方式的强度是值得关注的.为保证弹簧板式联接不发生强度问题,采用有限单元法在转炉三种工作极端位置对新的联接装置进行分析计算.有限元计算结果表明,弹簧板式联接方式可以满足强度要求.     

热应力对转炉炉壳蠕变变形的影响

转炉炉壳在一定的温度场和热应力等物理量作用下，造成炉壳永久蠕变变形．针对影响蠕变变形的热应力，研究了2种热应力——热膨胀应力和温度差应力对转炉炉壳的蠕变变形的影响．通过比较总的热应力和其中热膨胀应力分别对炉壳的作用，可以判断出哪一种热应力是影响蠕变变形的主要影响因素，以便进一步控制炉壳的蠕变变形．     

转炉炉壳变形分析及其控制措施

介绍了转炉炉壳变形的现状,转炉使用镁碳砖后,炉壳温度升高是炉壳变形的主要原因,提出了通过炉壳整形、改善炉壳材质和强化炉壳的冷却条件控制炉壳变形的措施.     

汽雾冷却条件下转炉炉体瞬态温度场

通过有限元方法,对汽雾冷却条件下大型转炉炉体瞬态温度场进行了三维有限元仿真分析及宝钢300 t大型转炉热电偶数据实测,研究了该条件下炉体瞬态温度场的分布及变化规律.实测的炉壳温度及其变化规律与有限元仿真结果吻合较好,证实了炉体瞬态温度场有限元分析的可信性.研究结果表明,汽雾冷却条件下炉壳温度呈锯齿形波动(降温速度快,升温较慢),平均降温速度为2～2.5℃/min.运用汽雾冷却技术,可将炉壳温度控制在材料热蠕变温度(约400℃)以下,有效抑制了炉壳热蠕变变形.     

基于ANSYS的250t转炉温度场有限元仿真分析

基于ANSYS建立250 t转炉系统的有限元温度场分析模型,并对转炉温度场进行数值仿真计算和分析,得到250 t转炉系统的温度场,并与现场实测值进行比较。结果表明,仿真计算结果与实测值误差较小,仿真结果是正确和有效的。     

转炉托圈机械应力的实验研究与有限元分析

设计制作了转炉托圈实验装置对其在静载荷下采取倾角α为０°,３０°,５５°,９０°四种工况下,分别进行机械应力测量,并进行了有限元计算与分析。实验与分析结果对转炉托圈的设计和使用有一定的指导意义。     

马钢第三钢轧厂75吨转炉炉壳组焊方案

马钢第三钢轧厂75t顶底复吹转炉炉壳由炉帽、炉身、炉底三部分组成,三段分开焊完后,最后在进行现场组焊。     

90t转炉托圈承载能力有限元分析

以内腹板局部区域蚀损严重的90 t转炉托圈为主要研究对象,采用大型CAE仿真分析软件ANSYS对转炉工作过程中的温度场、热-固耦合应力场进行有限元仿真计算,分析蚀损托圈能否继续使用。结果表明,温度场计算结果与现场实测值基本吻合;与蚀损前相比,托圈蚀损区域某质点应力增加近一倍,蚀损区域最大应力达111．1 M Pa ,对托圈的结构强度产生了一定的影响,需要及时进行加固维护以提高托圈的承载能力。     

混铁车外表面温度与内衬厚度关系的模拟研究

以320 t混铁车为研究对象,根据现场实测混铁车内衬厚度,采用Fluent等软件模拟计算出混铁车外表面温度,并分析混铁车内衬厚度变化对其外表面温度的影响。结果表明,混铁车外表面温度与内衬残余厚度之间存在一一对应的关系,随着混铁车使用次数的增加,内衬厚度愈来愈薄,外表面温度随之升高。此外,根据建立的混铁车外表面温度与内衬厚度之间的关系,利用红外热像技术,可实现对内衬磨损程度的实时监控。     

贴壁式直墙环状衬砌的解析解

本文将贴壁式直墙环状衬砌视为由圆环壳、位于内侧及外侧的弹性地基圆筒壳三个子结构构成的组合结构。用复变函数方法,导出了在衬砌自重、竖向及水平围岩压力作用下,圆环壳的复变方程及其解。用柱壳理论,导出了弹性地基圆筒壳的基本方程及其解。然后,根据变形、内力协调,将它们组装成环状衬砌。文中导出了对这种衬砌进行工程计算所需要的全部公式,给出了数值例题,并初步讨论了衬砌几何参数变化对其受力性能的影响。     

带加劲环埋藏式压力钢管的抗外压稳定性分析

水电站压力钢管作为一种薄壳结构,在承受外压时易发生压屈而失稳,成为某些水电站压力管道钢衬设计的控制因素.目前规范采用明管抗外压的米赛斯公式计算埋藏式加劲环压力钢管的临界外压,将外包混凝土衬砌对管壁的径向约束作用作为安全储备,安全系数略予降低.为量化这种必然使钢管临界外压增大的混凝土衬砌径向约束作用,首先利用非线性屈曲分析按明管定量分析加劲环式压力钢管的临界外压,进而再通过在外包混凝土衬砌和钢衬间设置接触单元考虑混凝土衬砌对管壁的径向约束作用,按埋管分析加劲环式压力钢管的临界外压,然后与按米赛斯公式和赖华金等所推导的公式计算的临界外压进行对比.表明即使混凝土衬砌和钢管间有均匀分布的缝隙,外包混凝土衬砌的径向约束作用也会使环间管壁的临界屈曲外压明显提高,提高幅度可高达50%以上.     

