设计隧道窑炉衬的合理方法

设计窑炉炉衬时,过去一般是先根据炉温高低选择耐火、保温材料的种类及厚度,然后验算界面温度并算出散热量.由于传热计算繁琐,要选择多种材料并对不同厚度进行组合计算,实际很难做到.因此实际情况下不是厚度过大造成浪费,就是外表面温度过高,造成车间操作环境恶化、浪费能源等.炉衬的热耗分散热和蓄热两部分,其中蓄热量的大小又与炉子运转周期、温度和炉衬质量有关.炉衬选择不合理的情况广泛存在,但并未引起人们注意.     

转炉炉壳的汽雾冷却温度与炉衬材料的关系

采用有限元分析法 (FEA)模拟了两种不同炉衬材料和布置的转炉瞬态温度场。通过对比发现 ,炉衬材质及其布置影响转炉汽雾冷却的效果和区域 ,永久层炉衬的布置和材料种类影响汽雾冷却时从炉衬内表面到炉壳的能量补给速率 ,从而影响汽雾冷却对炉壳温度的控制。     

低压蒸汽环境中水蒸发界面温度和蒸发速率的实验研究

蒸发相变广泛存在于薄膜过程及晶体生长等工业生产和日常生活中，液层表面蒸发和热毛细对流相互影响、相互制约，使得蒸发界面能量传递机制变得非常复杂。为了深入了解水在低压纯蒸汽环境中的蒸发特性，对环形液池内水蒸发时的温度分布和蒸发速率进行了一系列实验研究。环形液池壁温控制在3~15℃之间，蒸发环境压力在394~1467 Pa之间变化，开始测量时液层深度为10 mm。结果表明，蒸发界面气相侧温度总是高于液相侧，气液界面存在明显的温度跳跃。随着压比减小，蒸发速率增加，界面温度跳跃随之增大；随着距壁面距离增加，局部蒸发速率降低，温度跳跃值减小；相同压比下，随着壁面温度的升高，气相侧热通量减小，蒸发界面温度跳跃值整体降低；在实验范围内测得的最大温度跳跃值为2.56℃。由于蒸发冷却效应和热毛细对流的耦合作用，蒸发界面下液相侧存在一个厚度为2 mm左右的温度均匀层，且壁面附近温度均匀层厚度大于中间区域厚度。在温度均匀层内，径向温度梯度诱导的热毛细对流将热量从壁面传输至气液界面以补偿蒸发所需汽化潜热；在温度均匀层以下，浮力对流和导热共同作用使得液相温度迅速升高。     

南钢鱼雷罐炉衬保温优化及应用

为提高鱼雷罐保温效果，降低铁水温降，通过有限元软件ANSYS分析了鱼雷罐炉衬添加蛭石板作为保温层后的效果，并进行现场应用。结果表明：鱼雷罐增加一层蛭石板后，铁水温降可减少5.6℃;现场应用表明，炉衬结构优化后，锥段最高温度由307.1℃降低到242.9℃,节能效果明显。     

钛渣熔分电炉冷凝式耐火材料炉衬的研究

由于钛渣熔体活泼的化学活性导致目前冶炼钛渣时无论采用何种材质的耐火材料,都会遭受严重损坏。为了延长钛渣熔分电炉炉衬的使用寿命,结合生产工艺的要求,本文设计了以镁碳砖为耐火材料工作层的部分冷凝式炉衬结构。分析计算了炉衬耐火材料与钛渣熔液发生化学侵蚀起始临界反应温度、镁碳材质炉衬温度梯度及热流密度,并给出了确定合理的钛渣渣壳层厚度的方法。目前钛渣熔分电炉的工业化应用仍处于探索阶段,强化换热的冷凝式炉衬结构的应用也处于起步阶段。在采用冷凝式炉衬的钛渣熔分电炉工业化试生产经验总结的基础上,提出了将来冷凝式炉衬技术的研究方向。     

水冷壁式粉煤气化炉炉衬应力场数值模拟研究

针对水冷壁式粉煤气化炉在使用过程中由热应力引起的耐火材料和渣层损毁现象,建立了水冷壁的局部热应力模型,运用ANSYS有限元分析软件对水冷壁式粉煤气化炉使用过程的应力场进行了数值模拟研究。结果表明:1)水冷壁式气化炉的最大应力出现在锚固钉与耐火材料的界面以及耐火材料与渣层的界面,渣层最大应力的位置在渣层表面。2)渣层厚度的增加可显著降低锚固钉与耐火材料界面处的热应力,但是会导致渣层与耐火材料层间的热应力增大。3)当热导率为2～6 W·m~(-1)·K~(-1)时,随着热导率增加,会导致热应力迅速升高;而当热导率为6～10 W·m~(-1)·K~(-1)时,热应力基本稳定。4)降温速率越快,炉衬各点的温度和热应力下降得越快。     

新工艺炭黑反应炉炉料国产化的发展动向和使用的相关问题

本文结合炉段的工作温度与炉衬工作面温度的关系，阐述炉衬工作面温度与炉料耐火性能的相应性，提出炉料合理使用和进一步搞好炉料国产化工作的意见。     

聚钛硅氧烷凝胶与铝铁界面粘接机理

浙江工业大学的邬润德等用扫描电镜和X射线能量散布分析技术研究了聚钛硅氧烷(PTS)与铝、铁基材的粘接界面。结果发现：PTS与铝界面有良好的结合，这是氧化铝与PTS产生化学反应，形成互渗层的结果；随热处理温度提高，互渗层厚度增加。与此相反，PTS与铁基材界面没有明显的化学结合，随热处理温度提高界面缺陷增加。     

新工艺炭黑反应炉炉衬材质的最佳选择与技术供应

本文结合喉管部位温度的计算与使用，从阐述炉衬材质的适应性和性能要求入手，指出提高炉衬材质综合性能的途径和当前炉衬材质品种的档次与相应温度控制值，并针对有关炉体使用寿命与制品价格问题提出改进性的意见和想法。     

熔炼Fe-Si-B合金的中频感应炉用石英捣打炉衬的损毁机制

以天然石英和熔融石英为原料,加入硼酐捣打成熔炼Fe-Si-B合金的无芯感应炉衬,研究了该石英质炉衬的损毁机制。结果表明:炉衬服役后烧结层会产生含Fe氧化物的渗透层;渗透层中Fe的氧化物会与SiO_2反应使炉衬原有网状结构遭到破坏,同时还会伴随体积效应加大内部应力使裂纹扩展,造成烧结层强度进一步降低;炉衬下部损毁严重与烧结层强度降低及电磁搅拌引起的合金液对炉衬冲蚀和磨损有关; 1 350～1 380℃下,Fe-Si-B合金熔体中Al会与SiO_2反应侵蚀炉衬,但侵蚀程度有限。