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电弧炉水冷炉盖结构优化

主题:结构优化 下载地址:论文doc下载 原创作者:原创作者未知 评分:9.0分 更新时间: 2024-03-20

简介:该文是电弧炉方面函授毕业论文范文与结构优化相关本科论文怎么写.

电弧炉论文范文

结构优化论文

目录

  1. 1.水冷炉盖简介
  2. 2.分体式及整体式水冷炉盖的结构对比
  3. 3.优化结果分析
  4. 3、1 冷却水温度
  5. 3、2 使用寿命
  6. 3、3 氢含量

摘 要: 本文所研究的是一座40t的非标电弧炉,并配有一套一机三流的连铸机,主要是用来对三种断面方坯以及合金钢圆管坯进行生产.其电弧炉炉壳的直径达到4600mm;而变压器的容量是30000 kVA,并且能够超载20%;通过偏心炉出钢;在炉壁配有两支集束氧、炉门口一支炉门氧以及偏心区一支EBT氧,供氧量整体达到5700 m3/h(标准);通过第四孔除尘;出钢量最大可达55t,出钢量平均达到52t;平均55 min/炉的冶炼时间.应用水冷炉盖因为漏水情况频繁出现会对生产运行产生影响,并且难以保障钢液质量.针对这一情况,优化设计水冷炉盖结构,能够有效提升电弧炉的炼钢质量,确保有顺畅的生产节奏,可以提升经济效益.

关键词: 电弧炉;水冷炉盖;结构

【中图分类号】TF748+.06 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.35.128

目前电弧炉操作不断加强,在水冷炉盖应用方面不断优化和创新,电弧炉中的水冷炉盖主要优势是应用寿命长以及节省耐火材料等,目前应用比较广泛.然而根据现阶段我国各厂家应用水冷炉盖的实际情况来说,还有一些问题存在着,例如应用水冷炉盖之后会消耗更多电能;焊缝容易开裂从而出现漏水问题;炉盖内衬使用的耐火材料寿命比较短;电极孔的耐火绝缘密封砖应用寿命短.这些问题的存在會影响电弧炉的运行,因此应采取合理的策略加以解决,保证其充分发挥效用,降低能耗,并提升运行效率,以此提升企业的经济.

1.水冷炉盖简介

我国使用最早的炉盖结构是由楔形砖砌筑水冷外圈而成的,在冶炼炉数不断增加的情况下,耐火砖慢慢被烧损,在使用后期,因为炉顶是由耐火砖砌成的没有良好强度,极易有炉盖砖坍塌情况出现.有效改造高功率和集束氧后,能够有效提升电弧炉变压器的功率,并且加快生产节奏,由耐火砖构成的炉盖无法满足现阶段的生产要求.某电炉研究所在改造高功率时配套运用水冷炉盖.其中水冷炉盖是应用102mm×15mm的209无缝钢管制作而成,能够解决炉盖坍塌这一问题.然而其炉盖使用刚性的连接结构,进行冶炼时,需要长时间处在高温状态下,因为存在炉渣反射,最高的炉盖温度能够达到l800℃.此外炉盖经常会受到急冷和急热的影响,炉盖在出钢后其温度快速降低至l000℃以下,并且有时会有较长的待料以及装料时间,极易造成炉盖的开裂以及剥落.除此之外,进行冶炼时,高温炉气、烟尘和炉渣等会侵蚀和冲刷炉盖.在对电弧炉进行一次除尘改造之后,会增加炉盖偏载力,使得炉盖漏水不断恶化,最严重的情况是每月焊补炉盖需要停产20h以上,对生产进度产生严重影响,并且浪费能源和材料,增加员工的劳动强度.如果没有及时、有效的进行处理,则会出现水分解情况,增加氢含量,最终严重影响钢液质量.

