真空高压气淬炉的研制

文章介绍了真空气淬炉的主要技术指标、机械结构、控制系统和软件设计。作为关键技术的强冷系统,应从冷却介质和冷却方式两方面采取措施,保证工件的冷却速度和温度均匀性。     

真空高压气淬炉控制系统的设计

真空高压气淬技术在热处理行业有着广泛的应用,控制系统的设计对真空高压气淬炉的安全、可靠、稳定运行有着重要的影响。介绍了基于工业控制计算机、工业组态软件、智能仪表和PLC的真空高压气淬炉电气控制系统的硬件构成及软件控制思路,阐述了组态软件在工业控制领域的具体应用,提出了电气设计的思路及方法。     

采用微机控制的真空烧结气淬炉

真空烧结气淬炉主要用于稀土永磁材料的处理.本文叙述了采用微机对真空烧结气淬炉进行控温的系统.实际运行结果表明,采用微机控制后,材料处理的质量稳定,并有大幅度提高.     

环模真空气淬工艺研究

真空气淬是提高环模表面质量和内在质量的重要热处理工艺手段。为了能有效地降低环模的热处理变形量,还必须配以合适的工装。通过分析H3636气淬真空炉的加热冷却特点,设计制作了三种工装,分别应用于不同尺寸、不同数量环模的真空气淬。     

碳化硅单晶炉真空泄漏的检测方法

SiC(碳化硅)单晶炉炉室真空密闭性能是衡量单晶炉设备性能好坏的重要因素。在使用单晶炉和维护过程中,采用不同的工艺循序渐进地对单晶炉真空密闭性能进行检验,可提高单晶炉设备的性能。     

小样品在过冷液氮中淬冷时冷却速率的实验研究

本文通过小样品在常压过冷液中的淬冷实验，揭示了液氮过冷度和样品尺寸对小样品淬冷时冷却速率的影响．实验结果表明，增加液氮过冷度、减小样品尺寸均能有效地提高样品的冷却速率，对小生物体的低温保存和低温固定非常有利．     

异常炉况高炉冷却板及炉衬非稳态温度场

以鞍钢新一号3200m3高炉冷却设备采用的冷却板为研究对象,探讨了异常炉况给冷却板寿命带来的危害,建立了异常炉况高炉冷却板及炉衬三维非稳态温度场数学模型,计算了当渣皮脱落、炉内煤气流温度突然升高、边缘气流发展时冷却板的温度变化,以及冷却水流速和渣层厚度对冷却板最高温度及热量损失的影响.     

真空熔体快冷Bi—Mn合金的结构与磁性

用自制真空熔体喷溅快速冷却设备制作了6种成分Bi-Mn合金薄带,用X射线衍射仪及振动样品磁强计测量了淬态及退火态试样的物相及磁性,得到饱和磁化强度与剩磁随含Mn量的线性变化关系,及矫顽力随含Mn量的变化具有峰值存在。从磁性测量数据导出淬态试样中Mn在Bi中的固溶度扩展至2.4重量％。在含16％试样中获得较多的MnBi淬火高温相,在此样品的淬火高温相中的Mn含量约占10重量％。     

高炉寿命探讨

根据高炉炉身、炉腰、炉腹的侵蚀机理，探讨高炉寿命问题。指出，高炉炉身、炉腰、炉腹的结构以及冷却设备及冷却方式选择恰当，高炉才能长寿；炉役后期定期对炉衬进行局部修补，是延长高炉寿命的有效措施。     

新型离子渗氮炉的设计

针对国内离子渗氮炉使用中常见的问题，从减少炉壁散热损失、增加底座承重能力、提高电极连接可靠性等方面提出了改进设计方案．新的设计中取消了大部分的炉壁冷却水夹层，增加了真空隔热层，升温时减少热量损失，降温时充入压缩空气强制对流冷却，配合快速冷却装置，增加导热系数，加快工件冷却速度．采用圆弧型封头底座，增大炉体承重能力，并改善气体流动的均匀性．输电阴极采用迷宫式屏蔽结构，作为绝缘体的熔铸云母全部屏蔽在钢制外罩之内，不会因放电而损坏；阴极与底座之间采用可靠的密封方式，长期使用不漏气．实际使用表明，新型离子渗氮炉可大大降低热量损失，增加承重能力，维护保养方便；输电阴极使用三年不用拆卸，工作稳定可靠，劳动生产率比常规的离子渗氮炉提高30％．     

大型高炉合理炉缸冷却制度

合理的炉缸冷却制度是保证大型高炉长寿的基础,不同冷却制度对高炉炉缸的温度分布和侵蚀状况具有直接影响.结合某4000 m3级高炉,根据传热学理论建立了高炉炉缸、炉底温度场物理模型和数学模型,通过数值模拟对"大水量、小温差"和"小水量、大温差"这两种不同炉缸冷却制度进行了研究,分析了不同冷却制度对炉缸温度场、炉缸侵蚀状况及高炉寿命的影响.结果表明,在炉役初期砖衬较厚时,不同冷却制度对炉内温度分布的影响区别不大;随着砖衬的不断减薄,不同冷却制度对炉内温度分布的影响逐渐明显;当砖衬侵蚀到一定程度后,再好的冷却也无济于事,但采用"大水量、小温差"并加强冷却可以减缓砖衬的侵蚀,延长高炉寿命.     

