冶金工程·材料工程_研究与开发

• 以钒渣氯化尾渣为原料熔盐法低温合成莫来石——刚玉复合材料

  薛未华;刘仕元;王丽君;周国治;

  钒渣中含有10%V_2O_3和20%SiO_2，经过AlCl_3氯化→熔盐电解→洗涤氯化物后得到尾渣，尾渣中含有69.28%Al_2O_3和24.80%SiO_2，物相为莫来石、Al_2O_3和SiO_2。根据其成分组成，该尾渣可作为合成莫来石的原料。为了去除尾渣中的SiO_2杂质，文中提出了在NaCl-KCl熔盐体系中加入Al(OH)3，通过Al_2O_3和SiO_2在液相中反应生成莫来石（3Al_2O_3·2SiO_2）沉淀以去除SiO_2。同时，系统研究了Al(OH)_3添加量、反应温度、熔盐比例和反应时间对合成莫来石的影响。在较优工艺条件下，尾渣∶熔盐∶Al(OH)_3的比值（m/m）为1.00∶2.91∶0.55、熔盐法900℃反应2 h，成功合成了莫来石—刚玉复合材料。

  2022年05期 v.42;No.246 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 2833K]
  [下载次数：217 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：44 ]

• 42CrMo4钢中CaO-MgO-Al_2O_3夹杂物形成机理的研究

  乔通;成国光;黄宇;李占春;鲍道华;

  通过工业试验对42CrMo4钢进行系统取样，观察试样中典型夹杂物的特征与分布，从热力学角度研究了42CrMo4钢中CaO-MgO-Al_2O_3夹杂物的形成机理。结果表明，在钢包精炼炉（LF）精炼前期钢液中主要夹杂物为形状不规则的MgO-Al_2O_3夹杂物，中后期MgO-Al_2O_3夹杂物中开始出现CaO，在真空精炼炉（VD）精炼阶段，钢液中的夹杂物完全变为液态CaO-MgO-Al_2O_3夹杂物。经热力学计算，钢液中[Mg]的存在是导致MgO-Al_2O_3夹杂物大量生成的根本原因，其主要来源于耐火材料和炉渣。在LF精炼阶段耐火材料向钢液传递[Mg]多于炉渣，而在VD精炼阶段炉渣向钢液传递[Mg]更多。

  2022年05期 v.42;No.246 8-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 3813K]
  [下载次数：222 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：29 ]

• 基于回转窑直接还原工艺处理含锌尘泥过程数值模拟

  于兴晨;冯怀萱;吴恩浩;李岩;佘雪峰;刘文斌;王静松;薛庆国;

  基于回转窑直接还原处理含锌尘泥工艺，建立了回转窑内传质传热过程一维数学模型。通过模型计算，获得回转窑轴向上的温度与组分分布情况，分析了回转窑主要工艺参数对产品金属化率和脱锌率的影响。水分的蒸发发生在回转窑0～20 m区段，金属氧化物的还原主要发生在35～56 m区段。当回转窑转速由0.40 r/min提高至0.60 r/min时，39～50 m区段内料床平均温度由1 430 K提高到1 492 K。料床温度的提高使脱锌率由83.60%提高至92.86%，窑渣金属化率则由77.62%降至73.80%，配碳量由23%提高至27%。39～50 m区段内料床中CO的平均含量由68.58%提高至72.02%。反应气氛的改变使脱锌率由75.56%提高至94.01%，窑渣金属化率由69.34%提高至83.66%。

  2022年05期 v.42;No.246 16-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 2070K]
  [下载次数：218 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：110 ]

• 基于还原气喷吹的新型风口温度场及应力数值模拟

  李志瑶;彭星;王静松;薛庆国;张立坤;佘雪锋;王广;

  高炉风口喷吹还原气可有效降低焦炭消耗，是高炉低碳炼铁的重要手段之一。提出了一种用于大量喷吹还原气的新型风口结构，将传统风口结构改造成易生产铸造且冷却强度最高的贯流式的新型风口。另外，在水室中插入还原气管道，不仅可以大量喷吹还原气，在冷却时也增加了水室的换热面积，提高了冷却强度。为了解还原气的流动、燃烧对新型风口温度分布及冷却的影响，利用流体力学模拟软件Fluent建立风口水冷传热数值模型，对比研究了新型风口与传统风口温度分布特征，并通过材料应力模拟软件Mechanical模拟风口应力分布。结果表明，新型风口与传统风口的外壁面及前端温度分布特征相似，但其内壁面温度高于传统风口60 K。由于常温还原气的冷却作用，新型风口局部出现温差导致应力变化，最前端应力最大值为605 MPa，还原气出口交界处出现应力集中点为445 MPa。在新型风口设计中，需进一步优化风口结构，加强还原气喷吹管道与风口内壁面交界处的冷却作用。

  2022年05期 v.42;No.246 24-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 2898K]
  [下载次数：86 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：20 ]