2.分体式及整体式水冷炉盖的结构对比

整体式的水冷炉盖因为热变形使得水冷炉盖钢管产生内应力难以有效分解,极易使主管出现重复拉裂情况,并且漏水,对冶炼顺利进行有着严重影响.优化改造之后的分体式水冷炉盖具有以下特征:(1)运用分体式的水冷炉盖之后,不改变其安装的方式和尺寸,将小炉盖旁挡火支撑水管去掉,以此缩短炉盖水循环的路径,提升水冷效果.(2)水冷炉盖在改进后使用168mm×12 mm、159mm×12 mm的无缝钢管,将其制作为两圈大环管,此外,使用五根l59 mm×12 mm的无缝钢管,将其连接在一起制作成管支架,并安装吊耳,这一构件的主要作用是承受炉盖和除尘弯头的载荷.并且下部挂三块70 mm×10mm无缝钢管构制的水冷块,其中一块开除尘第四孔以及加料孔,不改变开孔位置与尺寸,钢管之间留出6 mm的间隙,在炉盖上方使用5 mm扁钢来焊接,确保无缝钢管的热变形空间充足,从而避免钢管受到热变形影响出现拉裂的现象.(3)将大炉盖划分为受力和受热两个部件,其中受力部件即为管支架,因为有水冷块遮挡不会遇到强热,能够承受炉盖上全部载荷和自重兼分水器,而受热部件即为水冷板,其只能承受自重,无法承受其他载荷,主要作用是遮挡高热.(4)增加进出水口,从原本的三进三出改造为十二进十二出,将水路循环路径合理缩短,水循环能够有效加快速度.(5)受热部件可以划分为三件,因为分成三件制作,变形空间充足,内应力可减小,能够杜绝受热变形而产生的钢管拉裂情况.

3.优化结果分析

3、1 冷却水温度

水冷炉盖在改造前个改造后的平均进水温度是23℃,改造之前的出水温度平均是42℃,其平均温差是19℃;在改造之后出水温度平均是37℃,其平均温差是14℃;使得进出水温差降低5℃,可有效提升水冷效果.

3、2 使用寿命

在改造之前,整体式的水冷炉盖难以有效分解热应力,造成其平均使用寿命通过多次焊补后只有大约l000炉;在改造之后能够对应力进行有效分解,一次性的使用寿命能够达到4508炉.

3、3 氢含量

水冷炉盖存在漏水情况会增加钢液W(H),这会对钢液质量产生严重影响.在改造前后分别取样来分析其气体含量,图1为W(H)分布对比图.而图2是使用两种水冷炉盖后钢液平均w(U)对比图.通过这两个图能够看出,在改造前有较高的w(H),平均在4×10-6以上,因为炉盖在改造前处于漏水状态,而少量漏水对冶炼不会产生影响,从而为了提升生产效率,没有及时焊补处理炉盖.炉盖改造后能够有效提升其使用寿命,并在不同程度上使钢液降低.水冷炉盖结构在改造之后,平均钢液从4.48×10-6降低至3.55×10-6,这能够减轻后期真空处理和精炼的脱气压力.

结束语:在改造电弧炉的水冷炉盖后能够获得以下实际应用效果:(1)改造水冷炉盖前整修2次,使用寿命累计小于1000炉,在改造后,可提升使用寿命到4508炉;(2)在改造之后平均进出水温差可降低5℃,能够提升水冷效果;(3)从4.48×10-6的钢液平均w(H)降低至3.55×10-6;(4)员工劳动强度降低,故障停炉时间减少,受到水冷炉盖损坏漏水产生的设备故障率下降,并且会降低水冷炉盖损坏产生的设备停机损失,生产成本随之降低,最终提升冶炼效率.

参考文献

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[2] 谢华,胡兴明,黄胜强.电弧炉偏心区水冷炉壁设计改进[J].中国铸造装备与技术,2018,53(6):62-65.

[3] 邢万里.LF精炼炉水冷炉盖结构优化实践[J].设备管理与维修,2017(8):47-48.

总结:该文汇总,此文为一篇关于结构优化方面的大学硕士和本科毕业论文范文,可作为电弧炉相关论文开题报告写作参考和职称论文写作文献资料.

结构优化引用文献:

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