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。     

铸铜冷却壁蠕变变形研究

在铸铜冷却壁稳态温度场研究的基础上,利用热机械耦合的瞬态有限元分析方法,通过ABAQUS软件对高炉铸铜冷却壁的蠕变变形进行了模拟分析.结果显示铸铜冷却壁仅在热应力作用下蠕变变形很小,相对于壁体热膨胀变形可以忽略,壁体应力不足以使冷却壁产生裂纹,能够满足高炉长寿的要求.     

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．     

PE燃气管热熔焊接头温度场有限元分析

采用牛顿冷却公式计算PE管内外对流换热系数,在准确的边界条件下建立热熔焊接头的二维轴对称模型,用有限元软件ANSYS对模型进行瞬态热力学仿真,得到焊接过程中温度随时间和位置变化的分布情况.用M7500红外摄像仪对PE管外表面沿轴向的温度分布进行了测量,结果表明仿真与实测结果吻合.最后对接头温度场进行分析,为降温速率对接头质量的影响提供一定的理论依据.     

转炉炉壳热弹塑性有限元分析

利用ANSYS有限元分析程序,考虑炉衬和炉壳材料力学性能依赖于温度变化,对复合结构的转炉炉壳进行热弹塑性有限元分析.按照实际结构,炉衬和炉壳之间采用接触单元模拟.计算方法拓宽了转炉炉壳的强度分析内容.     

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.     

钢板轧后冷却过程温度场仿真

建立钢板的温度场模型是钢板轧后冷却过程控制与优化的基础.为此,简述了钢板轧后冷却过程模型研究的情况,基于有限元方法建立了钢板轧后冷却过程的温度场模型,并进行了仿真研究.在ANSYS软件环境下,通过对工件几何、单元类型、材料属性与边界条件等定义,对钢板轧后冷却过程瞬态温度场模型进行了仿真求解,得到了钢板的温降曲线及瞬态温度场分布,所模拟出的温度场对合理制定冷却制度和冷却工艺具有实际指导意义.     

过渡工况下汽车发动机汽缸盖温度的测试及分析

汽车发动机经常在非稳态的过渡工况下工作,即启动、暖机、突加和突减工况。本文对车用风冷发动机汽缺盖的非稳态温度进行了实测,分析了启动、突加和突减三种过渡工况下汽缸盖温度的变化规律。实测结果表明：汽缸盖内、外表面的温度变化规律有很大差别,启动工况对热负荷可靠性影响最大。同时,实测结果也为汽缺盖温度场、热应力计算提供了真实可靠的边界条件。     

考虑日照的碾压混凝土重力坝施工期温度仿真

目前在仿真计算施工过程中的温度场时,气温边界条件均没有考虑日照影响引起的混凝土表面温度升高.采用瞬态有限元方法严格模拟碾压混凝土实际碾压浇筑过程,就施工期考虑日照影响与不考虑日照影响两种情况进行温度仿真计算,并且将仿真计算结果与实测温度值进行了比较.结果表明,考虑日照后的仿真温度场接近实测的温度场,并且得出了施工期日照对混凝土温度场影响很大的结论,如不考虑日照影响,计算得到的温度场将低于实际大坝的温度场.     

Numerical simulation for the lower shaft and the hearth bottom of blast furnace

One of the methods forming the shell is to appropriately design the cooling staves and hearth without overheating during the campaign life of the furnace. The three-dimensional steady mathematical models for calculating the temperature distribution in the coolers and two-dimensional unsteady mathematical models with phase-change latent heat for calculating the temperature distribution of the hearth bottom were established. The calculation results show that the formation of the slag-metal protection shell can be achieved by optimizing the design parameters of the coolers. Increasing the heat conductivity of the carbon brick can move the isothermal line of 1150℃ upward outside the hearth bottom.     

二冷强度对连铸小方坯凝固过程影响规律的数模研究

针对连铸小方坯的中心疏松等质量缺陷,建立了凝固传热数学模型,以研究二冷强度对连铸小方坯凝固过程的影响规律,优化二冷制度,改善铸坯质量.本文基于射钉和测温实验所建立的小方坯凝固传热模型精细度较高,用此模型深入研究二冷喷嘴的数量和喷射范围对小方坯凝固传热的影响;经验证,模拟结果与实测结果误差在1.7％以内.利用该模型定量分析了二冷强度对铸坯温度,凝固坯壳厚度和凝固终点的影响规律.结果表明,随着二冷强度的增大,二冷区内的铸坯表面中心温度降低,而进入空冷区后则逐渐趋于一致.二冷强度每增加10％,足辊段出口处温度平均降低8℃,二冷一段出口处温度平均降低10.75℃,二冷二段出口处温度平均降低10.75℃,二冷三段出口处温度平均降低9.75℃,铸坯凝固终点缩短约0.168m.     

