一、引言
伴隨著世界能源愈來(lái)愈急缺，高爐煉鐵設(shè)備的環(huán)保節(jié)能問題遭受整個(gè)世界的十分重視。做為暖風(fēng)管道斷開機(jī)器設(shè)備的熱電動(dòng)風(fēng)閥的環(huán)保節(jié)能問題提上審議日程。
秦冶企業(yè)從2001年逐漸研發(fā)持續(xù)高溫、長(zhǎng)命、環(huán)保型熱電動(dòng)風(fēng)閥，迄今，閘閥特性獨(dú)特，環(huán)保節(jié)能成效顯著。
二、熱電動(dòng)風(fēng)閥特性
1）持續(xù)高溫：應(yīng)用環(huán)境溫度1450℃。
2）長(zhǎng)命：使用期限15～20年。
3）環(huán)保節(jié)能：暖風(fēng)環(huán)境溫度降由傳統(tǒng)式構(gòu)造的4℃減少到1.8℃。常用電磁能為傳統(tǒng)式構(gòu)造的1/4下列。
4）節(jié)約用水：需水量為傳統(tǒng)式構(gòu)造的1/3。
根據(jù)幾十年來(lái)對(duì)熱電動(dòng)風(fēng)閥的研發(fā)工作經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)大中型計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)閥體的溫度場(chǎng)、熱地應(yīng)力和勢(shì)流開展仿真模擬工作狀況剖析，融合當(dāng)代煉鐵高爐技術(shù)性發(fā)展趨勢(shì)，開展各類科學(xué)研究。并將研究結(jié)論運(yùn)用到閘閥的設(shè)計(jì)制作中去，商品即得到了出色的工藝特性。
三、閘閥科學(xué)研究剖析
1.閘閥毀壞緣故
閘閥在打開前期，暖風(fēng)商品流通總面積窄小，暖風(fēng)流動(dòng)速度提高，多孔板供熱量增加。多孔板在開全情況下，多孔板下邊長(zhǎng)期性遇熱風(fēng)渦旋掃掠被吹掃出來(lái)微小溝痕，慢慢造成外部經(jīng)濟(jì)裂痕，裂紋延誤直到滲水。如下圖1、圖2所顯示。因?yàn)槎嗫装鍧B水，閥身體內(nèi)防火建筑涂料返潮大面積掉下來(lái)，油路板然后也產(chǎn)生毀壞。

圖1 多孔板下邊吹掃出來(lái)的裂痕

圖2 油路板裂痕

2.原材料的毀壞原理
秦冶企業(yè)為科學(xué)研究不一樣材質(zhì)和安全防護(hù)方法的耐高溫疲憊性，研發(fā)了原材料熱疲勞試驗(yàn)機(jī)，對(duì)材料毀壞全過程做好了很多檢測(cè)和科學(xué)研究。剖析結(jié)果顯示：
1）原材料在排風(fēng)期和點(diǎn)燃期變換時(shí)引發(fā)的低周波內(nèi)應(yīng)力循環(huán)系統(tǒng)造成疲憊。
2）不銹鋼板材在持續(xù)高溫空氣中空氣氧化無(wú)效。原材料自身的抗氧化、熱強(qiáng)性一樣起著至關(guān)重要的危害。
3.閘閥溫度場(chǎng)、地應(yīng)力
選用三維軟件模擬仿真設(shè)計(jì)方案，增加等同于工作狀況的初始條件，對(duì)其溫度場(chǎng)、地應(yīng)力作有限元原理應(yīng)力分析，如下圖3、圖4所顯示。

圖3 多孔板整體環(huán)境溫度遍布

圖4 多孔板厚鋼板環(huán)境溫度遍布

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剖析結(jié)論：多孔板厚鋼板的最高溫度發(fā)生在外面水環(huán)的兩邊，較大內(nèi)應(yīng)力一樣發(fā)生在多孔板外水環(huán)兩邊，如下圖5所顯示。

