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生物發酵過程中消泡方式[ 05-19 08:05 ]

好氧生物發酵過程大多是伴隨通氣而進行的。通入的空氣與培養基中表面活性物質的結合往往會導致泡沫的產生而難以破滅。雖然泡沫在食品技術、醫藥、化妝品、海洋技術、環境技術和消防等領域發揮著重要作用，但是在生物發酵過程中，泡沫的產生會造成發酵產品丟失、菌種染菌、污染傳感器、減少工作體積和環境污染等危害。所以消除發酵過程中多余泡沫的工作就顯得尤為重要。目前工業生產中的消泡方式主要有化學消泡法、物理消泡法和機械消泡法。其中化學消泡劑的種類極為繁多，效率很高，因而在發酵生產中應用最為廣泛。而機械消泡器以其綠色無毒和有利于生產等優勢

新型誘導式機械消泡器的節能減排效果[ 05-18 10:05 ]

誘導式機械消泡器已運行一年多，獲得國家發明專利，據公司使用檢測，投運后每鍋漿回收濃黑液達72米3，較投運前提高10米3／鍋，提高黑液回收率13.8%。按每天煮漿40鍋計算，每天減少黑液流失400余米3，每年減排污染物約14萬米3。該設備具有廣泛推廣應用價值，減少污染物排放，優化環境，其綜合社會效益顯著。經濟效益情況以年產量10萬噸的木漿廠為例：蒸煮全年用堿量為：0.51×10=5.1萬噸，提高黑液回收率13.8%，設堿回收率為90%，相當于提高堿回收率12.4%，年增加堿回收量為5.1×12

新型誘導式機械消泡器的技術特點[ 05-18 09:05 ]

從結構原理可以看出，該誘導式機械消泡器主要具有如下技術特點：（1）擊碎作用。特殊的葉輪結構與筒壁結合，構成對泡沫的有效擊打作用（非攪拌作用）而破碎泡沫，從而使氣體和液體有效分離。（2）誘導作用。雙筒與雙效葉輪能使氣、液分開導流，避免了葉輪反復攪拌而重新生成泡沫的弊端。（3）雙效作用。特殊結構的葉輪和流道構成對泡沫的兩次拋甩，一個葉輪起到雙重捎沫作用。（4）封堵作用。泡沫上升過程中只有唯一的一個出口，被高速運轉的葉輪嚴實地封住，無法自由冒出桶外，全部黑液均被葉輪有效捕集，只有空氣能逸出桶外。

新型誘導式機械消泡器的基本原理[ 05-18 08:05 ]

含泡沫黑液通過管道進入收集器，隨著液位的上升泡沫沿收集器頂部的誘導內筒上升，沿著誘導內筒接近高速旋轉的葉輪。特殊結構的葉輪具有雙效作用，首先，葉輪將泡沫甩向誘導內筒壁，泡抹撞擊內筒壁而被擊破轉變為液體，掖體沿內筒壁流回收集槽（內筒壁設有導流向槽）。在此過程中同時逸出的空氣會裹帶部分泡抹向上逃逸，穿過葉輪的孔板進入第二層葉輪，進一步被葉輪甩向誘導外筒，碰撞外筒壁再次轉化為液體，從而被二次捕集，這部分液體經過捕集室和回流管流回收集槽。空氣則從葉輪上部逸出，進入擴散室，擴散室可進一步捕集少量被裹帶的小液滴。經過兩級捕集，

黑液泡沫與機械消泡器[ 05-17 10:05 ]

黑液泡沫是制漿造紙生產過程中產生環境污染的主要污染源之一。處理黑液泡沫難度很大，普通的黑液消泡裝置通常不起作用，因而造成普遍的資源流失和環境污染。誘導式機械消泡器采用了→種創新的構想，其設計完全不同于普通的黑注消泡器，如圖1。其特點是創新設計了一種誘導式消泡結構，從而解決了泡沫越攪越多的難題，實現了有效的氣、液分離。消泡裝置由上下兩部分組成，下部為收集器負責收集泡沫，上部有特殊的雙效葉輪機構主要起消泡作用，兩者構成一個統一的組合體。

