底卸式环冷机热机耦合变形有限元分析

炼铁过程中,烧结矿的冷却及余热回收工艺主要依靠环冷机实现。烧结矿初入环冷机时温度可达520℃,经环冷机回转1周冷却后,温度降低至120℃以下。明显的温度梯度导致环冷机的不均匀热变形,严重时会引起运行失稳、卡轨等问题。因此,对常见的底卸式环冷机作业过程中的温度场及热机耦合变形的分析具有重要的工程意义。首先采用流场分析软件,对环冷机内烧结矿的冷却过程进行分析,将烧结矿温度场施加于环冷机有限元模型中,计算环冷机整体结构的温度场和热机耦合变形。为了验证有限元分析结果,对现场运行的环冷机表面温度场进行了实时测量,测量结果表明有限元的温度场分析结果较为准确。数值仿真结果表明,底卸式环冷机的整体温度较高,隔温效果差。由于鼓风冷却作用,温度自上至下呈递减趋势,同一高度上的局部区域内温度变化不大。环冷机热机耦合变形明显,最大变形发生于高温区的内圈侧轨处,总位移达到91 mm,水平位移达22 mm。底卸式环冷机的工作温度高,热变形明显,需要进行进一步的优化改进,实施更新换代。     

底卸式环冷机热机耦合变形有限元分析

炼铁过程中,烧结矿的冷却及余热回收工艺主要依靠环冷机实现。烧结矿初入环冷机时温度可达520 ℃,经环冷机回转1周冷却后,温度降低至120 ℃以下。明显的温度梯度导致环冷机的不均匀热变形,严重时会引起运行失稳、卡轨等问题。因此,对常见的底卸式环冷机作业过程中的温度场及热机耦合变形的分析具有重要的工程意义。首先采用流场分析软件,对环冷机内烧结矿的冷却过程进行分析,将烧结矿温度场施加于环冷机有限元模型中,计算环冷机整体结构的温度场和热机耦合变形。为了验证有限元分析结果,对现场运行的环冷机表面温度场进行了实时测量,测量结果表明有限元的温度场分析结果较为准确。数值仿真结果表明,底卸式环冷机的整体温度较高,隔温效果差。由于鼓风冷却作用,温度自上至下呈递减趋势,同一高度上的局部区域内温度变化不大。环冷机热机耦合变形明显,最大变形发生于高温区的内圈侧轨处,总位移达到91 mm,水平位移达22 mm。底卸式环冷机的工作温度高,热变形明显,需要进行进一步的优化改进,实施更新换代。     

415m2环冷机漏风、打滑及跑偏治理

环冷机是烧结矿生产中三大主要设备之一,其稳定运行关系到烧结矿生产效率、效益和技术指标。为保障稳定运行,对环冷机使用过程中存在的漏风、摩擦轮打滑和跑偏等主要问题进行了分析研究,并实施了一系列治理和改进。通过对环冷机台车底部两侧与风箱之间、轴端处、台车栏板与密封罩间使用机械密封,增加刮料板和反射板保障料面治理了环冷机漏风;对环冷机台车的栏板紧固和修复罩子变形、台车下部动、静密封的紧固以及清理摩擦板及调节碟簧紧力等治理了摩擦轮打滑;对环冷机内、外环形轨道调整、摩擦轮角度调整及更换挡轮等治理了环冷机的跑偏。改进后,余热蒸汽量平均提高5%以上,同时降低了事故发生率,年可创效175万元。     

烧结厂环冷机调偏方法

环冷机是烧结厂主要大型设备,是烧结矿与成品整粒间的过渡环节,是烧结工艺中最为重要、工作环境最为恶劣的设备之一.环冷机运行是否稳定对烧结生产影响很大.针对首钢矿业公司烧结厂415m2环冷机跑偏故障,通过跑偏状况测量和Auto CAD仿真模拟,找到了环冷机回装框架受温度影响发生变形是造成环冷机跑偏的主要原因.采取了在21# ～ 54#台车侧辊加铁垫的纠偏措施后,环冷机跑偏得到控制,为同类型设备的跑偏治理提供了借鉴.     

