转炉溅渣护炉技术

介绍转炉溅渣护炉技术的基本原理、工艺技术、经济效益、存在问题及解决方法。并根据我国目前使用溅渣技术的状况提出今后研究课题。     

转炉溅渣护炉技术的发展及现状

溅渣护炉充分利用了转炉终渣并采用氮气作为喷吹动力,是转炉技术一个大的进步。采用溅渣护炉不仅可减少炉衬蚀损、提高炉龄,而且可减轻工人劳动强度和操作费用,提高生产率。合理控制终渣成分、留渣量、出钢温度和枪位是取得良好的溅渣护炉效果的关键技术和必备条件。我国转炉因具有容量小、数量多、生产负荷大、半钢冶炼转炉原料条件差、热源不足、复吹转炉底吹元件寿命低等特点,使得我国溅渣护炉技术朝多元化方向发展,适宜于各种炉型和原料条件以及工艺特点的溅渣护炉技术蓬勃发展,尤其在复吹溅渣护炉技术方面,已达到先进水平。但转炉经济炉龄还不确定,氮气源还不足,调渣剂的成分还不能动态调整,溅渣时间和枪位还不能自动控制,今后应积极探索终渣动态调整以及溅渣自动控制等技术。     

炼镍转炉溅渣护炉的水模试验

利用1/4水力学模型试验研究炼镍转炉溅渣工艺参数对炉衬各部位溅渣量的影响。结果表明:溅渣时间和炉体倾角是影响溅渣总量的显著性因素,且与之成正比关系。溅渣量分布受炉体角度和初始熔池深度影响较大,当炉体角度由-10°增至-30°或初始熔池深度(h/D)由0.078增至0.172时,风口对面的溅渣量比例由80%急剧降为5%左右,风口面和端墙面溅渣量相应增大。溅渣高度随着炉体角度和初始熔池深度增加而降低。溅渣模式分为喷溅、渣涌或两者共存。溅渣过程通过调整炉体倾角,可以实现较大的溅渣总量和均匀的分布。工业溅渣试验验证了水模型的研究结果,风口粘结过多等问题得到了解决。     

转炉的溅渣护炉操作

介绍氧气顶吹转炉溅渣护炉的理论与实践,对溅渣操作过程中出现的喷枪结瘤、炉底上涨及钢液脱磷等问题作了探讨。     

优化溅渣护炉工艺首创转炉炉龄新高——马钢二钢轧总厂二号30t转炉炉龄突破28000炉

引进新工艺新技术，在马钢二钢轧总厂转炉炉龄创新中再次取得明显成效突破28000炉。历经一年零十个月的冶炼作业运行，马钢二钢轧总厂二号30t纯氧顶吹炼钢转炉将于三月十七日停吹拆炉。期内单炉役生产各品种钢总量高达114万t，刷新了马钢转炉炼钢史炉龄最高记录。与近两年年平均炉龄相比，增幅27.4％，为连铸高效化作业奠定叮靠基础。     

冶炼、溅渣两用型喷枪的改进和应用

３０ｔ氧气转炉由于供氧压力不足和转炉装入量增大,以及溅渣护炉工艺的应用,对喷枪的工作特性提出了新的要求,据此设计了新的氧枪喷头。经射流特性测试及实际吹炼表明,新型低压大流量中心冷氧枪喷头能够满足冶炼和溅渣护炉工艺的要求。     

转炉炉龄提高后炉型控制的实践

简介了济钢第一炼钢厂在炉龄提高后的炉型控制状况;重点针对溅渣后炉型的变化,优化了溅渣护炉和砌炉工艺,改进了炉渣性质,进而提高了溅渣护炉效果和保持了合理炉型,保证了生产的稳定运行。该厂控制炉型的实践对炼钢生产有一定的指导意义。     

网带式连续钎焊炉内钢坯温度场数值模拟

在用耐热温度数据记录仪测温实验的基础上,建立了网带式连续钎焊炉内钢坯升温过程的数学模型,利用有限元软件ANSYS对其温度场进行有限元数值模拟。通过计算出45钢坯料不同表面温度的实时换热系数,同时将环境温度作为时间的函数施载,模拟得到坯料在钎焊炉中各区段的温度场的实时分布情况。同时模拟计算了钎焊炉加热段内坯料特征点处温度随时间的变化曲线,并与测温曲线进行了对比。结果表明:模拟计算值与实测数据吻合良好,温差值最大为9℃,验证了所建传热模型的正确性。     

卧式转炉炉衬温度场的数值模拟

为了研究转炉炉衬风口区和炉口区易于受损的成因 ,通过数值模拟的方法建立了炉衬在吹炼的不同时期的温度场数学模型 ,并对之进行了分析。研究结果表明 :在风口区和炉口区 ,从内壁到外壁的温度分布极不均匀 ,尤其是在刚加入铜锍时风口区和炉口区内壁的温度梯度最大 ;炉衬温度的剧烈变化是导致风口区和炉口区炉衬容易损坏的重要原因。     

TP2铜盘管Junker炉退火温度场的有限元模拟

分析了TP2铜盘管在Junker炉中退火的传热过程,利用有限元软件MSC.Marc模拟了铜盘管退火过程的温度变化,研究了退火过程中铜盘管“热点”和“冷点”温度变化的规律。模拟结果表明：退火过程中铜盘管的温度分布是不均匀的,铜盘管中出现表面“热点”和中心“冷点”;在退火时间上,“冷点”比“热点”要滞后一段时间。实测了TP2铜盘管在Junker炉中退火的温度场,测量结果与数值模拟结果一致。     

冷凝器炉中钎焊温度场三维有限元分析

文中对SF-X05平行流式汽车空调冷凝器在钎焊炉中的传热行为进行了分析.通过定义工件表面不同区域的辐射率、对流换热系数来表征不同区域受到的热流密度的差异关系,从而优化了冷凝器三维数值模拟的算法.同时,分析了冷凝器炉中钎焊的温度场,对比实测与模拟结果,试验结果表明了所开发的有限元模拟程序的准确性,从而为后续的工艺改进提供一个有效的理论分析手段,达到节省试验成本的目的.     

