关键词： 液压缸   液压剪   应力分析   设计研究  

摘要： 目前,国内1～5 t挖掘机和拆除机适用的拆除剪工具头尚处空白,而此类拆除剪工具头是国内拆除机器的主要设备之一,需要了解其工作机理才能更好地进行优化设计,因此,设计了一个拆除机上的液压剪物理样机,其结构依据物理特征和力学特性进行设计;在ANSYS Workbench软件中分析得到剪刀体在固定载荷作用下的结构总变形云图和应力云图,分析剪刀体的应力分布情况和引发疲劳破坏的原因,得知其把柄、剪刃和剪刀体前端处产生应力集中,易引起结构的疲劳破坏,从结构和材料两方面对其进行优化设计,其剪刀体前端优化首次采用可更换套件,分析结果表明,优化后剪刀体强度更大,结构更为合理,使用寿命更长。

关键词： 铸铁   凝固缺陷   废钢加入量  

摘要： 在相同成分下采用四组不同废钢加入量的铁液浇注了四组不同截面尺寸的试块,对试块进行了解剖,研究了铸铁材料缩松、缩孔与废钢加入量的关系。结果发现,随着废钢加入量增加,试块中产生缩孔的倾向减小。废钢加入量大于60%时,□150 mm截面试样的顶面产生轻微缩陷;截面尺寸小于□150 mm时,试块顶面不产生缩陷。废钢加入量小于40%时,□100 mm截面试样顶面产生较明显缩陷;截面尺寸小于□100 mm时,试块顶面不产生缩陷。

关键词： 铁矿石   消费   废钢   钢铁生产   绿色供应链   钢产量   用量增加   材料构成  

摘要： 据媒体消息,2018年1月—11月份,我国累计粗钢产量同比增长6.7%;规模以上企业累计生铁产量同比增长2.4%,低于粗钢产量增幅4.3个百分点。由于废钢使用量增加,替代了铁矿石消费约6000万t。据悉,12月22日,以“打造绿色供应链助推钢铁高质量发展”为主题的2018(第七届)中国钢铁原材料市场高端论坛在北京举行。从论坛上获悉,我国钢铁生产主要原材料构成正发生可喜变化,废钢使用量持续攀升,替代铁矿石消费、促进钢铁业绿色发展的作用日益显现。

关键词： 中国钢铁工业协会   国际研讨会   循环应用   金属   废钢铁  

摘要： 由中国钢铁工业协会和中国废钢铁应用协会联合举办的第十二届中国金属循环应用国际研讨会将于2019年4月24-26日在珠海海泉湾维景大酒店举行。会议期间还将召开“中国废钢铁应用协会六届四次会员大会”。

关键词： 限制进口   废钢铁   公告   国家发展和改革委员会   五部   固体废物   生态环境   废物管理  

摘要： 据生态环境部网站的消息,生态环境部、商务部、国家发展和改革委员会、海关总署联合发布了关于调整《进口废物管理目录》的公告。将废钢铁、铜废碎料、铝废碎料等8个品种固体废物,从《非限制进口类可用作原料的固体废物目录》调入《限制进口类可用作原料的固体废物目录》,自2019年7月1日起执行。

关键词： 电弧炉   废钢   生铁   供氧曲线  

摘要： 某炼钢电弧炉采用全固态料废钢、生铁作为原材料,为通过工艺优化降低电弧炉的熔炼成本,采取的主要措施是将配料中的生铁占比由40%～45%降至22%～24%。优化电弧炉熔炼过程的供氧曲线,降低供氧强度和调整熔炼末期供氧制度,缓解了钢水过氧化现象,同时钢铁料收得率由87%提高至89%。各项工艺优化后,生产效率和消耗指标均得到不同程度的改善。