6.25m焦炉推焦杆温度特性分析

推焦杆从室外进入炭化室内,推焦杆温度发生变化,不均匀的温度场会导致热变形,从而使推焦杆产生热疲劳,造成推焦困难。为了获得推焦杆温度场分布规律,针对6. 25 m捣固型焦炉设备的推焦杆进行瞬态温度场分析。建立了推焦杆瞬态温度场数学模型并确立了边界条件,通过有限元法对推焦杆进行数值模拟分析,并与试验结果对比验证建立模型的可靠性。结果表明,推焦杆头部温度最高,可达950℃;推焦杆温度呈梯度分布,以推焦杆头部为中心,沿着轴线方向依次递减,与试验结果分布趋势一致。     

圆孔型张力减径管横向壁厚模拟

通过对某钢管厂从德国引进的152.5BR圆孔型系统的主变形单机架轧制过程模拟,结果为:在圆周方向上管子的等效塑性应变分布不均匀,存在着一定的附加变形,在辊缝位置处的等效塑性应变最大;经减径后管子沿圆周方向的壁厚分布不均匀,在辊缝位置处的壁厚为最大值;经叠加后产生内六方趋势.实际生产轧制试验验证了有限元模拟结果的正确性.     

板形环受热变形有限元分析及理论计算研究

应用热/结构直接耦合有限元方法对压磁式板形测量仪中的板形环受热后的温度场分布及热变形进行了仿真分析,并进行了理论计算对仿真结果进行了校验,所得结果可以预知板形环的安装孔在受热后的变形量,在板形环结构设计时就可以给出相应的配合尺寸补偿值,保证在工作温度变化后仍具有优良的配合,对压电磁板形测量仪的设计及安装调试都具有重要的实际指导意义。     

带钢热连轧机工作辊热磨辊的研究

带钢热连轧机工作辊在下机后修磨时没有冷却均匀,存在着热变形而无法获得期望的工艺辊形。用有限元的数值方法仿真了轧上机后的温度场与热变形,探讨了轧是热磨削的有关问题。     

数控车床主轴部件及其主轴箱热特性有限元分析

以某数控车床主轴箱为对象,研究了主轴箱的热态特性及其对机床性能的影响.在确定有限元分析所需参数的基础上,建立了主轴箱有限元分析模型,仿真计算了主轴箱的稳态温度场分布情况以及主轴箱热平衡时间,并利用热和结构耦合技术仿真计算了主轴箱在热和结构耦合作用下的温度场及热变形,分析确定了主轴部件和主轴箱的热变形趋势.通过分析可知热的不对称将对机床的加工性能产生影响,研究工作为主轴箱的优化设计和热误差补偿奠定了基础.     

烧结-热等静压炉石墨发热体的优化设计

通过对烧结-热等静压炉石墨发热体的优化设计,改善石墨筒内温度场的均匀性,以解决实际生产中存在的石墨筒内温度分布不均匀、底部空间和靠近两个炉门侧空间温度偏低的问题,并对石墨发热体改进前后石墨筒内温度场分布情况进行了数值仿真.结果显示,改进后石墨筒内及整炉烧结制品表面温度场均匀性得到明显的改善,减小了由于炉门处未布置发热体所带来的影响.     

环冷机漏风率测量方法研究及计算程序开发

环冷机是影响烧结矿冷却过程热效应的一个重要设备.环冷机风量是计算烟气潜热回收中的一个重要参数,而漏风率的准确测量则是一个难点.本文通过分析烧结矿冷却过程中的物质和能量流动平衡关系,建立环冷机漏风率的计算模型,通过简单的热工测量获取实时数据,再结合烟气温度数据拟合的烟气分布函数,便可快速计算出环冷机的漏风率;最后开发出漏...     

平三角孔型轧制钛合金棒材温度场的有限元模拟

采用MSC.Marc有限元软件和接触分析技术,对TC4钛合金(%:0.08C、6Al、4V、0.3Fe、0.05N、0.015H,余量Ti)Φ32 mm棒材在平三角孔型中的三维热变形过程进行了模拟仿真,并定量分析了轧件温度场的变化。结果表明,开轧温度950℃时,TC4棒材在平三角孔型中稳定轧制,变形均匀,但沿横断面温度出现梯度,最低温度910℃,最高966℃。     

楔横轧成形25CrMo4厚壁空心轴件的不圆度分析

机械结构轻量化的主要途径是在结构上采用空心轴.近年来, 采用楔横轧带芯棒轧制空心轴类件的工艺得到了较广泛的关注.厚壁空心轴类件在楔横轧轧制过程中易发生“失圆”现象.本文通过热压缩实验研究了25CrMo4合金钢在楔横轧变形条件下热变形行为, 获得其真应力-应变曲线.在此基础上, 基于Deform-3D有限元软件, 建立25CrMo4厚壁空心轴楔横轧有限元仿真模型, 分析厚壁空心轴楔横轧成形机理, 研究得出断面收缩率、成形角、展宽角对轧件不圆度的影响规律: 断面收缩率增大, 不圆度减小; 成形角增大不圆度减小, 轧制温度越高减小趋势越明显; 展宽角增大不圆度增大, 提高轧制温度抑制增大趋势.选取部分工艺参数进行楔横轧验证实验, 对比了有限元仿真结果和实验结果, 表明有限元仿真模型预测精度较高.      

