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简述环形310S不锈钢环形炉内罩寿命预测和结构优化设计

收藏本文 2024-01-14 点赞:30476 浏览:135707 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:环形炉内罩是硅钢进行高温退火的重要设备之一,其作用是将罩内的氢、氮气氛和罩外含氧气氛隔离,使退火产品质量优、生产效率高,介质、能量消耗低。但在利用历程中一旦内罩失效,罩内的氢气发生泄露,极易引发爆燃事故,由此其安全性对保证硅钢生产具有重要的作用。本论文探讨了环形炉内罩的内外壁氧化情况,通过金相试验和能谱检测得到的结果,浅析内罩的氧化腐蚀程度,并对内罩的制备材料310S耐热不锈钢进行了高温抗氧化性试验,进一步浅析该材料的抗氧化特性。运用自制的高温蠕变试验机对该材料进行高温蠕变试验,得出了材料的高温蠕变性能数据,经过数据处理拟合出该材料在高温下的寿命预测方程,并根据实际情况,对环形炉内罩进行了寿命预测,预测值与实际结果较吻合。最后对环形炉内罩的结构进行了优化设计,利用ABAQUS软件分别对新日铁原RBAF内罩、钢厂在原新日铁设计生产的基础上进行改造的RBAF内罩和优化后的平顶加筋结构内罩进行有限元受力和高温蠕变浅析,通过比较得出优化后的结构的自重和应力分布较小,蠕变模拟的结果显示优化后结构顶部蠕变变形量最小,是一种制造方便、造价经济、利用寿命持久的内罩结构。关键词:环形炉内罩论文高温蠕变论文寿命预测论文结构优化论文ABAQUS论文

    摘要5-6

    Abstract6-10

    第1章 绪论10-21

    1.1 探讨背景10-11

    1.2 探讨的作用11-12

    1.3 环形炉内罩的失效形式12-14

    1.3.1 高温腐蚀12-13

    1.3.2 高温断裂13

    1.3.3 高温疲劳13-14

    1.4 持久寿命的预测及几种常用策略14-19

    1.4.1 等温线外推法14-15

    1.4.2 Larson-Miller参数法15-16

    1.4.3 Manson-Haferd参数法16-17

    1.4.4 θ-函数法17

    1.4.5 无损检测策略17-18

    1.4.6 连续损伤力学策略18

    1.4.7 断裂力学法18-19

    1.5 本论文的探讨内容19-21

    第2章 环形炉内罩的失效浅析21-30

    2.1 YUS701环形炉内罩的失效浅析22-25

    2.1.1 试验的材料22

    2.1.2 显微组织观察22-23

    2.1.3 显微硬度测试与浅析23-24

    2.1.4 EDS和SEM测试与浅析24-25

    2.2 310S环形炉内罩的失效浅析25-29

    2.2.1 试验的材料25-26

    2.2.2 显微组织观察结果26-27

    2.2.3 显微硬度测试与结果27

    2.2.4 能谱测试与浅析27-29

    2.3 本章小结29-30

    第3章 高温蠕变试验装置设计30-37

    3.1 加热装置30-32

    3.2 位移传感器32-33

    3.3 拉力传感器33-34

    3.4 引伸计的设计34-35

    3.5 蠕变试验验机的支架与加载装置35

    3.6 数据采集系统35-36

    3.7 本章总结36-37

    第4章 310S不锈钢高温性能探讨37-44

    4.1 内罩材料的抗高温氧化试验与浅析37-39

    4.2 310S耐热不锈钢高温蠕变性能试验及结果39-42

    4.3 310S材料蠕变后显微硬度浅析42-43

    4.4 本章小结43-44

    第5章 310S环形炉内罩寿命预测44-54

    5.1 310S耐热不锈钢MONKMAN-GRANT常数44-45

    5.2 等温线外推法预测45-46

    5.3 根据L-M方程预测46-48

    5.4 (?)-函数法预测48-53

    5.5 本章小结53-54

    第6章 环形炉内罩的结构优化设计54-72

    6.1 日本原RBAF内罩结构受力浅析56-60

    6.1.1 原RBAF内罩结构概述56

    6.1.2 内罩有限元模型建立56-57

    6.1.3 应力浅析57-59

    6.1.4 位移浅析59-60

    6.2 加筋后的内罩结构受力浅析60-63

    6.2.1 加筋后的内罩结构概述60-61

    6.2.2 内罩有限元模型建立61

    6.2.3 应力浅析61-62

    6.2.4 位移浅析62-63

    6.3 平顶加筋内罩结构受力浅析63-69

    6.3.1 平顶加筋结构内罩概述63-65

    6.3.2 内罩有限元模型建立65

    6.3.3 应力浅析65-68

    6.3.4 位移浅析68-69

    6.4 结构优化后的内罩蠕变变形仿真69-71

    6.5 本章小结71-72

    第7章 总结与展望72-74

    7.1 总结72-73

    7.2 展望73-74

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