高炉炉壳用钢

在分析我国高炉炉壳用钢的使用现状和高炉生产后期炉壳的破坏原因的基础上,针对现行国家标准《高炉炼铁工艺设计规范》（GB50427—2008）要求高炉一代炉役的工作年限（无中修）达到15年以上的规定,依据炉壳用钢试验研究和生产实践的综合成果,对《钢铁企业冶炼工艺炉技术规范》（送审稿）提出的适应高炉同步长寿的炉壳用钢性能要求和可用于1000-5000m^2级高炉炉壳的钢材牌号给予介绍。     

460MPa级高强度低屈强比钢的研制

结合钢板力学性能指标,利用Nb、V、Ti等元素微合金化,配合合理的控轧控冷工艺,开发了高强度、低屈强比Q460GJC钢。对其工业性试制钢板开展了拉伸、冲击、组织结构检验及焊接性能试验。结果表明:研制的钢种强度高、屈强比低、冲击性能优异,具有优良的综合性能,满足高层建筑用钢技术要求。     

ANSYS在热风炉炉壳计算方面的应用及改进建议

针对热风炉炉壳结构特点及受力状况,通过有限元软件ANSYS对某炼铁厂高炉顶燃式热风炉炉壳进行了空间力学分析,得出了炉壳的应力参数,从而为炉壳的薄弱部位的改进提供了理论依据。     

混合高强钢框架极限承载性能有限元分析

混合高强钢框架是一种钢梁采用低强钢材(Q235,Q345),钢柱采用高强钢材(Q460,Q690)的新型抗弯钢框架结构体系。为研究不同钢材强度等级对混合高强钢框架承载性能的影响规律,采用有限元软件Abaqus对钢框架进行非线性分析。在试验验证的基础上,建立五榀单跨两层混合高强钢框架模型以及两榀普通低强钢框架有限元模型,对其承载性能与用钢量进行研究,比较各种抗弯钢框架结构的承载能力、变形能力、延性以及用钢量。研究结果表明:若合理选用梁柱的钢材强度等级,特别是钢梁选用较低的钢材(Q235)而钢柱选用高强钢材,混合高强钢框架可以获得比普通钢框架更好的承载能力、刚度与延性性能,并且可以节省18.3%的钢材,具有较好的经济效益。     

深圳平安金融中心超厚Q460GJC钢材全位置焊接技术

深圳平安金融中心伸臂桁架材质为高强度钢Q460GJC,节点焊缝厚度为120mm,节点采用全位置焊接,包括平焊、立焊、仰焊,难度极大。对Q460GJC的材质和焊接特点进行了分析,根据不同的焊接位置选择焊接材料及焊接工艺,总结出能满足施工现场进行Q460GJC超厚板全位置焊接的参数和方法。     

国产建筑结构用钢板设计指标和可靠度分析

我国现行钢结构设计规范中仅有Q345GJ钢的设计指标。为了补充其他较高强度建筑结构用钢板（主要是Q390GJ钢、Q420GJ钢和Q460GJ钢）的设计指标,对国产建筑结构用钢板的可靠度进行了分析。在对Q390GJ钢、Q420GJ钢和Q460GJ钢的材料性能调研统计的基础上,结合已有的对钢结构几何参数不定性、计算模式不定性的研究,计算得到了建筑结构用钢板抗力不定性的统计参数。利用验算点法,计算得到了建筑结构用钢板在不同荷载组合下的抗力分项系数,并分析了其变化规律。经过比较试算,提出了适用于不同情况下的建筑结构用钢板抗力分项系数和设计强度建议值。最后对上述设计指标进行了可靠度校核。分析结果表明,所提出的建筑结构用钢板设计指标满足GB 50153-2008《工程结构可靠性设计统一标准》的要求,具有一定的可靠性。     

包钢新1号高炉炉壳整体弹塑性有限元分析

为了解包钢新 1号高炉炉壳在事故荷载下的受力和变形情况 ,在对高炉炉壳进行弹性有限元分析的基础上 ,进一步对高炉炉壳进行了整体的弹塑性有限元分析 ,得到了结构的塑性区域产生、发展以及最终应力 -应变分布规律 ,为高炉的设计和建设提供科学依据     

建筑用抗震钢高应变低周及超低周疲劳性能研究进展

近年来全国各地高层建筑迅猛发展,同时我国已经进入第五个地震活动期,这对建筑用钢的高应变低周、超低周疲劳性能提出了严峻的挑战。用于制作抗震构件的低屈服点钢,作为抗震用钢的新钢种将会得到越来越广泛的应用。为此,本文介绍了国内外建筑抗震用钢的高应变低周、超低周疲劳研究现状,着重阐述了低屈服点钢的研发及其低周疲劳性能研究状况,探讨了提高钢抗震性能的措施,并指出了今后国内抗震用钢低周、超低周疲劳研究的方向,为进一步提高建筑用抗震钢的综合抗震性能提供借鉴。     

