高炉铜冷却壁水管热应力分析

针对高炉内普遍出现的铜冷却壁水管断裂问题,以热结构耦合分析为手段,研究了铜冷却壁水管所受约束对其热应力分布的影响。通过建立铜冷却壁热应力数学模型,对比分析了铜冷却壁水管受不同约束作用下的热变形行为及热应力变化。计算结果表明,铜冷却壁水管末端为自由或受固定约束时,水管根部相对于其他位置产生较大热应力。但水管末端为自由时,水管根部等效应力仅45 MPa,低于纯铜的屈服强度;水管末端受到固定约束时,水管根部等效应力达到272 MPa,超过纯铜的屈服强度。水管之间应采用柔性连接。水管受到炉壳开孔约束时,其最大等效应力为600 MPa,远超过纯铜材料的屈服强度。铜冷却壁极限工作温度下水管末端产生最大位移,约为1.73 mm,考虑到安装误差等因素的影响,炉壳开孔直径应为120 mm。     

异形水管对高炉冷却壁温度和应力场的影响

利用ANSYS软件分析了各种异型管(椭圆、矩形、正六边形、双圆形及三圆形)对冷却壁温度场及热应力场的影响.结果表明:与圆管同周长时,各异型冷却水管冷却壁的热面最高温度和最大热应力变化幅度不大;与圆管同截面积时,各异型管冷却壁热面最高温度和最大热应力均有所下降.这说明冷却水管由圆管改成异型管后,提高了冷却壁的传热性能,从而延长了高炉的使用寿命.采用最优管形——长短轴比为0.6的椭圆管,可以减少冷却水流量和减薄冷却壁壁体厚度,从而达到降低炼铁成本的目的.     

变渣皮厚度条件下铜冷却壁应力分布规律及挂渣稳定性

根据热弹性力学理论,建立了渣皮厚度可变的铜冷却壁热-力耦合应力场分布计算模型,从铜冷却壁本体和炉渣-镶砖界面应力分布的角度分析了煤气温度、冷却制度、镶砖材质和炉渣性质等因素对铜冷却壁寿命及挂渣稳定性的影响规律.计算结果表明:煤气温度的升高使铜冷却壁本体应力线性升高,同时挂渣稳定性减弱;铜冷却壁本体应力值及挂渣稳定性均随渣皮厚度增加而呈现先下降后上升的趋势,实际生产中渣皮厚度应维持在30~60 mm之间;冷却水流速的增大会导致铜冷却壁本体应力值小幅上升,但可使挂渣稳定性增强;冷却水温的提升可小幅降低冷却壁本体应力,但会显著降低挂渣稳定性;镶砖热导率的提升和炉渣热膨胀系数的减小均有利于降低铜冷却壁本体应力并增强挂渣稳定性.     

高炉铸铁冷却壁结构优化

采用正交试验和数值模拟方法对高炉炉身下部冷却壁主要结构参数进行优化,对优化前后的冷却壁温度场进行计算。结果表明,冷却壁热面最高温度的影响因素中影响程度从大到小依次为:水管直径、水管间距、水管中心线距冷却壁热面距离、壁体厚度,其中水管直径、水管间距和水管中心线距冷却壁热面距离为显著因素;最优冷却壁结构参数组合为:水管直径60mm、水管间距180mm、水管中心线距冷却壁热面距离120mm、壁体厚度220mm,优化后的冷却壁较优化前的冷却壁冷却性能有较大幅度的改善。     

高炉铸铁冷却壁结构优化

采用正交试验和数值模拟方法对高炉炉身下部冷却壁主要结构参数进行优化,对优化前后的冷却壁温度场进行计算。结果表明,冷却壁热面最高温度的影响因素中影响程度从大到小依次为：水管直径、水管间距、水管中心线距冷却壁热面距离、壁体厚度,其中水管直径、水管间距和水管中心线距冷却壁热面距离为显著因素;最优冷却壁结构参数组合为：水管直径60mm、水管间距180mm、水管中心线距冷却壁热面距离120mm、壁体厚度220mm,优化后的冷却壁较优化前的冷却壁冷却性能有较大幅度的改善。     

冷却壁水管铸造过程中氧化渗碳及防护

针对高炉冷却壁的铸造过程,分析了此过程中冷却水管的渗碳和内表面的氧化机理及对冷却壁使用性能的影响．在此基础上概述、归纳了几种防护和消除的方法．     

冷却壁水管铸造过程中氧化渗碳及防护

针对高炉冷却壁的铸造过程,分析了此过程中冷却水管的渗碳和内表面的氧化机理及对冷却 壁使用性能的影响.在此基础上概述、归纳了几种防护和消除的方法.     

混凝土水管冷却计算方法综述

埋设冷却水管是常用的混凝土温控措施之一,就近年来关于带有冷却水管混凝土三维温度场有限元计算方法进行了对比分析,指出直接解法和Jin Keun Kim法是相对来说比较简单实用的,计算量小且可以满足精度要求．     

大体积混凝土基础的水管冷却温度场研究

针对大体积混凝土基础,进行混凝土浇筑后的温度场有限元分析,研究分析了冷却水管水平间距、竖向间距、入模温度与冷却水入管温度之差、水管长度、冷却水流量、混凝土基础厚度等参数对混凝土最高温度的影响.通过数值计算结果的回归,建立了大体积混凝土基础最高温度的实用估算公式,该公式与相关实测数据及分析结果相吻合,对大体积混凝土基础施工具有参考价值.研究结果表明,冷却水管的间距及水管长度对混凝土基础最高温度的影响最大.     

