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四种钢在硫磺回收装置中的耐蚀性能及适用性

曾德智 , 商剑峰 , 龙德才 , , 崔文鹏 , 张恒伟

机械工程材料

针对某高含硫净化厂硫磺回收装置,采用现场挂片方法研究了20G、16MnR、304L以及316L钢在装置中的耐腐蚀性能,同时提出了相应的预防措施.结果表明:304L和316L奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能良好,具有更好的适用性;20G和16MnR钢存在严重的(亚)硫酸露点腐蚀、H2S-H2O腐蚀和高温硫化腐蚀现象,腐蚀类型主要为均匀腐蚀;过程气温度过高或过低以及水含量、氧含量的增加都会加快20G钢和16MnR钢的腐蚀速率;液硫中20G钢和16Mn钢的腐蚀产物主要为铁的硫化物和氧化物;气相腐蚀介质中20G钢和16MnR钢的腐蚀产物主要为FeSO4和FeSO3,另外还有少量铁的氧化物和硫化物;建议对易发生腐蚀的设备管线设置腐蚀监测点进行长期腐蚀监测,并定期进行维护和保养.

关键词: 高含硫 , 净化处理 , 腐蚀 , 液硫 , 硫磺回收 , 腐蚀挂片

20号钢在水造粒硫磺颗粒成型过程中的腐蚀特征

商剑峰 , 龙德才 , 田刚 , 罗保军 , , 肖国清

腐蚀与防护

采用试片悬挂转动的方法模拟水造粒硫磺成型过程,通过腐蚀失重、扫描电镜观察、能谱分析和XRD分析,研究了温度和位置因素对20号钢在水造粒硫磺颗粒成型过程中的腐蚀特征.结果表明,20号钢在水造粒硫磺颗粒成型过程中腐蚀很严重,腐蚀速率介于1.111 4~5.962 3 mm/a之间,远远超过了含硫气田腐蚀控制标准0.075mm/a.试片表面至少形成两层腐蚀产物膜,主要为氧化铁和硫化亚铁,高温和冲刷会加快腐蚀速率.建议现场硫磺成型过程中尽量避免使用20号钢,并定期进行检测.

关键词: 20号钢 , 腐蚀失重 , 硫磺颗粒 , SEM , XRD , 水造粒工艺

板坯轧感应加热的有限模拟

肖宏 , , 余超

钢铁研究学报 doi:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20150222

针对板坯连铸轧过程中的感应加热技术进行研究,综合运用纵向磁通和横向磁通2种感应加热方式解决板坯补热问题。以板坯空冷温度场结果为基础,建立板坯感应加热有限模型。通过 VB对 ANSYS的二次开发调用,实现板坯和线圈相对运动过程中感应加热的三维有限模拟。结果表明:经过纵向磁通感应加热后板坯边角温度仍然偏低;横向磁通感应补热能有效提高板坯边角温度,2种方法的结合使用对于板坯轧的实现有一定的指导意义。

关键词: 连铸 , 板坯 , 感应加热 , 有限分析

有限模拟在板坯装及热装中的应用

于洋 , 王畅 , 王林 , 徐海卫 , 苏岚 , 曹恒

中国冶金

连铸坯处在γ+α两相区装炉加热,会导致带钢心部混晶,对带钢组织及力学性能造成不利影响.以SS400钢种为例,通过有限分析,模拟了首钢迁钢2 250 mm生产线紧凑型布局下连铸坯装及热装下的温度场,并结合实际测量进行了校验.装情况下连铸坯经切割后到达加热炉人口实际约需要15 min,此时铸坯心部温度830~860℃,表面温度779~803℃,均基本处在γ+α两相区内,应予以避免.热装情况下,连铸坯下线倒坯堆冷时间应不低于2.8h,这样才能保证板坯心部温度低于700℃以完成α相变.

关键词: 热轧 , , 热装 , 有限模拟

"Y"形、竹节形与纳米碳管拉伸力学特性的有限分析

沈海军 , 穆先才

材料科学与工程学报 doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2005.03.003

采用基于纳米碳管拉伸曲线与单元"死亡"技术的非线性有限方法模拟了"Y"形、竹节形与纳米碳管的拉伸失效过程.对比并讨论了"Y"形、竹节形纳米碳管与碳管的拉伸力学性能.研究表明,本文的非线性有限方法能够有效模拟纳米碳管的拉伸力学特性;拉伸"Y"形、竹节形碳管的失效发生在其粗管与细管过渡的"应力集中"部位;"Y"形、竹节形碳管的抗拉强度与韧性明显低于碳管;然而,"Y"形、竹节形碳管的弹性模量与碳管相当.