• 分级结构MoO_2/C微球作为高性能锂离子电池负极材料研究

  张露;黄彬琪;王艳阳;龙腾威;刘嘉铭;

  紧密耦合的过渡金属氧化物/碳分级纳米结构复合材料在能量转换和存储方面具有巨大的研究价值和应用前景，这是由于两种组分之间可以形成强协同效应和高结构稳定性。基于纳米晶体和导电碳纳米片之间的相互耦合作用，制备了纳米片花瓣状MoO_2/C微球。该合成策略利用原位和受限反应，不仅可以阻止MoO_2纳米晶体聚集，还可以提高导电碳纳米片和MoO_2纳米晶之间的电子传导效率。因具有良好的组织结构和强大的耦合作用，当MoO_2/C微球用于锂离子电池负极材料时，表现出高比容量、高倍率性能及长期循环等性能，即使在电流密度为1 000 mA/g时循环200次，可逆比容量仍可达270.6 mAh/g。

  2022年05期 v.42;No.246 31-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1532K]
  [下载次数：264 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：44 ]

• 钕铁硼废料铁尾渣制备高品质氧化铁红

  钟琦;杜浩杰;叶春林;何巧燕;

  为实现钕铁硼废料铁尾渣的综合利用，提出一种从钕铁硼废料铁尾渣中制备高品质氧化铁红的方法，为铁红涂料的制备提供了新途径。该工艺主要包括酸溶还原净化除杂、晶种制备和氧化合成氧化铁红（α-Fe_2O_3）等。在酸溶还原工序中，主要研究了还原剂种类和用量、硫酸用量、温度和p H值对铁浸出率的影响；在晶种制备和氧化合成过程中，探究了温度、通气量和晶种比对产物的晶体结构、晶体形貌和杂质含量的影响，并且通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）分析各阶段产品形貌。结果表明，以铁粉为还原剂，在温度为90℃、浓硫酸用量为理论用量的1.4倍、还原剂加入量为理论用量的1.1倍、pH值为5.0的条件下，铁的浸出率高达99.17%，得到了纯度较高的硫酸亚铁。在温度为15℃、通气量为10 L/h、晶种比为50%的条件下制备出纯度为95.45%的高品质氧化铁红产品，可作为工业级涂料的原材料。

  2022年05期 v.42;No.246 36-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 2295K]
  [下载次数：281 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：25 ]

• 退火温度对汽车用冷轧无间隙原子钢组织性能的影响

  彭冲;黄珍;杨源华;

  通过对冷轧轧硬板进行不同退火温度的实验，研究退火温度对汽车用冷轧无间隙原子（Interstitial Free, IF）钢最终组织、性能和织构的影响规律，寻找IF钢的最佳退火温度。结果表明，退火温度升高，屈服强度、抗拉强度降低，延伸率、塑性应变比和平面各向异性指数提高。在退火织构中，{111}<112>强度最高且含量最多，{111}<110>和{112}<110>织构稍弱，{001}织构的含量极少。当退火温度为780℃时进行连续退火工业生产，可得到性能良好的汽车用冷轧IF钢。

  2022年05期 v.42;No.246 42-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 3245K]
  [下载次数：148 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：17 ]

• 桨叶底部喷吹脱硫剂KR过程的模型研究

  王睿之;商少伟;贺铸;

  KR(Kambara Reactor)法脱硫过程中脱硫剂的凝并会使比表面积减小，从而影响脱硫效率。利用三维非稳态数学模型对桨叶底部喷吹脱硫剂的KR过程进行研究，对比喷嘴个数与喷嘴位置对流场及脱硫剂运动的影响，结果表明，与单喷嘴相比，双喷嘴能使铁水流场更加均匀，铁水混匀所需时间减少18%，使脱硫剂分布范围更广，从而降低脱硫剂的凝并程度；喷嘴靠近桨叶中心有利于增大自由涡流区的强度，使包内铁水更快混匀，更多脱硫剂进入底部弱流区，有利于提高脱硫效率。

  2022年05期 v.42;No.246 47-52+58页 [查看摘要][在线阅读][下载 2591K]
  [下载次数：61 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：17 ]

• 基于微观结构信息的模铸保护渣黏度预测模型

  张东;王燕斌;

  为准确预测模铸保护渣的黏度，以CaO-SiO_2-Al_2O_3-Na_2O-MgO系熔渣为研究对象，通过Raman光谱分析对模铸保护渣的微观结构进行解析，利用旋转柱体法测定保护渣黏度，解析熔渣黏度的微观机制，在此基础上，构建CaO-SiO_2-Al_2O_3-Na_2O-MgO五元渣系的黏度预测模型。预测数据与测试数据对比结果表明，与Masashi、Miyabayashi模型相比，新构建的黏度预测模型的预测精度得到了明显改善，其平均偏差为12.05%。