微区气氛保护法冷却壁铸造防氧化试验研究

冷却壁在铸造过程中其冷却管内壁产生的氧化膜影响其使用寿命．本试验根据气氛保护原理提出一种新的保护措施，通过对比目前的保护措施，表明新方法具有较好的防氧化效果、     

冷却水管在泄洪闸闸墩施工期温控中的应用

施工期通冷却水可降低大体积混凝土早期水化热,是成熟的冷却方法,闸墩结构中应用较少.本文结合白沙水库溢洪道闸墩结构中的冷却水管降温方案的设计,通过对水管冷却的热工计算,分析冷却水管冷却的降温幅度,对比相同施工环境条件下是否采用冷却水管的实际温度变化过程,表明水管冷却在泄洪闸闸墩施工期温度控制中使用可有效降低混凝土温度峰值,对闸墩结构的防裂具有重要意义.     

电渣铸铁—现状和展望

六十年代末,七十年代初,苏联冶金学者开始了电渣铸铁的研究工作。电渣重熔和电渣精炼过程的脱硫,脱磷、除夹杂、除气等作用对获得优质铁水,提高铸件质量有明显效果。特别是在直流制度下熔炼,有可能发挥电化学作用。有目的地从熔体中排除有害元素或从熔渣中获得合金化元素,因此,试图采用电渣重熔或电渣精炼进行变性处理和合金化取代添加球化剂直接得到球墨铸铁的生产技术引起人们极大的兴趣。 虽然电渣铸铁工艺和生产技术本身尚有改进的方面,而且对某些基本理论的研究仍处于探讨阶段。然而,作为一种铸铁精炼的新方法,有可能从根本上改革现行的生产工艺。 本文收集了十多年来有关电渣铸铁的文献资料,概括了国外有关电渣生铁熔炼的研究内容和成果。结合我国资源条件及工业发展特点,对开展电渣铸铁工艺和理论研究工作提出一些建议。     

高炉镶砖冷却壁温度场研究

开发了一个三维柱坐标系下冷却壁传热计算的计算机软件。应用该软件在给定的假设条件下研究了高炉镶砖冷却壁的温度分布情况，同时研究了炉内对流换热系数、冷却水速度、水管间距及砖衬厚度对冷却壁及耐火材料温度分布的影响。     

水管冷却技术在大体积砼施工中的应用

随着我国经济的腾飞,技术水平的提高,工业与民用建筑的规模越来越大,各种混凝土体积越来越大、施工越来越复杂。水管冷却技术在大体积混凝土施工中的应用对温控防裂起到了重要的作用。     

基于灰色关联度的高炉冷却壁整体优化

基于灰色关联度分析方法,研究了高炉冷却壁冷却水管半径、冷却水管间距、水管距热面距离 、冷却壁壁体厚度等对冷却壁热面最高温度和热应力的影响。综合冷却壁结构优化分析,得到冷却壁最优结构尺寸组合是：水管半径20mm、水管间距为220mm,水管距热面距离为90mm和冷却壁壁体厚度125mm。     

水管冷却等效热交换系数及参数敏感性分析

为了更加精确的进行软水管冷却仿真分析,对第三类边界冷却水与混凝土间的等效热交换系数进行了研究,分析了其变量对冷却效果的影响,结果表明：增大管径,减小管壁厚度可以明显的加大水管冷却效果,流速变化对冷却效果影响不是很大,实际工程施工通水冷却要保证冷却水管流态为紊流。     

基于响应面法炉腹异型管铜冷却壁的长寿技术优化

基于传热学理论,对近年来出现的高炉炉腹区异型管(椭圆型、矩型、双圆型、三圆型及正六边型)铜冷却壁传热模型进行参数化建模,基于冷却壁传热特性对冷却水管进行管型最优选择;模拟正常工况对开炉初期冷却壁镶砖热面未覆盖渣皮的传热模型进行热-结构耦合分析,利用响应面法得到各参数对铜冷却壁力学特性的相互影响规律.将响应面法与NSGA-Ⅱ遗传算法相结合对炉腹结构参数及长寿技术进行优化,优化后的炉腹结构在传热特性和力学性能方面均得到明显改善,结果证明所建模型和参数化计算程序可用作炉腹结构长寿技术的优化设计和评估.     

微区气氛保护法冷却壁铸造防氧化试验研究

冷却壁在铸造过程中其冷却管内壁产生的氧化膜影响其使用寿命.本试验根据气氛保护原理提出一种新的保护措施,通过对比目前的保护措施,表明新方法具有较好的防氧化效果.     

混凝土水管冷却试验与计算及应用研究

针对混凝土冷却水管温度场有限单元法,进行了一个室内混凝土温升试验和计算对比研究。结果表明,该算法在理论上是严密可靠的。同时,将该算法直接运用于一高碾压混凝土重力坝的温控研究中,认为在碾压混凝土坝中,埋设冷却水管仍然是一种效果好、操作简单、灵活易调整、适应性强、质量易保证且又相对经济的温控措施,特别适合坝体内部的削峰降温。     

水管冷却混凝土温度场离散算法网格密度研究

水管冷却混凝土温度场离散算法精度较高,但水管周围温度梯度较大,必须布置较密的网格,计算量较大．为了同时满足计算量和工程精度的要求,需研究水管周围的网格密度．建立3个不同网格密度的含水管混凝土块有限元模型,对每一个模型都分别赋以3种不同的管壁放热系数进行计算．计算结果对比表明,对于大坝目前常用的塑料冷却水管,将水管周围混凝土网格加密1层即可满足工程需要;对于高导热性能塑料水管或金属水管,建议加密2层．