高炉铸钢冷却壁温度场的数值模拟

建立了高炉铸钢冷却壁的有限元模型,确定了冷却壁温度场模拟的初始条件和边界条件。利用有限元软件ANSYS作为分析工具,在不同炉气温度和不同冷却水速的条件下,对铸钢冷却壁的温度场进行模拟。结果表明:冷却水速为1.5 m/s时,铸钢冷却壁在800℃时热面温度为377.1℃,冷热面温差为193.4℃;1 200℃工作条件下,热面温度为557.4℃,冷热面温差为294.7℃。冷却水速为3.0 m/s时,铸钢冷却壁在800℃时热面温度为332.3℃,冷热面温差为208.9℃;1 200℃工作条件下,热面温度为489.4℃,冷热面温差为317.4℃。炉气温度对铸钢冷却壁热面温度和冷热面温度差影响要较冷却水流速大得多。提高冷却水流速虽可降低热面温度,但同时增加了冷热面温差和冷却壁的热应力,对冷却壁的寿命有不利影响。

热处理工艺对低合金耐磨钢组织和性能的影响

研究了淬火和回火温度对低合金钢组织和力学性能的影响。结果表明:890℃保温1h后油淬,250℃×2h回火后,组织为回火马氏体+残奥+少量碳化物。洛氏硬度大于50HRC,冲击韧度大于40J/cm2,且冲击试样断口为韧性断口。

硅对铸态厚断面高韧性球墨铸铁组织及性能的影响

研究了硅对铸态厚断面高韧性球墨铸铁组织及性能的影响。试验结果表明,硅主要分布于基体中,富集于奥氏体壳局部区域时,降低奥氏体壳的熔点,延长石墨自由生长的时间,造成石墨畸变。在铸件壁厚为100mm,树脂砂工艺条件下,硅含量为2.0%～2.5%时,石墨球化等级2～3级,球径等级6～7级,基体为铁素体。抗拉强度大于400 MPa,伸长率大于20%,-20℃时的冲击韧度在16J/cm2以上。硅含量达到2.9%时,易产生开花状石墨和碎块状石墨,铸件的性能严重下降。

高炉冷却壁热态试验研究

设计并建造了冷却壁热态试验系统,对铸钢冷却壁和球墨铸铁冷却壁的换热效果进行了工业模拟试验。在冷却水流速为3.0m/s、温度为30℃、炉内温度为1200℃时,铸钢冷却壁和球墨铸铁冷却壁的热面温度分别为:305℃和683℃,冷热面温差分别是:148℃和308℃;进水温度为40℃,铸钢冷却壁和球墨铸铁冷却壁热面温度分别是446℃和795℃。结果表明:球墨铸铁冷却壁热面温度高于相变温度,内部温度梯度较大,换热效果较差。铸钢冷却壁热面温度远低于相变温度,内部温度梯度较小,换热效果好,有利于提高冷却壁寿命。

熔剂对高频熔覆耐磨覆层工艺性能的影响

采用高频感应加热可以在低碳钢表面熔覆一层耐磨材料,熔剂对覆层与基体的结合、覆层表面成形、脱渣性等工艺性能起着决定性的作用。本文探讨了熔剂对高频熔覆工艺性能的影响。在Fe基Cr13Ni2B合金粉末中加入适量的焊剂431、硼酐及氟化物,可以有效地去除粉料表面的氧化物,降低其熔点,促进粉料与基体的结合,形成一层脱渣容易、表面成形美观且与基体形成牢固冶金结合的耐磨覆层,覆层厚度可以达到2.5mm。

循环热处理和合金化对ADI性能的影响

研究了循环热处理和合金元素铜、镍及钼对ADI性能的影响。结果表明:加入铜0.8%、镍0.8%和钼0.3%的试样,在等温淬火前进行如下处理:在910℃保温3 min,降温至790℃保温25 min后机油淬火,晶粒尺寸比传统等温淬火方法的晶粒尺寸显著细化,抗拉强度和伸长率分别由原来的995 MPa,7.4%,提高到1 185 MPa,9.2%,分别提高19.1%,24.3%。

大型高炉铸态高韧性球铁冷却壁的研制

优化设计了大型高炉铸态高韧性球铁冷却壁的化学成分,研究开发了大型高炉球铁冷却壁生产制造的关键技术。经批量生产证明:该大型高炉球铁冷却壁,质量稳定可靠,性能优良,产品合格率达98%以上。