模擬結果分析（2）[ 05-17 09:05 ]

(2)方案二擴孔開坯+反復墩拔((2次)+擴孔成形，此工藝可以作為各向性能要求比較高的大型筒體鍛件的成形工藝。由于增加了墩粗工藝，所以軸向鍛比得到了保證，從而軸向性能得到了提高。結合第三章和第四章的研究結果，成形時先采用擴孔開坯，此時空心鋼錠H/t由1.5增大到2，達到適鍛范圍，然后進行墩粗，墩粗壓下量為20%，接著進行拔長操作，將鍛件拔長至H/t=2，為使鍛件變形均勻需要進行第二次墩拔，此時墩粗壓下量為20%，接著將鍛坯拔長至所需尺寸，最后擴孔成形。上述模擬充分利用了空心鋼錠墩粗的研究結果，模擬過程中各工藝銜接比

模擬結果分析（1）[ 05-17 08:05 ]

方案一直接拔長+擴孔成形分析，此工藝可以作為冶煉技術比較好的空心鋼錠或對軸向性能要求不高的大型筒體鍛件的成形工藝，拔長鍛比為1.6，因此在一定程度上也能保證鍛件具備一定的軸向性能。成形時可以采用先拔長后擴孔或先擴孔后拔長，但是無論采用哪一種成形方案，都應注意開坯鍛造應采取高溫大壓下量用以鍛合缺陷、打碎粗晶、壓實心部;終鍛成形時應控制溫度、控制壓下量，以避免晶粒過分長大，從而達到控形控性的效果。清華大學朱峰和鐘志平[[4G]等研究表明采用110。的上、下V砧拔長時可以使內部變形均勻，拔長效率也可得到高。根據實際生產經

擴孔開坯各工藝參數的確定[ 05-16 10:05 ]

圓筒形鍛件在進行芯軸擴孔操作時，每壓下一步之后，需要旋轉鍛件以逐砧鍛壓達到擴孔成形的目的。在旋轉鍛件的過程中，連砧轉角的控制是最為重要的工藝參數。連砧轉角的設計應保證鍛件在變形均勻的前提下，盡量提高擴孔效率。研究表明筒體鍛件在變形過程中，等效應變、溫度、軸向位移和成形力等隨著芯棒轉動角度的增大先增加后下降，研究表明鍛件表面的尺寸精度隨著芯棒轉動角度的增大有先上升后下降的趨勢。從筒體鍛件變形連續且充分鍛透和鍛件表面尺寸精度方面考慮，芯軸轉動角度在30。一40。之間比較合理，轉角不應超過500，本文選用30。的芯棒轉動

開坯鍛造工藝的確定與芯棒直徑的選擇[ 05-16 09:05 ]

由第四章研究結論可知，空心鋼錠開坯鍛造工藝應選擇拔長或擴孔。圖5.3模擬結果表明，鋼錠在芯軸拔長過程中，靠近外表面的為大變形區，靠近內表面的為小變形區，因此，最終凝固點的缺陷不會產生明顯內移，有利于將缺陷和夾雜控制在壁厚中間，在車削加工后缺陷和夾雜不會暴露于內表面。從第四章研究結果可知，拔長對徑向空洞缺陷的鍛合能力不強，結合本章模擬結果，若開坯過程采用芯軸拔長，很可能不能鍛合缺陷或鍛合缺陷所需要的變形量較大。由于芯軸拔長是一種減小空心毛坯外徑而增加軸向長度的鍛造工藝，用于鍛制長筒類鍛件，芯軸拔長若采用較大的變形會導

利用空心鋼錠鍛造筒體鍛件的工藝方案[ 05-16 08:05 ]

