Specific Energy Consumption Analysis Model and Its Application in Typical Steel Manufacturing Process

Theoretical minimum and actual specific energy consumptions （SEC） of typical manufacturing process （SMP） were studied. Firstly, a process division of a typical SMP in question was conducted with the theory of SEC analysis. Secondly, an exergy analysis model of a subsystem consisting of several parallel processes and a SEC analysis model of SMP were developed. And finally, based on the analysis models, the SEC of SMP was analyzed by means of the statistical significance. The results show that the SEC of typical SMP comprises the theoretical minimum SEC and the additional SEC derived from the irreversibility~ and the SMP has a theoretical minimum SEC of 6.74 GJ/t and an additional SEC of 19.32 GJ/t, which account for 25.88% and 74.12% of the actual SEC, respectively.

钢结构梁柱加固节点框架损伤演化过程数值模拟分析

为研究不同因素对钢结构梁柱加固节点框架演化过程损伤的影响,选择4个钢结构梁柱加固节点框架试件作为实验对象,在其他条件不变基础上,改变试件轴压比、钢盖板厚度以及混凝土强度,用ABAQUS软件对钢结构梁柱加固节点框架进行模拟,观察损伤演化过程的应力云图情况,并对屈服位移与峰值位移进行统计。结果表明:轴压比以及钢盖板厚度对受力性能影响不大,混凝土强度对受力性能影响较大,并且随着混凝土强度的增加,钢结构梁柱加固节点框架的承载力也在增加,在节点框架设计时,应适当增加混凝土强度,提高节点框架承载力。

树形支撑双向倾斜钢屋盖施工全过程仿真分析与监测

陕西某下沉式广场屋盖采用树形支撑双向倾斜钢屋盖结构体系,整体由斜交H型钢网格板、树形撑杆以及钢筋混凝土柱组成。为了保证钢屋盖在整个施工过程中的安装精度和安全性,依据拟定的施工方法和施工顺序建立数值仿真模型,对钢屋盖的吊装、卸载的全过程进行施工仿真分析。并且对比分步加载成型和一次加载成型结构的力学性能,揭示施工过程对结构受力及变形的影响,进一步验证了施工过程的安全性以及结构成型的合理性。在现场对关键节点的竖向位移进行了监测,并且将数值模拟值与实测值进行对比,总结了施工全过程位移变化规律。现场监测与数值模拟结果有效验证了施工方案的合理性和可靠性,可为同类工程提供借鉴。

模块化装配式钢结构在港口工程中应用要点浅析

以某海外工程实例为依托,简要介绍了项目背景条件,阐述了模块化装配式钢结构在港口工程项目中的应用。浅析了模块化装配式钢结构设计、加工制作、焊接工艺、防腐涂装、吊运安装过程中的关键点,详细介绍了模块化钢结构在应用关键点上需要注意的细节,对模块化装配式钢结构的应用做了总结与展望,可为后续类似的海工项目提供参考。

螺溪洲大桥钢结构支架安拆施工技术研究

本文针对螺溪洲大桥钢结构支架的安装和拆除工艺进行了研究和探讨。首先,对钢结构支架的结构形式、安装工艺、安装方案、安装工艺流程进行了分析;其次,对钢结构支架的拆除工艺、拆除原则、拆除工艺进行了研究;最后,研究得到了水支架的安装、拆除工艺流程、操作经验。为今后桥梁建设工程中钢结构支架的安装和拆除施工提供一定的参考。

港口机械钢结构制造典型问题及处理方法

港口机械钢结构制造是港口工程建设的重要组成部分,其质量和稳定性对于港口工程建设的安全和可靠性具有重要意义。本文通过介绍港口机械金属结构应用过程的一些典型质量问题,提出相应的处置方法,从而提高港口机械结构件制造质量,以期为港口机械钢结构制造提供参考。

装配式钢结构住宅产业链风险评估与应用研究

从产业链视角出发对装配式钢结构住宅进行风险评估与应用研究。首先,以WSR方法论为分析维度选取“产业发展环境、成本、信息技术、管理以及人员”五个方面风险影响因素建立风险评估指标体系;其次,利用区间层次分析法确定指标权重,并基于该权重结果构建灰色聚类分析法风险评估模型;最后,以甘肃省兰州新区保障性住房项目为例进行装配式钢结构住宅产业链风险评估,根据总体风险状态及评估结果搜寻产业链高风险影响因素,并提出相应对策以降低装配式钢结构住宅产业链风险。