关键词： 废钢比   能耗   炼铁系统   炼钢系统   电力负荷控制  

摘要： 钢铁行业是能源、资源密集型产业,是典型的高耗能、高污染行业,因此提升钢铁生产能源效率一直是我国节能工作的重点。过去二十几年里,我国钢铁企业通过生产结构调整和技术进步等方式大幅提升系统能效。目前,在我国重点钢铁企业中,生产节能技术已经有了广泛的普及应用,一些节能技术普及率已达到世界首位。但是与世界先进水平相比,我国吨钢能耗水平仍然偏高,未来如何有效降低钢铁生产能源强度仍是一个重要问题。基于此,本文对我国钢铁生产能源消耗问题进行了一系列的研究。（1）在国际钢铁生产大背景下,介绍了钢铁工业的产量及流程,并综述了关于钢铁生产能源消耗、能源效率评价、节能潜力分析、工业生产电力负荷管理及节能理论的文献。同时,针对中国钢铁工业生产现状,分析了典型能耗影响因素对生产能耗水平的影响,以及它们之间的联系和相互约束关系。（2）基于废钢单耗和流程结构对钢铁生产能耗的显著影响,在分析现有吨钢可比能耗指标局限性的基础上,通过提出新的能耗指标——吨钢定比能耗指标,对中国重点钢铁企业2006-2016年间生产能源强度变化的原因进行分析。分别在电热当量法和发电煤耗法下分析了钢铁生产技术、废钢比、流程结构和发电技术水平等因素对钢铁生产能源强度的影响。此外,日本一直被认为是世界钢铁生产能源效率最高的国家,与日本相比中国钢铁生产能源强度偏高。为了找出能源强度差距的原因,本文综合比较了中国重点钢铁企业和日本钢铁企业的吨钢可比能耗和吨钢定比能耗,分析了能源强度差异中钢铁生产技术水平、废钢比、流程结构和发电技术水平等因素的影响。（3）从钢铁生产电力需求端和供给端出发,提出了2种钢铁生产电力负荷控制方法,分别为生产工序电力负荷控制和自备电厂发电煤气“储能调峰”利用模式,并分析了这两类方法节约企业生产电力成本的效果。在此基础上,通过建立火电调峰机组运行模型,分别分析了平衡电网后“低负荷”模式调峰机组和“两班制”模式调峰机组的节能减排效果。结果显示,对钢铁企业而言,实行生产电力负荷管理可以为企业节约大量生产电力成本;从电力供给侧分析,钢铁工业的生产电力负荷管理有助于平衡电网峰、谷负荷波动,对提升调峰机组发电效率、降低发电煤耗和污染物排放、淘汰小型落后调峰机组都重要贡献。（4）根据我国钢铁工业发展规划,通过构建多因素耦合钢铁生产能耗计算模型,分析了未来废钢比、技术水平、流程结构、产业集中度、能源结构和发电煤耗等因素变化对钢铁生产能耗的影响,对多因素影响下中国钢铁工业的节能潜力进行了分析,并在发电煤耗法和电热当量法下分别分析了各因素的影响。结果显示,提高钢铁生产废钢比对降低我国钢铁生产能耗有最大的潜力;此外,大型钢铁企业产业集中度提高和生产技术水平进步、小型企业的技术水平进步（淘汰落后产能）和提高能耗中天然气比例也能有效提高我国钢铁生产的能源效率。

关键词： 电弧炉   连续加料   废钢预热   预热效率   数值模拟  

摘要： 在电弧炉冶炼工艺中,高温烟气直接排放会造成大量能量浪费,连续加料电弧炉工艺因其具备连续加料的独特优势,可以利用高温烟气对废钢进行预热;同时,连续加料电弧炉冶炼过程全程封闭,大幅度降低了电弧炉开盖过程烟气对环境的污染。然而实际生产过程中连续加料电弧炉废钢预热系统预热效率较低,尚且未能高效地利用高温烟气的热量。基于此,本文开展了提高连续加料电弧炉废钢预热效率的相关研究,具体的研究内容如下:根据连续加料电弧炉废钢预热烟道的结构构建了二维预热烟道几何模型,以及基于连续性方程、动量方程和能量方程建立了连续加料电弧炉废钢预热模型。以构建的废钢预热模型为基础,使用Fluent商业软件对之前学者研究的废钢预热器工作过程进行数值模拟计算,对比文献中的结果,验证了所构建废钢预热模型准确性较高。根据连续加料电弧炉内冶炼过程的物料平衡和氧平衡关系计算得到了烟气的成分组成,烟气成分中90%为一氧化碳(CO)。借助Fluent商业软件的UDF自编程功能,编写烟气与废钢之间的对流换热系数方程,并将其加入到数值模拟计算的温度场求解过程中,使预热过程温度场的数值模拟更加准确。通过实验测定现场用于连续加料电弧炉冶炼生产的废钢原料的孔隙度,得到了废钢孔隙度的平均值为0.83。使用Fluent商业软件进行数值模拟,计算连续加料电弧炉预热烟道内的流场和温度场分布,分析烟道内烟气的流动情况和废钢层预热温度的分布规律。研究结果表明,烟气与废钢相向运动过程中通过对流换热发生热交换,烟气温度逐渐降低,废钢温度逐渐升高。废钢层底层靠近烟道壁面处废钢升温速度比顶层废钢慢。但在接近废钢出口区域,因废钢底层存在对流换热系数较大的区域,导致该区域内废钢底层温度略高于顶层。通过数值模拟计算求解烟气进入烟道时不同初始温度、流速条件下烟道内废钢预热温度的变化,探究得到了烟气初始温度、流速对于废钢预热效率的影响规律:仅仅提高烟气初始温度,废钢预热效果的提升并不明显;增大烟气初始流速,废钢预热效率反而下降。通过数值模拟计算得到了不同废钢孔隙度条件下废钢预热烟道内的流场和温度场分布情况,分析不同废钢孔隙度对烟气流动过程的影响,探究得到了预热烟道中预热不同孔隙度废钢时预热效率的变化。研究结果表明,随着废钢孔隙度增大,废钢层整体预热温度提高,但废钢孔隙度过大会导致废钢的预热效率下降。在此基础上,进一步研究不同种类废钢同时进入烟道中进行预热时,废钢的布料方式对预热效率的影响,探究得到了预热效率最高的废钢布料方式:废钢层自上而下,废钢孔隙度由低到高布料。设计了预热烟道上方安装挡风板、预热烟道高度逐渐降低和预热烟道底部出风三种连续加料电弧炉废钢预热烟道的改进措施。通过数值模拟计算得到了三种改进后的预热烟道内的流场和温度场分布情况。分析不同预热烟道结构下烟气流动的变化,对比预热烟道改进前后废钢预热效率的提升情况,三种烟道改进方案废钢预热效率分别提高了4.31%,2.52%和 2.65%。