棒材穿水冷却温度场的仿真研究

针对棒材穿水冷却过程,采用有限元仿真软件ANSYS对其进行了温度场仿真,建立了棒材温度场预报模型。该模型的仿真结果与实测值相吻合,能够准确地预测棒材穿水冷却过程的温度分布,为棒材性能预报与优化控冷工艺提供依据。     

580 m2环冷机升级改造实践

介绍了首钢京唐公司580 m2环冷机的工作原理及升级改造过程,重点阐述了环冷机中心点、支撑辊、侧挡轮、回转体、密封以及传动装置等关键点的控制,同时分析了不同工况温度和载荷条件下,环冷机的变形和跑偏趋势及控制调整方法.改造后,环冷机漏风率由原来的40％ ～50％降低到10％,实现了降低电能消耗和增加蒸汽产量的双重目标,经...     

热力耦合作用下烧结机台车栏板的温度及应力研究

烧结机台车栏板工作过程中温度变化很大，长期在较大热应力作用下容易发生变形甚至断裂。文章基于Solidworks软件，以实际使用中的台车为对象，对栏板工作过程中的热力耦合作用下的温度场和力场进行分析，探寻热力耦合作用对台车栏板的影响机制，为台车栏板的工作条件提供科学依据。研究结果对延长台车栏板的使用寿命具有重要意义。     

环冷机回转框架轻量化研究

针对环冷机制造成本、运行功耗高等问题,本文对环冷机中的关键部件回转框架进行轻量化研究,通过建模软件和仿真分析软件对其关键部位的应力和回转框架体位移量进行仿真优化,并确定相关加工工艺优化措施。结果表明：回转框架减薄后比减薄前应力会有一定范围的小幅度提升(0～20 MPa),但远在应力安全许可范围内;回转框架的位移变形量为4 mm,其内外环的相对转动角度很小,也远在安全距离内。改进后的环冷机回转框架,可以降低生产原料成本约14%。     

热轧工作辊热磨削辊型的数值模拟与实验研究

热轧工作辊下机后冷却不充分即进行磨削,存在的残余热变形使得上机辊型,很难达到工艺设定值。针对轧辊下机后得不到均匀冷却辊型及准确热凸度的特点,以下机时测量的热辊型与其它时刻测量的热辊型的差值作为热变形实测依据与仿真对比。采用有限差分法对工作辊下机后的温度场和热变形变化过程进行仿真,其仿真值和实测值吻合较好。进而应用该模型对工作辊热磨削辊型进行研究,为轧辊热磨削辊型的设定提供了理论依据。     

浅谈烧结环冷机的跑偏与调整

烧结环冷机采用的是摩擦传动和正多边形的回转框架牵引台车运行,出现跑偏是一种普遍现象,尤其随着环冷机大型化后跑偏现象更为显著。本文通过对各种可能导致环冷机跑偏的原因进行逐一分析,指出回转框架无规则变形是环冷机跑偏最根本的原因,并通过包钢580 m~2液密封环冷机的应用实例提出了行之有效的调偏方法。     

环冷烧结矿冷却过程数值模拟与软件开发

环式冷却机是烧结矿料的重要冷却设备,其设计理论均基于20世纪80年代日本以台车高度1.5 m的实验研究结果,导致系列产品所有台车高度均为1.5 m,且难以预测烧结矿物性参数偏离实验工况下的环冷机真实冷却效果。作者在研究烧结矿风冷热交换机理和等效仿真模型基础上,应用VB.NET语言,基于CFD平台,开发了环式鼓风冷却机烧结矿冷却过程自动仿真软件。该软件具备环冷机几何参数、烧结矿物性参数、烧结矿初始温度、风机风量等友好参数输入界面,自动仿真烧结矿温度、排出烟气温度随时间的变化曲线并以数据文件和图像显示。测试结果与仿真结果对比表明,烧结矿冷却过程仿真结果与实测结果误差在5%以内,满足工程精度要求,可以预测烧结矿冷却效果、指导环式冷却机的产品设计。