长寿高炉冷却器布置方式的计算传热学分析

应用计算传热学研究了目前常用的一些高炉冷却器的温度场.通过模拟在高炉内部不同高度处铜冷却壁、凸台冷却壁及板壁结合冷却系统的温度场,探讨了不同冷却器在高炉炉墙的布置方式.凸台冷却壁适宜安装在炉身上部和炉喉区;板壁结合冷却器适宜安装在炉身中部及炉腰部位;铜冷却壁适宜安装在炉腹及炉身下部.     

太钢4350m3高炉炉体热负荷

通过分析太钢4350m3高炉(5#高炉)炉缸以上冷却系统的设计特点,研究其在高煤比、高产量情况下炉内煤气流分布对炉体热负荷的影响.结果表明:太钢5#高炉的边缘气流指数W值控制在0.55左右;中心气流指数Z值应控制在8.8左右;5#高炉下部炉腰炉腹的热负荷较为稳定,而炉身的中上部稳定性较差;5#高炉的热负荷还有降低的潜力,热负荷控制在10～120GJ.h-1范围4350m3高炉仍可稳定操作.     

喷吹焦炉煤气对COREX竖炉还原的影响研究

为降低COREX的固体燃料消耗,焦炉煤气(COG)作为一种清洁、高热值能源被引入到COREX炉中,以替代原有的循环冷却煤气。计算了不喷吹焦炉煤气、喷吹焦炉煤气以取消冷却煤气和喷吹焦炉煤气以取消冷却煤气和过剩煤气(完全取消煤气冷却)三种情况下入竖炉煤气的成分,并通过实验室模拟试验,对焦炉煤气中的甲烷在竖炉中的行为和含铁炉料还原情况进行研究。结果甲烷在竖炉中存在少量的分解,竖炉喷吹焦炉煤气会降低含铁炉料还原。     

冷却水管表面合金化球墨铸铁冷却壁的热应力和热变形

为了满足高炉长寿的需要,开发了一种具有高冷却性能的铸铁冷却壁. 利用热态实验数据确定了合金化管铸铁冷却壁温度场数值模拟的边界条件,采用ANSYS软件和热-结构耦合的方法分析炉温、渣皮和边缘接触压力对高温状态下铸铁冷却壁热应力及变形的影响,以便采取有效的措施降低铸铁冷却壁热应力,控制其变形. 根据球墨铸铁强度分析理论提出评价长寿铸铁冷却壁冷却能力的新概念--高周热负荷.     

热-结构耦合的高炉炉壳静强度及疲劳强度分析

通过工程传热分析计算出冷却模块内冷却水与水管内壁的对流换热系数以及炉壳外表面的综合换热系数,并根据还原炉的工作流程,确定了3种载荷工况;然后借助大型通用有限元分析软件ANSYS,采用热-结构耦合的方法计算了高温状态下炉壳的温度分布、热-结构耦合应力场。模拟计算结果表明,在工况载荷作用下,炉壳各部位最大Von mises应力均远远小于材料的屈服极限,炉壳静强度满足要求。对各节点按Goodman-Smith疲劳极限图进行疲劳评定,炉壳的疲劳强度也满足要求。     

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。     

基于LabVIEW的流水线炉温控制系统设计

控制系统采用模块化的程序设计思想,以生产流水线加热温控系统、WAGO-I/O-SYSTEM、PC机为硬件配置,以LabVIEW为软件开发平台,模拟工件预热、高温、冷却3个阶段,编程实现了温度的实时显示、历史曲线显示、炉温PID控制以及温度超限报警、手动/自动控制的切换等功能。并进一步整定了炉膛PID参数。测试结果表明,该炉温控制系统测量精度较高、安全可靠、界面友好易于操作,而且可扩展性强。本系统针对实验教学改革,适用于开展大学生课外科技活动、拓展实践能力。     

宝钢4号高炉炉衬温度场数学模型及分析

以宝钢新建4号高炉炉衬结构为原型,以多类边界条件处理边界传热问题,建立了炉衬结构三维温度场数学模型.基于该模型,分析了炉衬温度场分布,讨论了炉内渣皮形成与脱落的温度条件和冷却热负荷对炉衬温度场的影响.结果表明,在炉身中下部和炉腹、炉腰部位炉衬内表面到冷却板前端的100mm范围内是炉衬耐材易损区和渣皮形成区;在1300~1450℃炉气温度范围内易于形成稳定的渣皮层,而1450℃以上区域渣皮的形成与稳定取决于该部位的冷却负荷;保证铜冷却板长期使用的最低水流量需不小于6t/h.