ER70S-6焊丝钢连铸全保护浇注工艺优化实践

唐钢公司长材事业部在拉拔生产ER70S-6焊丝钢时因氮质量分数高出现脆断情况,对此从焊丝钢连铸全过程保护浇注工艺改进以及连铸长水口、中间包密封、覆盖剂、浸入式水口和保护渣设计优化等方面采取措施,提高焊丝钢连铸保护浇注效果,降低焊丝钢氮质量分数(氮质量分数整体下降0.0012%),增强塑性和变形能力,避免焊丝钢因氮质量分数高导致其在拉拔和加工过程中金属流动性差造成的脆断现象。

塔河油田电泵全密封导流罩的应用分析

针对塔河油田95/8"套管流经电机速度慢,机组散热难及普通导流罩稀稠油混配不均的问题,开展了全密封导流罩技术研究。结果表明,全密封导流罩可提高流速23倍,成功解决机组散热难题。通过优化管柱组合,提高稀稠油混配效果,稀稠比下降0.1,异常停机下降5%,确保电泵平稳运行,延长电泵运行寿命。

跨超音速风洞喷管段柔壁新型充气密封围带研制

针对现有多座该类风洞充气密封围带存在的问题,提出"凹"字型结构充气密封围带设计方案。设计的充气密封围带在自然状态下能脱离与侧壁的接触,从而保证充气密封围带不与侧壁刮擦,提高密封围带的使用寿命;采用"凹"字型截面结构,可保证充气密封围带有足够的膨胀量,实现柔壁与风洞侧壁的密封。通过气密性试验、膨胀/回缩试验、试验夹具内密封试验、爆破压力试验、充气疲劳试验、模拟风洞工况试验,对设计的充气密封围带的密封性能进行验证,并成功应用于新建的某跨超音速风洞。实践证明该新型充气密封围带结构紧凑、密封可靠,寿命更长。

涡轮叶尖迷宫式密封对泄漏流场影响的数值模拟

采用基于密度修正的三维计算流体力学程序,结合雷诺应力湍流模型加壁面函数的方法,对某一轴流涡轮转子叶尖迷宫式密封对泄漏流场的影响进行了数值研究,分析了全叶冠密封和部分叶冠密封中的泄漏流场,并详细研究了迷宫密封采用的锯齿状肋条数目对密封效果的影响,最后计算了转子效率。结果表明:涡轮叶尖表面加叶冠对进行密封,可以显著提高涡轮效率,全叶冠密封下涡轮效率提高1.15301%,部分叶冠密封涡轮效率增加0.54713%;迷宫密封中锯齿状肋条数有一个最佳值,且在此锯齿状肋条数下进行迷宫密封涡轮效率相对无锯齿状肋条增加0.1%。

涡轮叶栅叶冠泄漏流动数值研究

以小展弦比涡轮叶栅为研究对象,利用三维数值计算的方法研究了篦齿数、篦齿排列型式、上下游压力以及径向间隙对叶冠泄漏流量的影响,并分析了泄漏流动与主流的相互作用。研究表明,叶片排上下游压比和径向间隙是影响叶冠泄漏流动的主要因素,篦齿数和篦齿排列型式对泄漏流量的大小和出口气流角均有重要影响。考虑了主流的影响之后,叶冠出口流动呈现出高度的三维性和周向不均匀性。在周向压力梯度的作用下,径向速度以正负交替的形式出现,而且周向速度和轴向速度则出现了明显的分层结构。

汽轮机叶顶汽封间隙泄漏涡动特性研究

采用三维非定常数值模拟的方法,研究叶顶汽封间隙泄漏涡的结构和涡动频谱特性,并分析汽封各腔室内涡核中心点的径向高度随间隙的变化规律。结果表明:汽轮机叶顶汽封腔室内存在腔室涡和围带壁面涡2种稳定耗散的涡;随着叶顶间隙高度的增加,围带壁面涡涡核的径向高度降低,而腔室涡涡核的径向高度升高;从汽封的入口到出口,腔室涡的涡动随流动变得剧烈,频率增加,波动的幅度变大;围带壁面涡的涡动会在不同腔室内交替变换,齿前的围带壁面涡产生的压力波动最为剧烈,是汽封腔室内最不稳定的一类涡动。

篦齿封严流动及其对压气机静子性能的影响

为研究工程上广泛采用的3平齿型篦齿封严泄漏流动,以1台多级压气机第3级静子为例,利用数值模拟技术进行了计算分析。结果表明:篦齿封严间隙与泄漏流量成线性正比关系,但对静子流通能力和总压损失等的影响不是线性的;篦齿封严泄漏导致静子端壁区流动产生角区分离,并催生强的二次流动,是静子封严泄漏能够影响主流大范围流动的内在机制。为此提出将篦齿封严间隙控制在1%叶高左右的建议,以将篦齿封严泄漏对压气机静子的影响控制在可接受的范围之内。