圖5 多孔板外水環(huán)表層沿徑向內(nèi)應(yīng)力遍布

4.錨固釘遇熱
選用三維軟件給多孔板（有保溫隔熱材料層）增加1450℃環(huán)境溫度荷載，對(duì)錨固釘?shù)挠鰺嶙髁溯d入剖析，如下圖6所顯示。經(jīng)剖析，錨固釘?shù)淖罡邷囟冗_(dá)857℃，如下圖7所顯示。

圖6 多孔板總體溫度場(chǎng)（一部分）

圖7 錨固釘?shù)臏囟葓?chǎng)

5.閘閥暖風(fēng)安全通道構(gòu)造
選用勢(shì)流剖析（如下圖8、圖9所顯示），使暖風(fēng)安全通道更有效，氣旋對(duì)油路板里側(cè)沖洗最少。管路大小頭的出現(xiàn)有益于減少多孔板下沿的汽體渦旋抗壓強(qiáng)度，從而也就降低了暖風(fēng)對(duì)多孔板和里側(cè)板的沖洗腐蝕，增加閘閥的使用期限。

圖8 暖風(fēng)安全通道有大小頭時(shí)速率遍布

圖9 暖風(fēng)安全通道無(wú)大小頭時(shí)速率遍布

6.防火內(nèi)襯設(shè)計(jì)方案
剖析閘閥里側(cè)板無(wú)效原理：在油路板風(fēng)管上邊的大檔板被暖風(fēng)造成的渦旋長(zhǎng)期吹掃，造成軸向裂痕。閘閥內(nèi)壁（除突面外）搗固高阻性熱的耐火保溫材料，既維護(hù)閘閥內(nèi)壁不銹鋼板材，又阻攔發(fā)熱量向厚鋼板的傳送，降低了熱量損害。
7.熱電動(dòng)風(fēng)閥環(huán)保節(jié)能、節(jié)水流量較為
熱電動(dòng)風(fēng)閥的冷卻循環(huán)水是在水路中反復(fù)的水，它是循環(huán)利用的，并并不是外流掉的。降低熱電動(dòng)風(fēng)閥的制冷水流量，僅僅節(jié)約了離心水泵的電磁能和冷卻循環(huán)水提溫帶去的熱量，如下圖10所顯示。

圖10 水流量較為

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將閘閥制冷水流量減少到以前的1/2，水速降低到以前的1/2，依據(jù)能量公式E=0.5mv2，暖風(fēng)閥閥門恒壓供水系統(tǒng)每小時(shí)耗費(fèi)的電磁能將下降到以前的1/8。
適度的防火鍍層的設(shè)定使暖風(fēng)環(huán)境溫度降由傳統(tǒng)式構(gòu)造的4℃降至1.8℃。
四、總體設(shè)計(jì)
1）大彎曲剛度、小水腔設(shè)計(jì)方案。確保制冷抗壓強(qiáng)度，降低冷卻循環(huán)水帶去的發(fā)熱量。
2）閘閥內(nèi)壁（除突面外）翻車機(jī)高強(qiáng)度、質(zhì)輕防火內(nèi)襯，相互配合保溫隔熱材料，減少供熱量，做到節(jié)能環(huán)保實(shí)際效果。
3）暖風(fēng)安全通道有效設(shè)計(jì)方案成大小頭構(gòu)造。降低暖風(fēng)對(duì)多孔板下沿的沖洗。
4）重點(diǎn)部位耐磨鋼總體注塑成型，觸碰暖風(fēng)位置無(wú)焊縫外露。提升閘閥耐高溫疲憊特性和抗高溫空氣氧化特性。
五、原材料確保
1.不銹鋼板材
鋼材的挑選從下列三層面考慮到：不銹鋼板材的耐高溫疲憊性；不銹鋼板材的抗氧化；不銹鋼板材的電焊焊接性：碳當(dāng)量≤0.35。
重點(diǎn)部位選用合金結(jié)構(gòu)鋼耐磨鋼鑄鋼件。
2.焊材
挑選與原材質(zhì)相符合的焊接材料電焊焊接，等抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)方案。
3.錨固釘原材料
錨固釘挑選耐熱合金制品。
4.防火內(nèi)襯
防火內(nèi)襯選用性能卓越耐火材料組成應(yīng)用：低混凝土鋯剛玉混凝土澆筑料＋質(zhì)輕鋯剛玉混凝土澆筑料＋保溫隔熱材料。
耐火材料的耐火性：1750℃。
耐火材料的使用壽命：＞15年（應(yīng)用環(huán)境溫度1450℃）。
保溫隔熱材料的應(yīng)用環(huán)境溫度：1200℃。
六、與海外優(yōu)秀商品較為
1.構(gòu)造、內(nèi)應(yīng)力較為
（1）海外多孔板海外多孔板為打孔構(gòu)造，冷卻循環(huán)水道遍布為正方形，且多孔板阻水圈遍布在板芯兩邊，有兩條焊接曝露在暖風(fēng)中，如下圖11所顯示。此構(gòu)造多孔板應(yīng)力比較嚴(yán)重，對(duì)多孔板制冷不勻稱。

