Corrosion Mechanism of Alumina-magnesia Dry Materials for Smelting Manganese/chromium Steel in Coreless Medium Frequency Induction Furnaces

Alumina-magnesia dry materials are widely used in induction furnace linings, but they show different kinds of damage when melting different kinds of alloy steel. In this paper, the chemical composition, phase composition, and microstructure of the post-use dry materials for the working liners melting different kinds of steel were evaluated. Furthermore, the corrosion mechanism of the steel on the furnace lining materials was comprehensively analyzed. The findings reveal a significant ability of the Mn element in the molten steel to diffuse and penetrate into the refractories. Mn oxidizes to form MnO at the steel-refractory interface, and then forms a liquid phase with Al_(2)O_(3). The Cr element is dissolved into corundum and spinel of the refractories, resulting in lattice defects and structural damage of the materials. TiO2reacts with Al_(2)O_(3) to form Al_(2)TiO_(5), which plays a crucial role in preventing crack formation and propagation. Part of Ti4+dissolves into magnesia-alumina(MA), densifying the materials. TiO2also slows down the reaction between the Cr element and refractory components, further improving the corrosion resistance of the materials.

Numerical analysis on Joule heating of double-loop channel induction furnaces

In order to investigate Joule heating power,a three-dimensional finite element model(FEM) was developed to predict Joule heating power in the channels of double-loop inductor. The simulated results were compared with experimental data from low load trials for a 400 kW inductor. The results,such as power factor and Joule heating power,show reasonable correlation with experimental data,and Joule heating rate reaches the maximum at the corners and the minimum at the centre of the cross-section area. With increasing relative permeability of iron core,length of coils,current frequency and resistivity of metal melt,the power factor and Joule heating power change. It is concluded that current frequency,the resistivity and length of the coil play a critical role in determining the power factor and Joule heating power,whereas relative permeability of the magnetic core shows no significant influence on them.

Features and control methods of the galvanneal furnace

The recent rapid developments in the automobile industry have demanded the extensive use of gaivannealed （GA） steel sheets.In particular,the development of lightweight automobiles is putting increasingly higher requirements on the strength of GA steel sheets.The galvanneal furnace,which is used for processing galvannealed steel sheets,is typically composed of the induction heating section,holding section and fog cooling section.This paper described the structural characteristics of each component of the galvanneal furnace,and analyzed temperature control methods of the galvanneal furnace that are important for the successful production of high-strength GA steel sheets for automotive applications.

Numerical Simulation of Electromagnetic Field and Temperature Field in Medium-Frequency Induction Furnace Melting Process

A mathematical model for describing the melting process in the medium-frequency induction furnace was developed.Finite difference method was applied to deal with coupling electromagnetic field and temperature field in the melting process.The magnetic induction,temperature distribution and the phase interface moving characteristic during melting of the furnace burden were calculated.The effects of the direct current and inductive heating frequency on the process were analyzed.The simulation results show that:In the direction of burden radius,magnetic induction decreases from the outside of the burden to the center.Solid/liquid interface moves gradually from the outside of the burden to the center.The movement speed increases when the burden begins to melt.In the direction of the burden height,the distribution of eddy current in the surface is accord with the edge effect of the coil.Solid/liquid interface moves gradually from the center to the two sides.The direct current has a greater effect on the electromagnetic field and temperature field than frequency.

提升导热油系统电气化率的优化技术

以某炼化企业的甲乙酮装置2 326 kW高温热媒炉电气化改造作示范,设计1套电加热导热油系统,包括电加热导热油炉、供电系统及工艺改造等,替代原有热媒炉系统。电加热系统通过使用绿电技术,预计热效率超过95%,同时可减少CO_(2)排放4 716 t/a,终端电气化率提升了10.99%,具有非常显著的绿色减排效果。该示范项目的开展,为甲乙酮装置其它加热炉改造提供技术依托,也为炼化企业大范围的电气化率改造提供参考。同时,装置电气化率的提升,对统筹优化全厂的电力、热力供应,保障炼化装置的安全稳定运行起到了推进作用。

预应力钢绞线感应加热及其丝间接触模拟研究

预应力钢绞线感应加热是一复杂工艺过程,利用多物理场仿真软件对该过程进行模拟,可为工艺优化提供基础。对于几何方面,由于工艺的连续性,难以确定钢绞线丝间接触情况;对于物理场方面,感应加热是涉及多场的强耦合、强非线性过程。针对以上情况,根据两种丝间接触情况建立了三维钢绞线几何模型,描述了非线性材料参数,建立了相对磁导率关于温度和磁通密度的数值模型,测定了现场温度数据,判断了边丝间是否接触,分析了接触面宽度对加热效果的影响。结果表明:边丝之间是接触的,且现场温度数据与模拟结果较为吻合,验证了模拟的正确性。