钢结构制造全过程碳排放与碳减排研究

发达国家钢结构普遍使用热轧型材,我国钢结构普遍采用钢板制作,其制造过程包括钢板下料、组焊、表面清理及涂装等主要工序,因此我国钢结构制造过程碳排放具有独特性。系统研究了钢结构制造全过程碳排放的来源和产生机理,分别基于制造工序和投入产出法,对制造全过程的碳排放进行了详细核算分析,结果表明:不考虑废钢循环时,制造全过程碳排放为2606.90~2616.82kg;考虑废钢循环时,制造全过程碳排放为1369.30~1379.22kg。根据实际案例分析,给出了钢结构制造全过程碳排放参考值及碳减排措施。

随州南站屋盖结构设计和分析

随州南站站房采用24个伞状单元体呈现银杏叶的造型,结构设计时以H形截面弦杆形成的异形钢桁架作为主受力骨架,结合分叉圆钢管、吊杆、水平圆管桁架等形成完整单元体结构。单元体结构与顶部波浪形正交钢梁体系连接,形成了站房屋盖整体结构。屋盖结构体系复杂,单元体根部尺寸收缩,采用屈曲分析得到了结构的屈曲模态及屈曲因子,第一阶屈曲模态位于伞状单元体结构根部位置,并进一步对屋盖结构进行了荷载-位移全过程分析,以保证屋盖结构的整体承载力。设计时在单元体结构中采用了十字工形组合钢柱及鼓形节点,利用有限元分析和试验的手段对此两种特殊结构构造进行了验证,以确保关键部位的承载力。单元体结构外表皮采用张拉索-膜结构形成的金黄色ETFE膜完整呈现了建筑效果。

三类钢铁制造流程降碳路线综述

根据对钢铁行业低碳发展的分析和设想,未来钢铁生产制造流程将在减量化发展进程中,逐渐演变为高炉-转炉长流程、全废钢电弧炉短流程和氢冶金-电弧炉流程三大类。影响三类钢铁生产制造流程碳排放水平的关键因素包括流程结构、原料结构、能源结构、产品结构、装备水平、管理水平、技术水平等。采用中国钢研构建的双碳分析模型(CISRI-CPCN),绘制了三类流程的降碳路线图。研究结果表明,三类流程碳排放量逐年降低。从2020―2060年,长流程的CO_(2)排放量从2.0 t/t(钢)降低到0.87 t/t(钢),可通过碳汇、碳交易等手段实现碳中和。2050年短流程从0.45 t/t(钢)降低到接近0,有望实现“近零碳”冶炼。2060年氢冶金电弧炉流程(50%废钢+50%HDRI原料结构)从1.31 t/t(钢)降低到接近0,基本实现碳中和。综合考虑国民经济的发展需求,建议未来钢铁行业在减量化发展过程中,对三类流程的产品结构进行逐步调整。长流程的产品结构应逐步过渡到以生产平材产品为主,特别是高端板材,主要布局在沿海深水港地区。短流程应以建筑用长材为切入口,逐步替代中小高炉-转炉流程,部分生产合结钢等优特钢或不锈钢等单一品种,主要布局在废钢资源丰富的城市周边。目前氢冶金-电弧炉流程尚处于探索和开发阶段,需要克服其在绿氢、经济性、技术可靠性以及工程化等方面的诸多困难。

某钢桁架吊挂组合结构逆作法施工过程分析

为解决钢桁架吊挂组合结构逆作法施工难度较大、存在传力路径改变的问题,结合采用钢桁架吊挂组合结构的南京某高层建筑钢结构连廊的施工,建立了精确的有限元施工过程计算模型,深入分析了施工过程中的力学性态。研究成果为工程的顺利实施提供了技术理论依据和计算数据,同时也为同类结构的推广应用提供了参考资料。

双向弦支结构预应力全过程施工分析及节点设计

对双向弦支结构预应力张拉过程进行计算分析,给出了钢拉杆张拉顺序、拉力值、预应力张拉过程中的变形值、施工完成后钢构件的应力比及支座位移值。钢拉杆张拉力与张拉顺序能保证在张拉完成后,钢屋盖关键节点能主动脱架,同时较好控制了施工阶段上拱值,施工阶段的支座位移得到较好控制,远小于支座允许的滑动限值。钢拉杆与撑杆连接节点设计新颖、美观轻盈,具有可靠的传力路线,具有一定刚度并能满足本项目的工程要求。

25型客车牵引梁钢板折弯结构及工艺探讨

25型客车牵引梁一直采用槽钢拼接结构,此结构虽然刚度大,但是存在制造工艺复杂、工艺周期长、焊接变形大、不易调修等问题。文章通过分析槽钢拼接结构牵引梁制造工艺存在的问题对其进行了结构改进,将传统槽钢拼接结构牵引梁改为钢板折弯结构牵引梁。钢板折弯结构牵引梁在保证整个牵引梁强度的同时,焊接量较槽钢拼接结构牵引梁减少了80%,消除了由于焊接引起的焊接变形,保证了产品质量;同时,加工工序较槽钢拼接结构牵引梁由10道减少到4道,工作量减少了60%,提高了生产效率,减少了工艺成本。钢板折弯结构及槽钢结构牵引梁有限元计算和对比分析表明:在同载荷、同工况条件下,钢板折弯结构牵引梁的结构强度优于槽钢拼接结构牵引梁,且强度裕量较大。