圖11 海外閥排架結(jié)構(gòu)

多孔板外水環(huán)表層核心的內(nèi)應(yīng)力較大，為458MPa，貼近原材料的屈服極限，如下圖12所顯示。且這一內(nèi)應(yīng)力規(guī)律性轉(zhuǎn)變，在時(shí)間段的效用下，可能使多孔板邊沿造成裂痕，危害密封性實(shí)際效果。

圖12 海外多孔板熱地應(yīng)力

（2）秦冶閥板
秦冶多孔板為螺旋水路構(gòu)造，多孔板外阻水圈為總體煅造構(gòu)造，無(wú)焊縫曝露在暖風(fēng)中，如下圖13所顯示。此構(gòu)造多孔板應(yīng)力小，制冷勻稱。多孔板外阻水圈兩邊內(nèi)應(yīng)力較大，為115MPa，如下圖14所顯示。遠(yuǎn)低于原材料的屈服極限。

圖13 秦冶閥排架結(jié)構(gòu)

圖14 秦冶多孔板熱地應(yīng)力

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海外多孔板外水環(huán)表層最大內(nèi)應(yīng)力為458MPa，秦冶多孔板為115MPa，內(nèi)應(yīng)力狀況顯著好于海外多孔板（見圖15）。

圖15 閥板內(nèi)應(yīng)力較為圖

2.原材料較為
根據(jù)下表中較為可以看得出，秦冶閘閥選材料絕大多數(shù)與國(guó)外產(chǎn)品同樣，一部分好于國(guó)外產(chǎn)品。秦冶企業(yè)持續(xù)高溫長(zhǎng)命環(huán)保節(jié)能熱電動(dòng)風(fēng)閥無(wú)論從構(gòu)造上或是選材料上面顯著好于國(guó)外產(chǎn)品。

秦冶與海外閘閥選材料比照表

七、結(jié)束語(yǔ)
秦冶持續(xù)高溫長(zhǎng)命環(huán)保節(jié)能熱電動(dòng)風(fēng)閥商品，主要是根據(jù)多種多樣當(dāng)代工藝和方式的應(yīng)用，對(duì)熱電動(dòng)風(fēng)閥的制冷、熱傳導(dǎo)原理?yè)碛锌坦倾懶牡氖煜ず土私猓a(chǎn)生了較完整的思想體系。與此同時(shí)，選用了很多新式專用型原材料和新技術(shù)應(yīng)用、新技術(shù)新工藝，進(jìn)而使其商品不僅可以承擔(dān)較高的風(fēng)溫，具備較長(zhǎng)的使用壽命，且具備明顯的節(jié)能環(huán)保實(shí)際效果。