利用空心鋼錠制造大型筒體鍛件，可以查到的工藝很少，且很籠統，多數都是套用傳統的實心鋼錠制造筒體鍛件的工藝，認為空心鋼錠成形以直接芯軸拔長加馬杠擴孔成形為主。對于工作環境復雜、嚴峻的大型筒體鍛件只通過拔長加擴孔成形，軸向性能不能夠保證即軸向鍛比不夠。利用空心鋼錠制造大型筒體鍛件工藝方案大致有兩類。(1>對于普通的大型筒體鍛件可以采用直接芯軸拔長加馬杠擴孔成形。(2>對于各向性能要求較高的大型筒體鍛件采用擴孔開坯加反復墩拔(或墩擴)和最終擴孔成形。選用一重制造的30t空心鋼錠進行縮比模擬，參照以上空心鋼錠墩

利用空心鋼錠制造筒形件鍛造工藝的探討[ 05-15 10:05 ]

大型筒體鍛件是火電、核電、石化、煤化工以及航天航空壓力容器中的關鍵部件，為了保證大型筒體鍛件的質量，成品鍛件必須經過嚴格的超聲波探傷和外觀尺寸檢測。生產實踐表明，在空心鋼錠的鑄造過程中，鋼錠內部的各種冶金缺陷是不可避免的，即使是采用目前國際上最先進的雙真空冶煉技術。因此，必須通過鍛造的方法消除空心鋼錠內部的偏析、孔洞、疏松等鑄態缺陷，由于空心鋼錠特殊的原始組織結構，不能采用沖去心部縮孔、夾雜等方法來消除內部缺陷，所以，不能簡單的套用傳統的鍛造工藝，應結合空心鋼錠缺陷特點選用合理的鍛造工藝組合及參數，使成品鍛件能達到

空心鋼錠開坯鍛造工藝的制定[ 05-15 09:05 ]

空心鋼錠開坯鍛造的目的是打碎粗晶、鍛合缺陷、壓實心部、減小夾雜影響。從表4. 1可以看出墩粗、拔長和擴孔鍛合四種不同方向的空洞缺陷所需的壓下量，從圖4.2,  4.5,  4.6,  4.8不難看出，當墩粗壓下量過大時，內孔壁會產生鼓形，造成內孔直徑減少，考慮到墩粗后與后續芯軸拔長和馬杠擴孔工藝的銜接，我們即不希望空心鋼錠內壁產生折疊也不希望內壁出現鼓形，因此考慮到實際的鍛造工藝允許的墩粗壓下量，我們可以得出，在一定壓下量的墩粗下，墩粗不能鍛合軸向空洞缺陷，而且軸向缺陷有增大趨勢;拔長

驗證試驗結果分析[ 05-15 08:05 ]

用100噸油壓機對試樣進行緩慢墩粗，墩粗后的試樣用鋸床切開。圖4. 15 ( a)顯示，墩粗壓下量為40%時，軸向缺陷未能鍛合軸向缺陷且內孔發生了嚴重的畸變;從圖4. 15 (b)徑向空洞缺陷墩粗實驗可以看出，徑向缺陷已經鍛合，與模擬結果吻合;從圖4. 15 (c)可以看出，對于軸向空洞缺陷，墩粗時未能鍛合且變形后空洞變成弓形。對于軸向空洞缺陷，變形時空洞徑向遠端和徑向近端同時向外流動，并且在高度一半處徑向遠端部分流動速度比徑向近端部分流動速度快，此處空洞缺陷有增大的趨勢，如圖4. 16所示。實驗與模擬結果吻合，由

鐓粗驗證實驗的試樣設計[ 05-14 10:05 ]

本文選取典型的徑向空洞缺陷和軸向空洞缺陷進行墩粗實驗驗證[[56]墩粗壓下量選用40%。由于鉛具有典型的剛勃塑性材料的特征，且常溫變形過程與鋼在高溫下的變形過程相似，無潤滑條件下摩擦因子也相似，所以本文選用鉛進行常溫物理實驗驗證。試樣如圖7所示，空洞直徑為8mm。

拔長、擴孔對徑向空洞缺陷鍛合的影響[ 05-14 09:05 ]

