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制氧机故障时供氧系统的优化决策

童莉葛 , 王立 , 汤学忠 , 赵立合 , 李化治 , 刘姿 , 王维敏 , 程玉之 , 章水清 , 钱爱囡

建立了钢铁厂制氧机故障时的供氧系统优化决策模型,并具体应用在宝钢能源部的智能管理系统中.通过开发实例,详细说明了模型构造的思路和方法.系统可对钢铁企业的气体用户和气体生产部门进行供需平衡规划,给出符合决策者意图的专家决策,实现气体的合理利用.该系统充分体现了智能化的特点,使用方便,使决策者能够在决策过程中充分介入.

关键词: 模型 , 智能管理系统 , 能源规划

基于SMAW高温熔池流动的元素分布

童莉葛 , 谷京晨 , 刘永旭 , 黎磊 , 王立 , 白芳 , 白世武

工程热物理学报

本文对比了焊炬摆动对熔池内部流动和元素分布规律的影响.焊炬无摆动时元素分布呈双峰型,峰值位置在熔池中心左右3 mm处;熔池中心Mn、Mo、Ni和Cr含量较高,分别为1.298％、0.149％、0.146％和0.011％;旋涡中心C、Si、P和S含量最大,分别为0.048％、0.260％、0.014％和0.009％.焊炬摆动时元素分布呈单峰型;熔池中心C、Si、P和S含量最高,分别为0.050％、0.270％、0.016％和0.010％;熔池中心Mn、Mo、Ni和Cr含量最低,分别为1.121％、0.063％、0.062％和0.005％.

关键词: 元素分布 , Marangoni效应 , 相变 , 传热 , 高温熔池

X80管线钢复合型坡口多道焊的T8/5研究

白世武 , 童莉葛 , 隋永莉 , 王立 , 康奇兰

金属世界 doi:10.3969/j.issn.1000-6826.2009.z1.013

焊接热输入和冷却时间是影响焊接温度场分布的重要参数.本文利用有限元软件ANSYS对X80管线钢复合坡口多道焊的焊接过程进行二维模拟,研究每道填充焊层T8/5的变化规律.结果表明,热输入对T8/5的影响最大;T8/5随热输入的增加而增大;由于前一道焊对后一道焊的预热作用,T8/5随焊道数的增多而增大;当层间温度等于预热温度时,各层的T8/5趋于一致.合理选择预热温度和层间温度可以有效控制各焊道的T8/5.

关键词: 管线钢 , 多道焊 , 有限元 , 温度场

氧气合理利用决策支持系统和空分装置操作仿真系统

童莉葛 , 王立 , 张延平 , 李化治 , 高远

钢铁

分析了钢铁企业空分系统能源管理的特点,并开发出降低空分能耗的应用软件:氧气合理利用决策支持系统和空分装置操作仿真系统.前者可为决策者提供全面的辅助决策信息和决策支持以降低氧气放散,实现氧气的合理利用;后者既可实现空分装置运行操作的仿真,也可实现空分装置的仿真实验和仿真操作,为实施空分装置的节能优化运行提供技术支持.

关键词: 操作仿真 , 能源管理 , 空气分离 , 氧气合理利用 , 节能

焊接热输入对高温熔池形态的影响

童莉葛 , 黎磊 , 谷京晨 , 白芳 , 尹少武 , 王立

工程热物理学报

焊接熔池形态对焊接过程和焊接质量有着重要影响,熔池的形状不仅决定了焊缝的形状,而且对焊缝的组织、力学性能和焊接质量均有重要影响.本文使用ANSYS有限元软件,采用“生死单元”技术,对X80管线钢复合型坡口多层焊的焊接过程进行二维模拟,研究各填充焊层受后一焊层热影响后,其高温停留时间和熔深随焊接热输入的影响规律.结果表明,焊层的峰值温度随着热输入的增加而增大,填充焊层焊接热输入从13.25 kJ/cm增加到14.57 kJ/cm,高温停留时间的百分比增量是热输入从12.04 kJ/cm增加到13.25 kJ/cm的一半;而各焊层熔深的增加值不变,均为0.45 mm.

关键词: 多层焊 , 焊接熔池 , 固液相变 , 熔深

硅粉常压直接氮化制备氮化硅粉的研究

尹少武 , 王立 , 刘传平 , 童莉葛 , 孙淑凤

硅酸盐通报

以平均粒径为2.8μm的硅粉为原料,添加氮化硅粉作为稀释剂,对常压氮气下直接氮化制备Si3N4粉的工艺进行了研究,借助于氮氧测定仪、XRD、SEM等检测方法,分析了硅粉常压直接氮化制备Si3N4粉过程中稀释剂种类、稀释剂添加比例、氮化温度、氮化时间等因素对硅的氮化过程的影响.研究结果表明:硅粉在流动常压氮气下,当氮化温度高于1410℃时,硅的转化率迅速增加,氮化产物中β相含量也增加;通过控制稀释剂的添加种类和添加比例、氮化时间和氮化温度,可合成高α相含量的Si3N4.采用平均粒径为2.8μm的硅粉,在常压氮气下,当添加30%的α-Si3N4粉作为稀释剂、氮化温度为1550℃、氮化时间为10min时,合成了氮含量为39.4%,游离硅为0.7%,主要为α相、含部分β相的Si3N4粉.

关键词: 氮化硅 , 直接氮化 , 常压氮化 , 制备

焊接数值模拟中热源的选用原则

谷京晨 , 童莉葛 , 黎磊 , 王立 , 尹少武 , 白世武

材料导报

热源模型是焊接过程数值模拟的基础,其选择直接影响模拟结果的准确性.综述了焊接数值模拟热源模型的研究进展,着重分析了Rosenthal-Rykalin热源、平面高斯热源、双椭圆热源、均匀体热源、半球状热源、旋转高斯体热源、双椭球热源和组合热源的应用现状,最后总结了热源模型的选用原则.最后指出,建立更精确的三维热源模型,从而分析焊接熔池的熔化与凝固过程,已成为焊接数值模拟热源模型的发展方向.

关键词: 焊接 , 数值模拟 , 热源模型

焊缝性能影响因素的研究进展

张海兵 , 童莉葛 , 李娜 , 丁红胜 , 余江峰

材料导报

埋弧焊和氩弧焊的焊缝合金元素及其含量、热输入、晶粒长大、预热温度、冷却速度和峰值温度对焊缝组织与力学性能均有一定的影响.总结了国内外对焊缝组织和力学性能的各种影响因素的相关研究,研究结果表明合金元素(如Mn、Cr、Ni、Mo等)能明显提高焊缝力学性能,每种元素都有合适的添加范围；焊缝接头强度和韧性以及伸长率随热输入的增大而减小；冷却速度的范围是8～12s.通过控制添加合金元素可以有效提高焊缝力学性能并改善焊缝组织,控制合理的热输入范围和冷却速度可提高焊缝的韧性.

关键词: 微观组织 , 力学性能 , 合金元素 , 热输入 , 晶粒长大