Effects of heat treatment on structures and properties of high speed steel rolls

The effects of quenching temperature, cooling pattern, temper temperature and temper times on the structure and properties of high speed steel (HSS) rolls have been investigated. The results show that, when the quenching temperature is lower than 1050℃ the hardness of HSS increases with the quenching temperature increasing in oil cooling, but when the quenching temperature exceeds 1100℃ the hardness decreases. In the conditions of salt bath cooling and air cooling, the effect of quenching temperature on the hardness is similar to the above law, but the quenching temperature obtaining the highest hardness is higher than that in oil cooling. When the temper temperature below 350℃ the hardness of HSS has a little change, when above 475℃ the hardness will increase with the temper temperature increasing, and the highest hardness is obtained at 525℃. When the temper temperature continues to increase, the hardness decreases. Twice temper has little effect on the hardness, but three times temper decreases the hardness. HSS in air cooling has lower hardenability, oil cooling can easily produce crackle, and HSS quenching in salt bath has high hardenability and excellent wear resistance.     

超宽板坯包晶钢连铸初生坯壳应力的数值模拟

利用商业软件计算了超宽包晶钢连铸过程中初生坯壳所受应力.研究结果表明,由于包晶反应引起的体积收缩,包晶成分钢种的凝固坯壳表面应力显著大于非包晶钢成分钢种,在距铸坯中心约200～400 mm处应力出现极大值;随板坯宽度的增加,坯壳表面应力增大,应力极值点向坯壳中心方向移动;连铸工艺参数直接影响包晶钢表面应力大小,随过热度减小,拉速增加,结晶器冷却强度减弱,坯壳表面应力减小,铸坯表面裂纹发生概率降低.在本研究条件下,对断面为3 200 mm×150 mm的铸坯,适宜的过热度为15～25℃,拉速为1.2 m/min,结晶器宽面冷却强度为5 500 L/min.     

中厚板加速冷却过程控制

中厚板轧后冷却直接影响钢板的强度和韧性。为保证中厚板质量,提出一种新的加速冷却过程控制模型,对反馈偏差进行前馈补偿,并采用控制容积积分法建立钢板温度场,包括一维温度场模型,空冷模型,水冷模型,特别是对金属温度变化时发生的相变潜热进行处理。实验结果表明,该控制模型精度较高,返红温度偏差±5℃,可应用于生产实际。     

乘用车发动机电控冷却系统控制策略

针对乘用车发动机冷却系统水温控制问题.建立某车型冷却系统仿真模型,通过台架试验验证模型,在模型的基础上设计PI反馈控制和前馈-反馈综合控制的控制策略,将3种冷却系统控制方式在暖机、负荷突变情况下进行对比,并在新欧洲行驶循环 (NEDC)下考虑冷却系统功耗进行综合分析.结果表明：PI反馈控制策略可将发动机冷却液出口水温波动控制在±1.5 ℃,而综合控制则将温度波动控制在±0.5 ℃,PI反馈控制和综合控制较原机减小暖机时间, 相对原机系统在NEDC循环下分别降低功耗55.3%、58.0%.采用前馈-反馈的综合控制方式较PI反馈控制策略冷却液温度波动更小且冷却系统附件功耗能够进一步降低.     

方坯连铸凝固传热数值模拟及二冷动态控制

二冷是影响连铸机生产和铸坯质量的重要因素,针对连铸二冷区的均匀冷却问题,建立了方坯连铸机数学模型,其中包括铸坯凝固传热模型和二冷配水控制模型．采用二维有限元差分法求解凝固传热模型,分析了铸流在二冷区的凝固过程中温度场分布和凝固坯壳厚度,为建立二冷控制模型提供了依据和输入数据．建立了基于中间包钢水连续测温和有效拉速实现二冷动态前馈控制模型。该控制模型成功应用于实际铸机的二冷配水,应用结果表明：二冷动态控制模型具有比传统二冷配水控制模型更好的控制效果,铸坯质量有了明显提高．     

汽车排气系统传热与热负荷研究

对某款正在开发的汽车排气系统进行热性能评估,应用CFD和FEA方法完成两种设计方案的传热与热负荷研究。借助CFD软件计算获得的流体热边界条件,采用FEA方法获得了排气系统壳体表面的温度分布和热应力分布,试验测试结果表明了该研究方法的有效性,为最终设计方案的确定提供了依据,并为排气系统设计提供了新的思路。     

黑龙江省应对气候变暖的对策

全球气候变暖已成为不争的事实。近120年来,黑龙江省年平均气温上升1．4℃;20世纪80年代以来较1981年前30a气温平均升高1．1℃,位于全国升温之首。未来气候预测模拟结果表明（GS结果）2030、2050年全省气温均有较大提高,其中2030年年平均提高1.94℃,2050年年平均提高2．42℃。气候变暖导致极端、灾害天气气候事件增加。温室气体是气候变暖的主要原因。提出了适应气候变化和减缓温室气体排放的对策。     

72A帘线钢连续冷却转变规律的分析

采用热膨胀法在Gleeble-1500热模拟实验机上测定72A帘线钢的连续冷却转变（CCT）曲线,并分析开始冷却温度为900℃时不同冷却速度下帘线钢的室温组织和连续冷却转变规律。结果表明,随着冷却速度的加快,72A帘线钢的转变开始温度降低、完成转变时间缩短、珠光体片层间距变细,但连续冷却转变条件下得到钢中珠光体组织的均匀性较差。