由圖4.13 (a),  (b)可以看出，拔長壓下量達到21. 4%時，可鍛合軸向空洞缺陷。球形空洞缺陷閉合處等效應變為0. 433，空洞缺陷閉合處的靜水應力為壓應力，大小為-54. 5MPa。由圖4.13 (c),  (d)可以看出，拔長壓下量達到24. 6%時，即可鍛合軸向空洞缺陷。球形空洞缺陷閉合處等效應變為0. 563，空洞缺陷閉合處的靜水應力為壓應力，大小為一33. 9MPa。從拔長和擴孔對球形、徑向、軸向、切向空洞缺陷鍛合模擬可以看出，在鍛造徑向缺陷時，馬杠擴孔比芯軸拔長效果更優，而

拔長、擴孔對軸向空洞缺陷鍛合的影響[ 05-14 08:05 ]

由圖4.12 (a),  (b)可以看出，拔長壓下量達到39. 3%時，可鍛合軸向空洞缺陷。球形空洞缺陷閉合處等效應變為0. 769，空洞缺陷閉合處的靜水應力為壓應力，大小為-40. 4MPa。由圖4.12 (c),  (d)可以看出，拔長壓下量達到37. 5%時，即可鍛合軸向空洞缺陷。球形空洞缺陷閉合處等效應變為0. 516，空洞缺陷閉合處的靜水應力為壓應力，大小為一46. 1MPa。

拔長、擴孔對徑向空洞缺陷鍛合的影響[ 05-13 10:05 ]

由圖4.11 (a),  (b)可以看出，拔長壓下量達到60. 7%時，可鍛合高度為50mm的徑向空洞缺陷。球形空洞缺陷閉合處等效應變為1. 36，空洞缺陷閉合處的靜水應力為壓應力，大小為一73. OMPa。由圖4.11 (c),  (d)可以看出，拔長壓下量達到54. 6%時，即可鍛合高度為100mm的徑向空洞缺陷。球形空洞缺陷閉合處等效應變為1. 02，空洞缺陷閉合處的靜水應力為壓應力，大小為一41. OMPa。擴孔鍛合徑向空洞缺陷的能力更優。

拔長、擴孔對球形空洞缺陷鍛合的影響[ 05-13 09:05 ]

由圖4.10 (a),  (b)可以看出，拔長壓下量達到35. 7%時，即可鍛合球形空洞缺陷。球形空洞缺陷閉合處等效應變為0. 538，空洞缺陷閉合處的靜水應力為壓應力，大小為一52. 4MPa。由圖4.10 (c),  (d)可以看出，拔長壓下量達到32. 1%時，即可鍛合球形空洞缺陷。球形空洞缺陷閉合處等效應變為0. 566，空洞缺陷閉合處的靜水應力為壓應力，大小為一40. 2MPa。

拔長、擴孔有限元模型的建立[ 05-13 08:05 ]

模擬試件尺寸為Φ900/ Φ340 X 485mm，試件材料模型使用2. 25Cr1Mo0. 25V鋼;坯料網格劃分為40000個，并對空洞部分進行細分，細分為原來的0.01;墩粗初始溫度為1200℃;摩擦設置為熱鍛無潤滑摩擦，摩擦因子為0. 7;由于變形具有對稱性故取其1/2進行研究;空洞設置為Φ10mm當量的空洞缺陷，主要研究了芯軸拔長和馬杠擴孔對球形、徑向、軸向、切向空洞缺陷鍛合的影響規律和作用效果。模型建立如圖4. 13。

鐓粗鍛造切向空洞缺陷的閉合過程[ 05-12 10:05 ]

由圖4. 8 ( a)可以看出，切向空洞缺陷的鍛合過程是比較理想的，首先空洞中間內壁先從內向外變形，空洞徑向尺寸減小，并逐步與外壁貼靠、然后才逐步向軸向方向擴展，直到完全閉合。缺陷閉合時墩粗壓下量為27. 4%，空洞缺陷閉合處等效應變為0. 408，空洞缺陷閉合處的靜水應力為壓應力，大小為一20. 8MPa，說明軸向變形能夠比較容易的鍛合切向空洞缺陷。由以上四組模擬結果不難看出空洞方向與變形方向垂直的比較容易鍛合，與變形方向平行的不容易甚至不能鍛合。考慮到與后續芯軸拔長和馬杠擴孔工藝的銜接，軸向加載時我們即不希望空