模具加热和冷却循环有限元模拟分析

使用ABAQUS有限元软件,对某型号模具加热和冷却过程中的温度场进行了计算分析。计算传热系数时,水与金属水道之间的热交换,选用的方程是强制对流形式下的方程,取用的传热系数为5213 w/m2.°C。计算表明,经过18.5 s后,动模加热到120°C以上,经过123.3 s冷却后,动模的整体温度降低到60°C以下。通过修改模具结构或者注射工艺参数,可以大大降低模具的冷却时间,提高生产效率。     

电渣焊接头温度场数值模拟

为了研究建筑钢结构箱型柱中腹板与隔板处电渣焊接头的温度场,以有限元软件MSC.Marc为平台,开发了用于电渣焊温度场的计算方法. 在所开发的计算方法中,采用了半椭球等密度热源模型来模拟电渣焊的热输入,以生死单元技术考虑焊缝成形,并采用实测得到的低合金高强度钢SM490A材料的高温热物理性能参数模拟了箱型柱中的腹板与隔板电渣焊接头的温度场. 同时采用试验方法实测了电渣焊接头典型位置的热循环曲线,并观察了接头的焊缝宏观截面形状. 结果表明,计算得到的热循环曲线与实测结果十分吻合,计算得到的焊缝形状与试验结果也基本一致,验证了所开发的数值计算方法的有效性.     

焊接热力耦合仿真热边界条件研究

热边界条件定义是焊接热力耦合仿真前处理设置的重要环节,直接影响到仿真结果的准确性,尤其是对于铝合金类高导热材料焊接仿真而言。本文研究了焊接热力耦合仿真热边界条件的定义方法,通过实验与仿真,对温度场和残余应力分布模拟结果的影响因素进行了探讨。     

高速压力机温度场的有限元仿真及实验研究

通过确定高速压力机的运动动力参数,分析计算了高速压力机的热源分布和对流换热系数,并获得了压力机的热边界条件.以有限元方法为基础,建立高速压力机的三维分析模型,进行了温度场变化的分析研究.分析及实验结果表明,所建立的三维压力机温度有限元模型能正确的模拟运行过程中的压力机温度场分布,为压力机热误差分析设计提供了数值分析及实...     

强制冷却对电渣焊接头温度场影响的数值模拟

为了研究强制冷却对箱型柱中腹板与隔板处电渣焊接头的热影响区宽度、高温停留时间和Δt_8/5时间的影响,以MSC.Marc软件为平台,开发了用于电渣焊接头温度场计算的有限元方法. 在该有限元模型中,采用半椭球等密度移动热源模型和实测得到的低合金高强度钢SM490A材料的高温热物理性能参数,计算了电渣焊接头在空冷、铜冷和水冷等3种冷却条件下的温度场. 同时,采用试验方法实测了空冷条件下电渣焊接头典型位置的热循环曲线. 结果表明,计算得到的热循环曲线与实测结果十分吻合,验证了所开发的数值计算方法的妥当性. 通过对比3种冷却条件下的计算结果发现,电渣焊接头在铜冷和水冷条件下, 热影响区的宽度较空冷条件下明显减小,高温停留时间大幅短缩,同时Δt_8/5时间也显著缩短了.     

铝合金搅拌摩擦焊过程热力演变的三维数值模拟

对搅拌摩擦焊过程中搅拌头速度变化进行分析,建立了考虑搅拌摩擦焊过程中焊缝产热的热源模型.对2024铝合金搅拌摩擦焊温度场和应力场进行了三维有限元模拟,表明焊缝两侧温度和应力分布的不对称现象不明显,主要由于焊接速度远小于搅拌头转速所致,但随着焊接速度加快,这种不对称现象逐渐加强.焊接过程中焊缝中心温度低于搅拌头边缘温度,焊接前方和两侧均为压应力,后方为拉应力;焊接结束后与搅拌头接触区的横向和纵向残余应力为较大拉应力,远离焊缝残余应力较小;沿厚度方向上,横向和纵向残余应力均逐渐降低.有限元计算结果与短波长X射线应力测试结果进行对比,结果表明,二者趋势基本吻合.     

基于ANSYS概率设计系统的电弧切割参数敏感性分析

为研究切割电流、切割速度、工件厚度和有效加热半径对低合金钢电弧切割质量的影响,建立了基于ANSYS概率设计系统的电弧切割参数敏感性分析模型.以低合金钢2Cr13为研究对象,通过施加移动高斯热源模拟电弧切割过程,研究了工件温度场和应力场随各参数的变化规律.采用响应面概率设计方法分析了温度场和应力场对各切割参数的敏感性,结果表明,切割电流和切割速度对电弧切割质量影响较大,有效加热半径和工件厚度影响较小;切割电流和工件厚度对温度场为正影响,切割速度和有效加热半径对温度场为负影响;切割电流、工件厚度和有效加热半径对应力场是正影响,切割速度对应力场是负影响.文中模型对低合金钢电弧切割工艺设计具有重要的借鉴和指导意义.