中频加热电源模糊自适应PID控制系统的设计与实现

针对中频感应加热电源控制系统存在着严重的非线性、参数时变性以及滞后性和惯性缺陷,同时考虑采用常规PID控制很难取得较好的控制效果,设计了一种模糊自适应PID控制系统。该系统结合模糊控制和常规PID控制两种算法的优势,利用模糊控制在线性整定和修改PID的控制参数,较好地解决了系统的存在问题,获得了良好的动态性能和静态性能。在分析模糊自适应PID控制算法的基础上,详细介绍了模糊化处理、模糊控制规则建立表以及模糊判决和决策表等,分别给出了模糊自适应PID控制参数在线整定程序流程,上位机程序的设计方法,系统硬件组成和工作原理,以及主要部件特性等。通过对系统MATLAB仿真分析,其结果表明:该系统与常规PID控制相比较,具有控制精度高、响应速度快、稳定性好的特点,明显改善了中频感应加热电源的控制效果,具有一定的推广价值。

基于TRNSYS的太阳能-电能互补采暖系统研究

针对我国北方农村地区冬季采暖污染严重、碳排放量大等问题,文章以沈阳市某地区典型农村单体式住宅为研究对象,综合考虑太阳能、电能,提出2套清洁供暖方案。首先对太阳能集热器的集热倾角和面积的选择进行优化,然后选取沈阳市供暖季温度较低的2天,根据天气情况分别作为晴天与阴天典型日,最后利用TRNSYS软件对供暖方案在典型日天气条件下模拟运行。结果表明在典型日天气条件下本研究提出的2种供暖方案均满足环保、室内温度适宜等采暖需求,且太阳能集热器+变频电磁采暖炉供暖方案更为节能。

酒钢中压蒸汽换热器替代管式炉在粗苯工序上的应用

采用中压蒸汽换热器替代管式炉作为粗苯工序的加热设备,从应用效果来看,不论是安全生产水平,还是经济、环保效益,结果表明中压蒸汽换热器加热蒸馏粗苯明显优于管式炉,值得在同行业粗苯蒸馏工序上广泛应用。

双碳背景下中频电炉熔炼铸铁的减碳实践

验证分析了中频电炉熔炼铸铁用炉料的种类及尺寸规格选择,炉衬材料及筑炉、烘炉工艺对耗电的影响。最后指出:(1)采用多规格尺寸炉料搭配,可实现炉料的最优堆积密度,缩短加料操作时间,减少炉料对炉衬的机械冲击,提高熔化效率;(2)采用洁净回炉料,可降低熔渣量,延长炉衬寿命,降低劳动强度;(3)合理的选择炉衬材料,实现最紧实堆积,与炉衬材料匹配的烘炉工艺,获得合理的炉衬烧结结构,提高炉衬寿命;(4)合理选择优质添加剂,可有效降低铸件不良品率1%以上,且铸件质量更稳定。综合采取上述措施,可达到每吨铁液降低能耗5.7%的效果,实现节能减碳。

变频感应加热炉电网频率波动下低压智能断路器过流保护控制

电网频率波动会导致电流波形在短时间内发生变化,从而影响过流保护控制的响应速度。为了保障电网频率波动下低压智能断路器过流保护控制的稳定可靠性,提高变频感应加热炉电力系统的保护性能,提出变频感应加热炉电网频率波动下低压智能断路器过流保护控制方法。利用PCL-818L数据采集卡,采集变频感应加热炉供电系统中的电压电流信号;通过强化学习Q-Learning算法,消除信号中的电网频率波动,提高断路器的稳定性;采用引入滑动时间窗口的三段电流保护方法,实现低压智能断路器的过流保护控制。实验结果表明,所提方法能够在有效消除电网频率波动干扰的情况下,提高断路器过流保护控制精度、效率以及稳定性。

多重化逆变电源在有心感应电炉的应用

传统有心感应电炉的供电由感应器、平衡电抗、电容平衡电路组成,一般采用调压器分档接触器控制感应器电压,调节感应器的功率。接触器切换电压挡位,造成感应器熔沟巨大的电流冲击,是影响感应器的稳定运行及寿命主要因素。本电源装置是基于双DSP+双FPGA+CPLD核心控制器的控制装置,主要由主电路部分、控制部分组成。主电路部分主要包括:空开、主接触器、软启动限流电阻和辅助接触器、滤波器和功率单元体构成的换流链。控制部分通过对电网电压电流、负载电流、补偿电流进行控制,最终实现功率控制的目的:直流侧电压动态均压策略;较高开关频率下的功率器件驱动和散热设计;滤波器的设计和应用。基于低压器件H桥级联实现高压功能的硬件设计应用。探索一种新的供电方案,保障供电安全,降低能耗,营造“绿色电网”具有十分重要的现实意义。