现代钢铁冶金工程设计方法研究

本文论述了钢铁材料在经济社会发展中的重要作用和地位,分析了中国钢铁工业的发展历程与现状,论述了科技进步对产业发展的推动作用和重要意义,指出了中国钢铁工业未来发展方向。本文回顾了中国钢铁冶金工程设计的发展演变历程,分析了工程方法论与钢铁冶金工程设计方法的关系以及钢铁冶金工程设计的地位和作用,阐述了钢铁制造流程的物理本质和现代钢铁制造流程的"三大功能"。从钢铁制造流程的物理本质、特征以及动态运行的特征要素、设计方法的路径、动态-有序运行过程中的动态耦合等方面,对钢铁冶金工程设计的问题进行识别与定义。阐述了现代钢铁冶金工程的概念设计、顶层设计、动态-精准设计的方法体系,以及现代钢铁制造流程的系统集成与结构优化。

基于神经网络的薄壁件加工变形预测方法

在薄壁件的切削加工过程中,刀具几何结构是产生工件变形的重要因素之一。刀具单一角度所引起的工件变形规律可以很方便地通过有限元方法获得,但是,若同时考虑刀具多个角度的影响,仅仅利用有限元方法很难揭示多种工况与工件变形之间的关系。为此,针对薄壁件的铣削加工建立了三维有限元分析模型,通过实验数据与仿真值的比较验证有限元分析模型的有效性,以便利用有限元分析模型获取神经网络的训练样本;借助神经网络的非线性映射能力,通过有限的训练样本构建工件变形预测模型;将预测值与相应的有限元仿真值进行比较,结果表明预测误差在3%以内,进一步验证了建立的工件变形预测模型具有合理性。

两种组织类型的X70钢级管线钢的带状组织浅析(上)

根据抽检试验和工厂首批出证试验的结果,探讨和分析了铁素体+少珠光体型及针状铁素体型X70钢级管线钢带状组织的特点,带状组织形成与控轧及控冷工艺和钢的化学成分尤其是Mo的含量的关系,以及带状组织程度对钢管母材夏比冲击韧性、DWTT试验SA值、抗HIC性能的影响。

钢铁制造流程结构解析及其若干工程效应问题

结合钢铁工业的时代命题——市场竞争力和可持续发展的要求 ,分析了钢铁制造流程的结构和流程的演进过程。归纳出钢铁制造流程中的若干工程效应 ,即 :“瓶颈”效应及其消除 ;“临界—优化”与“临界—紧凑—连续 /准连续”效应 ;“分解—集成”效应 ;“动脉—静脉”循环效应。最后提出了未来新一代钢厂在工程设计上的发展方向和概念。

广州市新体育馆屋盖吊装及拆撑过程动态分析

应用ANSYS软件对广州市新体育馆主场馆钢屋盖结构进行了安装过程的动态跟踪分析。跟踪分析的主要目的是实时了解吊装和拆撑两个阶段钢屋盖内力和变形的变化情况 ,并根据分析结果复核、优化施工吊装方案和拆撑方案。

钢筋连接套自动包装机设计

针对当前钢筋连接套采用手工装袋、包装效率低、劳动强度大等问题,设计开发了一种具有自动包装功能的钢筋连接套包装设备。依据设计需求制定了包装工艺技术路线,分析了钢筋连接套自动上料及理料、包装袋自动上料、自动装袋及封口等自动包装功能,进而提出了钢筋连接套自动包装机的总体设计方案,设计了整机结构,并对送料机构、切断结构等关键执行机构进行了综合设计与分析,计算了上料、输送、推送、横纵向缝袋与剪切等构成的工作循环和整体包装效率。结果表明,所研发的设备可完成每小时122袋的包装任务,包装效率相比人工大幅提高,同时降低了工人的劳动强度。设备适用于钢筋连接套内螺纹M18-M32等多种规格的包装,研究结果可为其他相似非标包装设备的开发提供参考。

高层钢管混凝土结构施工全过程数值模拟

基于CEB-FIP MC90的混凝土时变模型,建立了按主从节点约束考虑钢管与混凝土共同工作的钢管混凝土时变分析模型,提出了高层钢管混凝土结构施工全过程的数值模拟方法。对某高层钢管混凝土结构进行了数值计算,计算中考虑了混凝土的收缩徐变效应和施工工序影响,与施工过程的监测结果做了对比分析。研究表明,施工过程和收缩徐变对高层钢管混凝土结构影响很大,实际结构在设计和施工中必须予以考虑。