大流量底吹转炉的水模拟研究

以相似原理为基础,利用水力学模型模拟不同吹炼条件下熔池的混匀时间,研究底吹位置、顶吹枪位、底吹流量和顶吹流量对熔池搅拌效果的影响。实验结果表明,底吹位置、顶吹枪位,底吹流量和顶吹流量对熔池混匀时间的影响程度依次减弱。实验条件下最佳的工艺参数为两个底吹孔在半径为0.4R的圆周上对称布置,顶吹枪位.400 mm,底吹流量15.7 m^3/h(标准),顶吹流量164 m^3/h(标准)。

Non-isolated stacked bidirectional soft-switching DC-DC converter with PWM plus phase-shift control scheme

In this paper, a non-isolated stacked bidirectional DC-DC converter with zero-voltage-switching(ZVS) is introduced for the high step-up/step-down conversion systems. The extremely narrow turn-on and/or turn-off duty cycle existing in the conventional bidirectional buck-boost converters can be extended due to the stacked module configuration for large voltage conversion ratio applications. Furthermore, the switch voltage stress is halved because of the series connection of half bridge modules. The PWM plus phase-shift control strategy is employed, where the duty cycle is adopted to regulate the voltages between the input and output sides and the phaseshift angle is applied to achieve the power flow regulation.This decoupled control scheme can not only realize seamless bidirectional transition operation, but also achieve adaptive voltage balance for the power switches. In addition, ZVS soft-switching operation for all active switches is realized to minimize the switching losses. Finally, a prototype of 1 kW operating at 100 kHz is built and tested to demonstrate the effectiveness of the proposed converter and the control strategy.

转炉高效低成本冶炼集成技术研究与应用

通过系统分析研究转炉工艺流程,从炉气分析静态控制技术开发、非对称大流量底吹冶金工艺技术研究、弄夹角顶枪优化等几个方面开展工作,形成了一套转炉高效低成本冶炼集成技术。

转炉高效低成本冶炼集成技术的研究与应用

通过系统分析研究转炉整个工艺流程,找出制约生产的关键环节,从炉气分析静态控制技术开发、非对称大流量底吹冶金工艺技术研究、异夹角顶枪优化等方面开展工作,形成了一套转炉高效低成本冶炼集成技术。

新型大降压比DC-DC变换器的开关流图建模

提出一种具有大降压比的新型DC-DC变换器,首先讨论了该变换器的电路拓扑和电感电流连续状态下的工作模态,然后基于开关流图方法对该变换器进行建模并得到占空比与输出电压之间传递函数的小信号模型,从小信号模型中发现右半平面零点的存在。使用MATLAB对相关模型进行仿真验证,并给出了硬件样机的部分测试波形。仿真结果验证了右半平面零点的存在以及所建数学模型的有效性。

高功率密度液力变矩器空化特性研究

高功率密度液力变矩器由于其内部流速高、局部压力低而易出现空化现象,导致其液力性能恶化。针对液力变矩器内空化现象进行试验及数值研究,通过对不同转速、不同速比及不同补偿油压力下液力变矩器性能测试,获得空化随工况及供油条件变化规律。构建基于Rayleigh-Plesset的全流道瞬态空化仿真模型对不同工况下液力变矩器内部两相空化流动进行预测,利用应力混合涡模拟湍流模型精确捕捉涡流状态,实现对有/无空化下液力变矩器内部流场及液力特性的计算。结果表明,液力变矩器在高泵轮转速、低速比及低补偿压力下容易发生空化,空化程度随着速比的下降而升高,在起动工况时达到最大。在空化工况下,液力变矩器导轮流道内产生大量空泡,空泡阻碍油液流动,导致循环流量降低,进而使液力变矩器传递功率的能力下降,起动工况下能容系数降低高达31%。全流道瞬态空化模型能够实现液力变矩器空化特性的精确预测,对变矩比、能容系数及效率的最大预测误差由无空化的30%降低至5%。

提高复吹转炉透气砖寿命和冶金效果的新技术

为了提高复吹转炉透气砖寿命和冶金效果,研究了大流量透气砖底吹不对称供气技术。采用水模试验方法,底吹气量按3.3∶1分两路供气,每隔1炉交换1次。结果表明,供气强度在0.2m^3/(t·min)时,透气砖侵蚀速度与单根毛细管的气体流量呈正比。毛细管根数增加1倍,透气砖的供气能力提高1倍。采用大流量、大尺寸透气砖不对称交错供气的技术,可使透气砖的侵蚀速度减少50%,寿命提高1倍。转炉炼钢的熔池混匀时间缩短19.2%,铁水脱磷预处理熔池混匀时间缩短63%,复吹转炉的冶金效果得到明显改善。与复吹转炉预埋透气砖和更换透气砖的方法相比,可以更有效地提高转炉的复吹炉龄和冶金效果。

300 t复吹转炉底吹系统优化模拟

顶底复合吹炼转炉炼钢法是当下主流的炼钢方法,底部供气元件的种类、支数、排布方式和底吹供气强度直接影响着转炉熔池的混匀效果,合理的流场不仅可以降低生产成本,更能缩短冶炼周期,增加企业效益。基于冷态水模拟以及CFD数值模拟手段各自的研究特点,以某钢厂300t转炉为原型,将不同底吹条件下熔池的混匀时间、死区以及弱流区体积作为评判依据,对300 t转炉的底枪排布方式、底吹供气模式(非均匀供气和均匀供气)以及底吹供气强度进行了系统研究,研究结果表明,当底枪排布位置由0.3 D(D为炉底直径)到0.5 D,底吹系统对炉壁处钢液的搅拌能力明显增强,但熔池内死区以及弱流区体积却会明显增加,使得整个熔池混匀时间增长;在对适宜底吹强度研究发现,当熔池底吹强度的临界值为0.28m^(3)/(t·min),此底吹强度下对熔池的搅拌效果最好;底吹系统对熔池的搅拌效果会随着供气模式的不同而改变,当底吹流量分配为2∶1时,底吹系统对熔池的搅拌效果最佳,均匀供气模式(1∶1)次之,而当分配比为3∶1和4∶1时,由于熔池的大流量侧供气强度相对较大,会极大影响底吹系统对熔池的搅拌效果。