基于响应面法的脱硫搅拌器工艺参数优化

以四叶搅拌喷吹复合脱硫搅拌器为研究对象,通过调整搅拌转速、插入深度和喷嘴通气流量等工艺参数,优化搅拌流场速度。基于响应面法进行试验方案设计,获得了对流场速度具有显著影响的因素,并采用正交试验交互作用因素验证了响应面模型的正确性。试验模拟结果表明:脱硫搅拌器搅拌流场最优的工艺参数为搅拌转速170 r/min、插入深度400 mm、喷嘴通气流量4.408 m^(3)/h,此时模型预测流场速度值为0.536 m/s;插入深度较搅拌转速和喷嘴通气流量对搅拌流场速度有更显著影响。

铁水脱硫搅拌器结构分析及改进

对某钢厂现用脱硫搅拌器进行现场工况条件下的仿真分析，并针对最大应力位置进行优化设计。结果表明，改用电熔莫来石作为耐火材料，可使最大应力减小约38MPa，最大变形减小约10mm；增大叶片迎叶面由下而上的倾角5°～10°，可使最大应力减小约50MPa，最大变形减小约13mm；综合改进搅拌器的材料及结构，可使最大应力减小约59MPa，最大变形减小约16mm。

脱硫搅拌器叶片焊接试件耐腐蚀性能试验与研究

采用电化学腐蚀试验与浸泡腐蚀试验的方法,对超超临界机组脱硫搅拌器叶片焊接修复模拟试件母材和焊缝的耐腐蚀性能进行对比试验研究。结果表明,在试验介质条件下母材和焊缝均具有极强的耐腐蚀性,其在不同条件下耐腐蚀性能差别不大,焊缝耐蚀性能可以满足现场使用要求。

超超临界机组脱硫搅拌器力学仿真分析

建立仿真计算模型,对超超临界机组脱硫搅拌器进行了静力学仿真计算分析,并利用轴模拟焊接试件的试验结果,对其焊接修复后的状态进行了疲劳仿真分析,验证了搅拌器轴焊接修复工艺的适用性。

铁液脱硫搅拌器的热-结构耦合分析与优化

针对某炼铁厂脱硫搅拌器服役寿命短和设计周期长等问题,从降低耐火材料最大应力值和提高寿命的角度出发,采用正交试验法进行结构优化。基于有限元软件对正交试验设计的方案进行热-结构耦合应力场分析,得到各组方案下搅拌器耐火材料的最大应力值,通过极差分析获得了最优的参数组合及各个参数不同水平对最大应力值的影响程度,顺序从大到小为:迎铁面偏移角、叶片过渡圆弧半径、背铁面偏移角、叶片直径、叶片端面倾角。结果表明,优化后的搅拌器耐火材料最大应力值由优化前的56.22 MPa减小为35.66 MPa。正交试验法能为提高搅拌器寿命和优化设计提供理论指导。

基于流固耦合的脱硫搅拌器振动特性分析

针对由流体引发的脱硫搅拌器振动问题,以常规三叶搅拌器为研究对象,采用基于单向流固耦合的模态分析方法,对流体作用下的搅拌器进行模态分析。通过分析搅拌器在流体作用下的应力和变形情况,对搅拌器最大等效应力部位进行谐响应分析。结果表明:铁水罐内最大流速位于搅拌头附近区域流体,最大速度为1.2 m/s;最小流速位于铁水罐内罐壁附近区域流体,最小速度为0.1 m/s;流固耦合作用下搅拌器最大等效应力出现在搅拌轴和搅拌叶片连接处,数值为2299.6 Pa;当激励频率为1阶和3阶固有频率时,搅拌头的振动响应分别达到峰值;当激励频率为260 Hz时,y、z方向的位移峰值分别达到0.0016、0.0003 mm;当激励频率为1800 Hz时,y、z方向的位移峰值分别达到0.0063、0.0022 mm。