某小型涡轮不同篦齿封严结构性能分析

通过对某小型涡轮叶顶间隙内的泄漏流动进行数值模拟,分析了不同篦齿形状、高度下叶顶间隙内气流流动特性。结果表明:叶顶泄漏流主要存在于叶片中后部;在保证间隙不变的条件下,梯形篦齿可有效降低泄漏流动;减小篦齿封严间隙可以在一定程度上提高涡轮效率。

叶冠齿数和齿顶间隙对涡轮气动性能的影响

通过数值方法对某1.5级带冠涡轮的流场进行研究,对比分析了不同叶冠齿数和齿顶间隙对涡轮气动性能的影响。研究结果表明,泄漏流与主流掺混后形成一个涡流区,改变了叶栅上半通道的流场结构,使得顶部流体以负攻角进入下级静叶,造成攻角损失,改变了下级静叶的气动性能。同时发现间隙相对于齿数对涡轮气动性能的影响程度更为显著,间隙相同,齿数从1增加到4时,涡轮效率增加0.75%;齿数相同,间隙从2mm减小到0.5mm时,涡轮效率增加1.82%。

基于源项和贴体网格CFD的翼型冠涡轮叶栅气动性能预测对比

翼型冠是控制涡轮叶片叶顶泄漏流动的一种叶顶结构。在翼型冠涡轮叶栅气动性能的数值模拟中,为降低计算成本,本文采用了一种基于源项的CFD技术。该方法无需构建翼型冠真实几何结构和生成贴体网格,只需在叶顶附近构建源项域并采用均匀网格进行离散,随后在网格点上定义材料多孔度,并在控制方程中引入与多孔度有关的源项函数。采用基于源项的数值模拟方法,首先计算了某一翼型冠涡轮平面叶栅的气动流场,并分析均匀网格尺寸和湍流模型方程源项对计算结果的影响。然后,在翼型冠源项基础上,分别增加了密封齿和叶顶喷气源项,以研究源项法在有密封齿和有叶顶喷气翼型冠叶栅性能计算中的准确性。通过与基于贴体网格(即真实结构)的数值模拟结果相对比,发现源项法计算能够较准确地评估翼型冠、密封齿和叶顶喷气对涡轮叶栅气动性能的影响。此外,降低均匀网格尺寸能提高源项法的可靠性。研究有助于发展用于模拟包含任意复杂结构流动问题的计算方法,能为基于源项法的翼型冠叶顶结构优化提供快速准确的数值模拟工具。

连铸保护浇铸方法及影响因素

连铸保护浇铸系统因影响因素众多,是连铸工艺中最难控制的环节之一,因此对连铸保护浇铸的主要方法及影响因素进行分析,提出改进方案,达到改善保护浇铸效果、提高铸坯质量的目的。

进口热斑存在时叶顶间隙对涡轮效率影响的数值计算

利用非线性谐波法对某型燃气轮机2级涡轮进行了数值计算,对比研究了存在进口热斑时,叶顶间隙对带冠涡轮与不带冠涡轮气动效率的影响,并分析了带冠涡轮封严齿表面温度场分布受叶顶间隙影响的变化规律,与实验结果的对比验证了计算的可信性。研究发现:叶顶间隙小于0.24 mm时,不带冠涡轮具有更高的效率;带冠涡轮泄漏流一部分通过叶顶间隙流失,一部分受壁面剪切力作用形成涡团,以动能的形式耗散在叶冠容腔内;封严齿与机匣之间形成的高速射流与容腔内涡流相互作用,导致封严齿表面温度场分布不均;叶顶间隙为0.1 mm时,封严齿温度最高,在叶型设计改进时应重点考虑第一齿的冷却设计。所得结论可为涡轮叶片设计改型和进一步改进冷却方案提供理论依据和决策参考。

连铸钢水增氮原因分析与改进

针对天铁热轧连铸钢水增氮量过高的现象,通过对连铸浇注过程进行分析探讨,找出了连铸工序钢水增氮量过高的原因。通过对连铸工序生产工艺、设备、耐材等方面进行改进,解决了钢水增氮量过大的问题,将连铸工序钢水增氮控制在5×10-6以内,满足了高级别钢种对钢水质量的要求,为今后开发生产高附加值产品创造了条件。

大包保护浇注效果改进

从大包长水口尺寸及质量、长水口的连接密封、大包自开率、中包钢液面的保护浇注等方面分析了大包保护浇注的影响因素,通过采取改进长水口尺寸及质量、控制长水口的连接密封、提高大包自开率等一系列措施,生产得以稳定,保护浇注效果得以提升。