某高炉炉壳设计与弹性有限元分析

从高炉炉壳分段、材质的选用、炉壳厚度的确定及炉壳上开孔等方面对炉壳的设计进行了分析,用有限元分析软件对高炉炉壳做了弹性有限元应力分析,给出了炉壳炉腰段应力简化计算方法,为设计中如何确定炉壳直段的厚度提供了指导。     

高强度钢材疲劳性能研究进展

疲劳破坏是钢结构失效的主要形式,也是工程界与学术界关注的重点。在总结了国内外高强钢母材、焊缝连接和螺栓连接的疲劳性能研究现状基础上,介绍了疲劳寿命理论计算方法,结合大量试验数据分析统计了高强度钢材疲劳寿命发展规律,并基于国内外不同的疲劳设计规范对高强钢母材及连接接头的抗疲劳能力进行了评估。结果表明：随着钢材强度等级的提高,高强钢母材表现出较好的疲劳性能,规范设计曲线偏于保守,明显低估了高强钢母材的抗疲劳性能;受焊接工艺和焊接质量影响,高强钢焊缝连接的疲劳强度提高幅度较小,ANSI/AISC 360-10和EN 1993-1-9规范曲线能够较好地评估Q460D与Q690D焊缝连接的疲劳特性,并具有足够的安全储备;螺栓连接的疲劳强度受预紧力、摩擦面处理、成孔方式等众多因素影响,已有研究表明随着钢材强度的提高,疲劳强度亦有改善,ANSI/AISC 360-10和BS 7608-2014设计曲线适用于Q460螺栓连接疲劳寿命计算,具有足够安全保障,对于Q690钢螺栓连接疲劳性能评估,规范方法偏于保守。随着高强度钢材在实际工程中的应用增多,需开展大量不同等级高强钢母材和连接形式的疲劳试验,补充Q460及以上强度钢材的疲劳设计方法和细部连接构造。     

高强度结构钢材Q460D的疲劳性能试验研究

为探讨钢结构设计规范中高强度结构钢材的疲劳设计条文,促进高强度钢材的更广泛应用,选用Q460D钢材并对其材料的疲劳性能进行研究。利用该种钢材试件进行轴向拉伸疲劳试验,并测得描述材料疲劳性能的S-N曲线。试验结果发现:该批次的Q460D钢材试件疲劳试验结果有很大的离散性。试验得出,Q460D钢材在200万次下的疲劳强度比由GB 50017—2003《钢结构设计规范》计算的值要大。     

建筑结构钢材Q390GJD的疲劳性能试验研究

为研究结构钢的疲劳性能,促进GB 50017—2003《钢结构设计规范》关于结构钢设计条文的进一步完善和结构钢材的更广泛应用,并为今后的相关研究提供参考。通过常规试验方法对Q390GJD钢材光滑板试件进行轴向拉伸疲劳试验,测绘出能够描述其疲劳性能的S-N曲线,并用电子显微镜观测到试件疲劳破坏后的断面特征。试验结果表明:对于所研究的该批次Q390GJD钢,其疲劳性能相对于疲劳荷载非常敏感,根据试验得出的S-N曲线,该批试件在N为2×10~6次疲劳破坏时的最大应力为258.75MPa。根据试验得出的S-N曲线取95%的保证率,相应的最大应力值应为218.68MPa,高于根据GB 50017-2003计算出的相应值154.88 MPa。Q390GJD疲劳试验试件在较高应力幅下的疲劳裂纹起源于试样表面的某种缺陷,在较低应力幅下的疲劳裂纹起源于大尺寸的夹杂物;疲劳扩展区断口微观形貌可观测到疲劳辉纹和微孔空穴,瞬断区断口形貌具有典型的韧窝特征。     

铁路桥梁用321-Q370q复合钢板性能研究

研究了奥氏体不锈钢与桥梁结构钢组合的321-Q370q复合钢板的性能。研究结果表明：321-Q370q复合钢板在保持了Q370q钢原有较高的强度和韧塑性以及良好的焊接性、疲劳性能的同时，兼具了321不锈钢良好的耐蚀性，能够满足GB／T8165—1997《不锈钢复合钢板和钢带》、GB／T714—2000《桥梁用结构钢》和TB10002．2—2005《铁路桥梁钢结构设计规范》、GB／T3280—1992《不锈钢冷轧钢板》、GB／T4237-1992《不锈钢热轧钢板》标准的规定，用于铁路桥梁的桥面板结构是安全可靠的。     

建筑高性能结构钢Q550GJC的焊接技术

高性能结构钢具有强度高、延性好、省材等优势,并有着优越的性能和显著的经济效益,已逐渐在高层和大跨度建筑以及公路桥梁中得到推广应用。由武汉钢铁(集团)公司研发的Q550GJC是一种新型建筑高性能结构钢,目前在国内建筑钢结构领域中尚无应用实例。在研究钢材焊接性与焊接材料的选用等必要试验的基础上,对Q550GJC的埋弧自动焊SAW、手工电弧焊SMAW、熔化极气体保护焊GMAW、药芯焊丝电弧焊FCAW等工艺方法进行焊接工艺评定试验,评定结果满足GB 50661—2011《钢结构焊接规范》的要求,可为今后工程施工应用以及有关规范标准的制定、修订提供有益的参考。     