关键词： 芦苇秸秆   打包机   收获技术  

摘要： 随着化石燃料枯竭和环境退化问题的突显，可再生能源引起了人类科学工作者的浓厚兴趣。应用芦苇秸秆作为燃料，可以减少对化石燃料的依赖和缓解二氧化碳排放引起的气候变化。同时，芦苇也是目前造纸工业的重要原料，被美誉为“第二森林”，应用范围广泛，是绝佳的环保材料。芦苇成本低廉，自身松散，但其较高的运输成本和囤积费用严重限制了其应用价值的体现。我国由于缺少高性能芦苇秸秆收获打包装置，使得芦苇秸秆的整体利用率得不到提升。因此，本文正是基于目前我国芦苇秸秆收获过程严重浪费，现有的秸秆捡拾打包装置无法满足芦苇秸秆收获要求等一系列问题，以更加合理的收获利用芦苇秸秆资源，提高芦苇秸秆的综合利用率为目的，针对目前芦苇秸秆回收装置的不足，研制开发芦苇秸秆收获打包机，实现芦苇秸秆回收机械效率的显著提高，实现打包过程中含土率的显著降低，以及进一步完成高密度打包。主要工作内容与结论如下：　　(1)分析并且总结了国内与国外秸秆收获打捆机技术水平与现状，学习各种机器的技术性能与工作特点，了解了现有打捆机在芦苇收获打捆方面的不足，本文以此奠定研究基础。　　(2)通过芦苇秸秆不同含水率、不同布置形式的压缩试验可知，获得了芦苇秸秆不同含水率、不同布置形式下压缩力与压缩密度、压缩密度与体积模量、压缩密度与压缩时间之间的数值变化关系。确定为保证芦苇秸秆压缩密度均达到180kg/m3，平铺状态所需压缩里与压缩时间均小于杂乱分布状态，轴向分布状态的芦苇秸秆由于其长短不一、受力不均匀无法正常完成压缩试验过程。同时确定采用径向压缩方式，可实现芦苇的高密度压缩以及较低的功率消耗。　　(3)依据芦苇秸秆收获作业要求，研究设计了芦苇秸秆收获打包机。分析了芦苇秸秆收获打包机的整机结构，阐述了芦苇秸秆收获打包机的工作原理。完成了芦苇秸秆收获打包机关键工作部件的结构设计，确定了捡拾辊轴的工作幅宽为1895mm，捡拾辊轴外径为180mm，壁厚为10mm。确定采用锤爪式捡拾粉碎刀作为捡拾装置的核心部件，完成了锤爪运动受力分析，确定了锤爪爪指与爪柄的弯曲角度为147°，锤爪长度为130mm。针对捡拾辊进行运动学分析，确定锤爪爪尖点处绝对速度方程，分析确定捡拾辊的转速为1900r/min。　　(4)针对芦苇秸秆打包机理分析，完成芦苇秸秆进入压捆室内的运动分析，确定芦苇秸秆堵塞喂入口的原因;建立芦苇草捆与压辊组的力矩平衡方程，确定捆室内能形成旋转草捆的条件为动力矩Msd大于摩擦阻力矩Mz。　　(5)基于EDEM离散元仿真分析软件，通过各捡拾装置对芦苇秸秆抛送速度分析，确定直刀型捡拾粉碎装置的最大抛送速度为11m/s，甩刀型捡拾粉碎装置的最大抛送速度为17m/s，锤爪型捡拾粉碎装置的最大抛送速度为19m/s，确定锤爪型捡拾粉碎装置具有较优抛送能力;通过各捡拾装置对芦苇秸秆捡拾总量的分析，确定直刀型捡拾粉碎装置在0.01s内捡拾总量约为1200株，甩刀型捡拾粉碎装置在0.01s内捡拾总量约为1350株，锤爪型捡拾粉碎装置在0.01s内捡拾总量约为1750株，确定锤爪型捡拾粉碎装置具有较优的捡拾能力　　(6)采用正交旋转组合试验，完成了旋转草捆形成试验设计，确定了旋转草捆形成时的干物质质量贡献率影响的大小顺序为：钢辊对芦苇秸秆的摩擦作用(芦苇秸秆含水率)、捡拾辊转速、芦苇秸秆喂入量。试验参数优化及验证结果表明：当钢辊与芦苇秸秆间的摩擦系数约为0.65(芦苇秸秆含水率58%)、捡拾辊转速为131r/min、芦苇秸秆喂入量为1.5kg/s时，旋转草捆形成时的干物质质量为1.58kg。同时，阐明了芦苇秸秆收获打包机主要技术性能参数及其技术特点。