钢包温度场的模拟及节能计算

通过建立钢包衬体材料的传热模型,对采用两种不同材料砌筑永久层的钢包进行了温度场数值模拟和节能计算。结果表明,当钢包永久层材料由低水泥浇注料改为轻质隔热耐火砖后,钢包工作层与永久层交界面处温度升高,工作层温度梯度减小,永久层温度梯度增加,外表面温度降低、散热减少。与采用低水泥浇泣料相比,采用轻质隔热耐火砖砌筑永久层的钢包,由于其外表面散热的减少,每小时可以节能1166400kJ,折合标准煤为39．9kg。     

钢包预热过程热应力影响因子及预报模型

运用有限元软件ABAQUS建立钢包包衬的线性弹性模型,模拟钢包预热过程包衬的热应力,分析包衬厚度及其材料物理性能对包衬内最大热应力和钢壳表面温度的影响;采用偏最小二乘法建立包衬厚度及材料物理性能与包衬内最大热应力、钢壳表面温度间的预报模型。结果表明,工作衬材料物理性能对包衬最大应力和钢壳表面温度起主要影响作用;较之于无绝热衬,有绝热衬钢包永久衬材料物理性能对钢包热应力和钢壳表面温度的影响作用显著降低。     

公路隧道衬砌裂损病害检测与治理对策

目的为治理公路隧道病害,针对病害检测结果提出了治理方案.方法采用地质雷达方法进行无损检测及弹塑性有限元方法对治理前、后衬砌结构受力状态进行分析.结果探明了该隧道衬砌厚度、衬砌混凝土强度、衬砌混凝土密实度、衬砌背后空洞分布和范围.对隧道结构衬砌裂损病害采取补强措施,即衬砌背后空洞的填充和衬砌本身的加强;对隧道漏水病害设置必要的防排水设施,从导排、防漏两方面入手,解决隧道漏水问题;数值分析表明治理后衬砌结构处于稳定状态.结论实际应用取得良好效果,治理方法可应用到相似病害隧道加固治理工程中.     

具有半封闭隧道的饱和粘弹性土动力特性

考虑介质和流体的压缩性,根据Biot理论和弹性壳体理论,在频率域内研究了饱和分数导数粘弹性土体-半封闭圆形隧道壳体衬砌系统耦合振动.将土体视为液固饱和多孔介质,选择反映介质流变特性的分数导数模型描述土骨架的应力-位移本构关系,又引入部分透水的边界条件,得到了饱和粘弹性土体中半封闭隧洞内边界分别在轴对称荷载和流体压力作用下位移、应力和孔压的表达式.进行了参数分析,研究表明:轴对称荷载条件下,分数导数阶数对系统响应的影响远大于流体压力情形下的动力响应,且存在明显的共振效应,但流体压力条件下不产生共振现象.     

饱和土体中衬砌隧道在移动荷载下的动力响应

为了研究移动点荷载作用下饱和土体全空间中圆形衬砌隧道的三维动力响应,采用解析方法进行求解.用无限长圆柱壳模拟衬砌,用Biot饱和多孔介质模型模拟土体.引入两类势函数表示土骨架和孔隙水的位移,在不同环向模态下利用修正Bessel方程求解各势函数.结合边界条件,得到频率-波数域内衬砌和土骨架位移、孔隙水压力的解答.对各模态下的解答求和,并进行双重Fourier逆变换得到时间-空间域内的动力响应.通过算例分析荷载速度、土体渗透性等对位移及土体孔压的影响.结果表明：饱和土体中衬砌隧道系统存在临界速度,该速度与土体剪切波波速很接近;位移场和孔压场分布受荷载速度、土体渗透性影响较大;随着土体渗透性增大,土体孔压减小;高速荷载时的位移响应频谱与低速荷载时的差别很大．     

Direct Current Electric Arc-Electroslag Ladle Furnace

In order to solve the high consumption problem of small capacity ladle furnace (LF), the operation principle and control method of the DC arc and electroslag heating ladle furnace are introduced. With only one arcing electrode, the distance between the arc and the wall of ladle is enlarged, and consequently the consumption of the ladle refractory is decreased. In the invention, a signal electrode is embedded in the refractory lining of the ladle, which contacts directly with the liquid steel and the ladle shell. TWo graphite anode ends are submerged in the slag layer. The signal electrode is used as voltage reference during refining process. The electroslag voltage between anode end and liquid steel is applied to control the depth of anode end in the slag layer during the refining process with this ladle furnace.