Experimental study on mechanical properties of high-strength fire-resistant steel at elevated temperatures

为研究高强耐火钢在高温下的力学性能，通过国产Q345FR、Q420FR、Q460FR耐火钢的高温下稳态拉伸试验和热膨胀变形试验，得到了20~800℃下各等级耐火钢的破坏模式、应力-应变关系曲线、力学性能参数及热膨胀系数，并与普通结构钢高温性能以及欧洲、中国的抗火设计规范的相关规定进行了对比。研究结果表明：在温度低于350~400℃时，国产高强耐火钢屈服强度、抗拉强度高于常温的，当温度超过400℃后，屈服强度、抗拉强度开始快速下降；欧洲规范EC3中给出的高温下普通结构钢的弹性模量、强度计算公式不适用于高强度耐火钢；温度低于450℃时，耐火钢试验值与GB 51249—2017《建筑钢结构防火技术规范》中普通钢取值更吻合；温度高于450℃时，耐火钢试验值与规范GB 51249—2017中耐火钢取值更吻合。针对Q345FR、Q420FR、Q460FR高强耐火钢，提出了高温下弹性模量、屈服强度、抗拉强度变化系数拟合公式，可用于耐火钢结构抗火设计。     

高强度耐火钢高温下力学性能试验研究

为研究高强耐火钢在高温下的力学性能,通过国产Q345FR、Q420FR、Q460FR耐火钢的高温下稳态拉伸试验和热膨胀变形试验,得到了20~800℃下各等级耐火钢的破坏模式、应力-应变关系曲线、力学性能参数及热膨胀系数,并与普通结构钢高温性能以及欧洲、中国的抗火设计规范的相关规定进行了对比。研究结果表明：在温度低于350~400℃时,国产高强耐火钢屈服强度、抗拉强度高于常温的,当温度超过400℃后,屈服强度、抗拉强度开始快速下降;欧洲规范EC3中给出的高温下普通结构钢的弹性模量、强度计算公式不适用于高强度耐火钢;温度低于450℃时,耐火钢试验值与GB 51249—2017《建筑钢结构防火技术规范》中普通钢取值更吻合;温度高于450℃时,耐火钢试验值与规范GB 51249—2017中耐火钢取值更吻合。针对Q345FR、Q420FR、Q460FR高强耐火钢,提出了高温下弹性模量、屈服强度、抗拉强度变化系数拟合公式,可用于耐火钢结构抗火设计。     

高温自然冷却后Q345钢材疲劳性能试验研究

为研究火灾后钢材承受机械振动、风致振动和车辆振动等动力荷载的疲劳性能,通过升温、自然冷却和疲劳试验,对室温和经历250~750℃高温自然冷却后的40个Q345钢材试样进行轴向拉伸疲劳性能试验研究。结果表明：不同高温自然冷却后Q345钢材疲劳断口的破坏特征存在明显差异,裂纹扩展区和瞬断区的面积随温度升高而发生变化;Q345钢材在室温或经高温自然冷却后的疲劳断口具有典型韧窝组织,受热温度不超过500℃时韧窝组织随温度升高而增多变密,受热温度为750℃时韧窝组织减少、变浅且大小分布不均匀,主要表现为具有撕裂痕迹的类解理破坏;经高温自然冷却后Q345钢材的疲劳寿命随着温度增加而呈先增加后减小的变化趋势,与常温下钢材的疲劳寿命相比,500℃以内时,疲劳寿命随温度升高而增加,最大增幅为277.18%,750℃时疲劳寿命下降了65.27%。根据试验结果,建立不同高温自然冷却后Q345钢材的概率S-N曲线模型,利用该模型可对火灾后Q345钢结构的疲劳性能进行有效评估。     

CFRP加固焊接钢结构的疲劳性能试验研究

由于焊缝自身的缺陷,导致大部分焊接钢结构是由于焊接接头的疲劳断裂而失效。碳纤维增强复合材料(CFRP)加固焊接钢结构应用研究较少,尤其是焊接构件加固之后的疲劳性能的试验和分析。通过试验和计算对比,定量分析对接焊Q345钢板在采用CFRP布加固前后的疲劳性能的改善,并基于BS7608标准,采用有限元软件ANSYS对CFRP布加固焊接Q345钢板进行受力分析,运用S-N曲线预估构件加固后的疲劳寿命。结果表明:CFRP布加固可有效增大焊接钢构件的疲劳寿命;合理修正S-N曲线后,可较准确的预估构件加固后的疲劳寿命。此次研究得到了较准确的结果,对焊接钢构件采用CFRP布加固后疲劳寿命的设计有参考意义。     

NH35Q耐候钢新钢种试验桥焊接试验技术

使用NH35Q耐候钢新钢种制作的试验桥 ,耐大气腐蚀能力强。为了解其焊接工艺优化及接头性能 ,对NH35Q耐候钢进行了试验 ,得到了优选的焊接条件 ,接头机械性能满足要求