基于压缩感知的中频感应加热设备边缘用电数据缺失重构方法

为解决因用电数据缺失造成的电量失衡问题,确保重构后的中频感应加热设备能够保持相对稳定的运行状态,设计基于压缩感知的中频感应加热设备边缘用电数据缺失重构方法。对用电数据样本进行两次转化处理,得到电信号稀疏变换结果,通过构建压缩矩阵的方式,描述中频感应加热设备边缘用电数据的失稳现象,求解基于压缩感知的中频感应加热设备边缘用电数据脆弱性函数。设置电网网格结构,按照缺失数据的自编码形式,计算连续重构阈值指标的取值范围,完成压缩感知下中频感应加热设备边缘用电数据缺失重构方法的设计。实验结果表明,数据缺失区域内的最大电压数值只能达到30.0 V,电网主机可以根据实时电压的不同,确定缺失数据所处区间,对于解决电量失衡问题、增强重构后电网的运行稳定性可以起到促进性影响作用。

阳极组装烟尘净化治理方法及应用研究

组装阳极制品的生产过程中产生大量的烟气,造成生产现场与大气污染。与现行的清洁文明生产、环境保护及职业健康政策与理念严重不符。通过对阳极组装烟尘净化治理,解决了组装车间烟气无组织排放和烟气直排污染环境问题,同时采用干法蘸石墨不需要对钢爪进行烘干,全年节约用电31万kW×h。煤油消耗减少92%,浇铸合格率提高3%。

原位式激光气体分析仪在轧钢加热炉中的应用

针对轧钢加热炉中钢坯易出现氧化烧结及能源损耗过大的问题,提出应用原位式激光气体分析仪实时监测工艺气体。通过半导体激光器发出特定波长的光穿过加热炉工艺气到达探测器上,利用频率扫描技术和谐波检测等技术将得到的谐波信号反演得到气体浓度。将O_(2)浓度和CO浓度测量分析反馈给加热控制系统,系统根据设定值调节空气和煤气流量大小,降低钢坯的氧化烧结率和工序损耗,同时减少气体排放对环境的污染。

非真空中频感应电炉熔炼蒙乃尔合金

采用增大中频无芯感应电炉的功率质量比 ,提高电源频率和预埋石墨坩埚等手段 ,加快了电炉的熔化速度 ,缩短了熔化时间 ,降低了蒙乃尔合金的含气量和有害杂质 。

边界元方法建立高炉炉缸炉底侵蚀模型

采用边界元方法建立了某大型高炉炉缸炉底侵蚀判定的数学模型．该模型用于推定高炉炉底1150℃等温线的位置和形状，以了解和分析炉缸炉底的破损情况．结果表明，边界元方法在近似单一介质热传导问题中所建立的数学模型用来预测高炉炉缸炉底侵蚀状况，有省时、精度可控的优点．

两种钎焊金刚石工具微观结构的对比分析

分别利用真空电阻炉中钎焊和氩气保护下高频感应钎焊制作单层钎焊金刚石工具,借助SEM、EDS和XRD等分析了两种工具的微观结构。结果表明:电阻炉中钎焊的金刚石-钎料界面上有两层结构,内层产物是Cr3C2,外层产物是Cr7C3;高频钎焊的金刚石-钎料界面上仅有单层产物Cr3C2。这两种工艺制作出来的工具,其界面结构虽有差别,但都存在化学冶金结合,足以保证金刚石和钎料层之间具有较高的结合强度。

高频燃烧红外吸收光谱法测定铁矿石中的硫含量

研究了高频燃烧红外吸收光谱法测定铁矿石中不同硫含量 ,对助熔剂及用量、样品称量、样品与助熔剂放置顺序的选择、分析时间与比较水平的选择等实验参数进行了优化。测定范围为 0 .0 0 1%— 3.0 0 % ,精密度为 1.2 %— 3.4 % ,符合铁矿石国家标准的测试要求。该方法方便快捷 。

45钢表面真空炉中和高频感应熔覆Ni-Cr合金的研究

通过真空炉熔覆和高频感应加热在45钢表面熔覆N i-Cr合金,利用扫描电镜和能谱仪研究了熔覆层与基体的界面结构、基体组织,并讨论了这两种工艺的特点和机理。结果表明,在感应熔化条件下,熔覆层和基体界面上的涡流突变使得熔覆材料层和基体形成牢固的冶金结合,熔覆层内能够形成有耐磨骨架作用的树枝状晶;同真空熔覆相比,高频感应熔覆具有快捷、基体为正火组织的优势。