关键词: "Y"形碳管 , 竹节形碳管 , 纳米碳管 , 拉伸 , 有限

板坯连铸轧感应补热有限分析与试验

肖宏 , 余超 , , 任忠凯 ,

钢铁 doi:10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20160256

为减少连铸与热轧工序之间坯料再加热的能源消耗,连铸轧技术蓬勃发展,其关键技术之一在于连铸与轧制工序之间的补热工艺.针对板坯连铸轧实际生产中对补热工艺的要求,建立了纵向磁通和横向磁通感应补热有限模型,分析了板坯的补热过程.结果表明,纵向磁通对板坯表面整体补热效果好,但无法解决板坯边角温度偏低的问题;横向磁通可有效地对板坯边角进行局部补热;选择合适的电流大小和板坯移动速度,可使板坯温度分布更均匀.同时,使用自制的感应补热样机做补热试验,对补热效果进行检验,所得的试验结果与模拟结果一致.分析结果对板坯连铸轧在实际生产中的感应补热工艺具有指导意义.

关键词: 连铸 , 板坯 , 节能 , 感应补热

金属薄壁件激光直接沉积过程的有限模拟 III. 沉积过程中变形的分析

高士友 , 石力开 , 席明哲 , 纪宏志 , 张永忠 , 杜宝亮

金属学报

利用模拟不锈钢薄壁件沉积过程中热应力场的计算结果,分析了薄壁件产生的“圣诞树”台阶和基板的变形特征. 分析结果说明, “圣诞树”台阶产生的原因是激光束扫描路径的起点与终点处温度场特征的不同和熔池温度的差别. 基板的翘曲变形仅产生在基板上有沉积材料的部位, 基板的左、右端部产生刚性位移. 基板端部位移的实验测量与有限计算结果相符合, 证明了分析温度场和热应力场的有限模型的正确性.

关键词: 激光直接沉积 , Metallic Vertical thin wall samples , Distortion of substrate

金属薄壁件激光直接沉积过程的有限模拟Ⅲ.沉积过程中变形的分析

石力开 , 高士友 , 席明哲 , 纪宏志 , 张永忠 , 杜宝亮

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2006.05.003

利用模拟不锈钢薄壁件沉积过程中热应力场的计算结果,分析了薄壁件产生的"圣诞树"台阶和基板的变形特征.分析结果说明,"圣诞树"台阶产生的原因是激光束扫描路径的起点与终点处温度场特征的不同和熔池温度的差别.基板的翘曲变形仅产生在基板上有沉积材料的部位,基板的左、右端部产生刚性位移.基板端部位移的实验测量与有限计算结果相符合,证明了分析温度场和热应力场的有限模型的正确性.

关键词: 激光直接沉积 , 金属薄壁件 , 有限模拟 , 基板变形

金属薄壁件激光直接沉积过程的有限模拟 Ⅰ. 沉积过程中温度场的模拟

高士友 , 石力开 , 席明哲 , 纪宏志 , 张永忠 , 杜宝亮

金属学报

建立了模拟薄壁件逐点沉积过程中温度场的有限模型,用等价导热系数和焓值法处理了固-液耦合热传导问题和固液混合区的焓. 模拟结果真实地反映了沉积316L不锈钢薄壁件的温度场特征. 通过对模拟结果的分析得出, 在高温阶段(700℃以上)熔池的平均冷却速率达到1000 ℃/s数量级, 在240℃以下的冷却速率仅为10 ℃/s数量级. 基板的温度变化经历温度上升、温度平稳、温度下降3个阶段;在温度下降阶段, 基板中的热传导对熔池冷却速率影响很小. 有限模拟结果与已有文献的实验测量数据吻合很好.

关键词: 激光直接沉积 , Metallic Vertical thin wall samples , Temperature field

金属薄壁件激光直接沉积过程的有限模拟Ⅰ.沉积过程中温度场的模拟

石力开 , 高士友 , 席明哲 , 纪宏志 , 张永忠 , 杜宝亮

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2006.05.001

建立了模拟薄壁件逐点沉积过程中温度场的有限模型,用等价导热系数和焓值法处理了固-液耦合热传导问题和固液混合区的焓.模拟结果真实地反映了沉积316L不锈钢薄壁件的温度场特征.通过对模拟结果的分析得出,在高温阶段(700℃以上)熔池的平均冷却速率达到103℃/s数量级,在240℃以下的冷却速率仅为10℃/s数量级.基板的温度变化经历温度上升、温度平稳、温度下降3个阶段;在温度下降阶段,基板中的热传导对熔池冷却速率影响很小.有限模拟结果与已有文献的实验测量数据吻合很好.

关键词: 激光直接沉积 , 金属薄壁件 , 温度场 , 有限模拟 , 沉积过程

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