中间包残氧定量化评价工艺实践

连铸过程中,中间包内残余氧气会造成钢水二次氧化,制约钢水纯净度提升。采用经过改进的残氧检测装置,对唐钢新区70 t中间包内残氧含量进行测定,量化分析现场中间包包盖密封状态、风机开闭状态、中间包包盖吹氩流量对中间包残氧含量的影响。在中间包包盖各孔密封条件下,通过采取关闭平台风机和将氩气流量提高至5000 L/min的措施后,中间包内的残氧含量可以稳定控制在0.5%以下。在中间包包盖长水口处增加吹氩支路条件下,中间包残氧含量可以进一步降低至0.08%以下,为整个连铸过程提供更好的保护浇注条件。

核电站地坑用电动闸阀密封罩壳抗震分析

介绍了核电站地坑用电动闸阀密封罩壳在系统中对阀门执行功能的保护和密封作用及对其抗震分析的必要性。基于ANSYS有限元分析,作出了阀门密封罩壳壳体和阀门的耦合抗震分析,采用轴对称结构的半解析有限元技术,给出了密封罩壳上封头及法兰模拟分析的过程和结果。根据ASME规范对相关部件进行应力评定和强度校核,验证了密封罩壳结构在SSE地震载荷及设计组合载荷作用下的适用性和完整性。

叶冠与篦齿参数对末级带冠长叶片叶顶流动与损失的影响

为了研究叶冠与篦齿参数对末级带冠长叶片叶顶流动与损失的影响,选取某300 MW重型燃气轮机涡轮的末级带冠动叶为研究对象,采用数值模拟的方法研究了叶顶间隙、出口空腔长度、篦齿数量对末级带冠长叶片流动与损失的影响规律,分析不同几何参数对末级带冠长叶片叶顶流动的影响机理。结果表明:不同叶冠与篦齿参数对末级带冠长叶片流动与损失的影响程度与机理均不同;叶顶间隙变化造成的影响最为显著,叶顶间隙增大造成叶冠泄漏流量与损失急剧增大;出口空腔长度增大造成叶冠内部损失增大,但减小了叶冠出口端壁区域的回流区;篦齿数量增加提高了篦齿对流体的阻碍封严能力,从而降低叶冠出口损失。

动叶顶部蜂窝面迷宫密封对涡轮级气动性能的影响

采用计算流体动力学软件数值研究了某1.5级轴流涡轮转子叶尖蜂窝面迷宫密封泄漏流动对主流流场的影响,分析了不同的顶部间隙下叶尖密封泄漏流对主流流场的影响以及泄漏流与主流的掺混对下游静叶流场的影响,并对带与不带蜂窝面的迷宫密封对涡轮级气动性能的影响进行了比较.研究结果表明:泄漏流与主流在动叶下游掺混后导致掺混区域流体速度发生偏转,以负攻角进入下游静叶,带来攻角损失.泄漏流体带有较高的径向速度,在静叶栅通道中会向中间叶展处发展,使得静叶栅上半通道的流场结构发生改变,带来额外的二次流损失.并且随着叶顶间隙的增大,损失也随之增大.蜂窝的特殊六边形结构极大地降低了密封腔中流体的周向速度,减小了泄漏流重新进入主流时与主流的速度差异,从而减小了掺混损失.并且蜂窝结构能改变迷宫腔内气体的流动形态,采用蜂窝面的迷宫密封能有效地降低泄漏.

连铸机钢包长水口机械手液压升降随动回路设计与分析

主要介绍连铸机钢包长水口机械手液压升降随动回路。针对钢包长水口机械手使用过程中要求与钢包升降随动的特点，详细介绍液压回路的工作原理，阐述回路密封压力、过载压力等关键参数的确定方法以及现场使用情况。

钢包长水口吹氩自动控制系统研究与应用

钢包长水口吹氩采用最佳的流量控制策略,能有效避免中间包浇注过程中出现钢液二次氧化、卷渣和热量损失等负面影响,同时,能充分发挥气泡去除夹杂物的作用。为此,提出钢包长水口吹氩自动控制系统,通过S7-300PLC采集数据及软件编程,根据开浇、连浇等因素在线调节吹氩流量,在此基础上运用PID控制算法和闭环控制机制实时调整流量控制阀,保证流量实际值与设定值偏差最小。此系统在某特钢厂2021年第1季度生产数据表明,各钢种连铸坯酸溶铝(Al;)损失百分比小于10%的炉数比例上升了5.52%,Al;损失百分比大于60%的炉数比例由1%下降为0。实际应用结果表明,该系统提高了连铸坯表面质量及最终成品性能。