  2022年05期 v.42;No.246 53-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 2079K]
  [下载次数：100 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：16 ]

冶金工程·材料工程_生产实践与技术改进

• 马钢转炉低成本冶炼及终点控制研究

  邓勇;韩宝;戴雨翔;

  针对转炉冶炼过程石灰消耗量大，终点脱磷率不稳定的问题，马鞍山钢铁股份有限公司（简称马钢，下同）对300 t转炉的操作工艺进行优化与改进，通过转炉留渣操作，提高炉渣前期的碱度和氧化亚铁含量，促进前期化渣和脱磷，减轻终点脱磷压力。当终点温度低于1 680℃时，钢液终点磷含量低于0.020%，吨钢石灰消耗量为33.5 kg，白云石消耗量为5.34 kg，终渣TFe含量为15.2%，钢铁料消耗降低。通过对转炉顶底复吹参数进行优化，终点碳氧积降低至0.001 5以内。在终点成分稳定控制的基础上，最终实现了低成本转炉冶炼。

  2022年05期 v.42;No.246 59-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1448K]
  [下载次数：152 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：16 ]

• 缩短电炉冶炼周期的生产实践

  任燕雄;何文浩;喻成军;刘永刚;皮黎飞;

  江西新旭特殊材料有限公司50 t电弧炉入炉钢铁料结构为“废钢+渣钢+铁水”，铁水比例超过80%，已实现电炉转炉化冶炼生产。但是，采用高铁水比的冶炼工艺存在炉渣易“返干”、钢水喷溅严重及脱碳任务重等问题，造成冶炼周期延长。为有效缩短冶炼周期，对影响冶炼效率的因素进行了分析，并通过改造水冷炉盖及炉壁、优化氧枪布置、优化供氧及造渣等措施，有效解决了炉体设备粘连、冷钢严重、造渣困难及供氧时间长等问题，成功缩短冶炼周期5.5 min。

  2022年05期 v.42;No.246 64-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 2921K]
  [下载次数：141 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：16 ]

• 新钢烧结单配技术开发及应用

  陈强;张思平;周鹏飞;秦峰;丁振煌;

  新余钢铁股份有限公司（简称新钢，下同）新建1个综合料场，该料场按新钢二级铁水标准进行设计，投入使用后，高炉铁水从三级调整为二级，导致大量性价比高但有害元素多的国内矿料入厂与消耗无法达到平衡。为确保国内矿料入厂与消耗的平衡，新钢将高炉铁水恢复到三级，同时，开发了烧结单配技术。单配技术实施后，烧结指标未下降，且每月铁坑褐铁粉、锦祥精粉、粗精粉和仙塘精粉分别多消耗2.06、1.52、0.72、1.53万吨，解决了上述4种国内矿料在综合料场涨库的难题，有效降低了生产成本。

  2022年05期 v.42;No.246 70-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 834K]
  [下载次数：50 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：14 ]

• 马钢重型异形坯纵裂纹处理优化研究

  王金坤;王勇;牛金印;杨利彬;戴雨翔;

  异形坯的横断面形状不规则，有些部位存在应力集中的问题，导致在连铸生产中易产生裂纹等缺陷。针对异形坯出现的纵裂纹的问题，研究了锰硫比、拉速、一冷水量及钢水过热度等因素对纵裂纹发生率的影响。结果表明，适宜的锰硫比、拉速、一冷水量和过热度可明显降低纵裂纹发生率。通过工艺优化，裂纹废品率有所下降，总裂纹废品率降到了7.8 kg/t。

  2022年05期 v.42;No.246 76-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 2320K]
  [下载次数：94 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：18 ]

• 二氧化碳清洗技术在烧结机头电除尘器中的应用

  周鹏飞;许崇保;

  针对新余钢铁股份有限公司（简称新钢，下同）烧结机头电除尘器运行情况，分析了电除尘器运行中出现的问题及其产生的原因，采用二氧化碳清洗技术对电除尘器极板、极线积灰进行清洗，并对比清洗前后电除尘器二次电流、电压、除尘效果。结果表明，采用二氧化碳清洗技术清洗后的电除尘器二次电流、电压分别由50 mA、30 kV左右提高到200 mA、45 kV左右；出口粉尘浓度由80 mg/m~3降低到40 mg/m~3。该技术具有良好的实际应用效果，对同行业的电除尘器极板、极线清洗具有借鉴意义。

  2022年05期 v.42;No.246 83-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 2356K]
  [下载次数：106 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：14 ]

冶金工程·材料工程_环境工程

• 长江三角洲典型城市大气污染物浓度与深蓝算法反演的气溶胶光学厚度回归分析

  李丹;陈优良;邹文敏;

  利用长江三角洲城市群中7个典型城市2019年1—12月中分辨率成像光谱仪（Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer,MODIS）的产品数据，以深蓝（Deep Blue,DB）算法反演的气溶胶光学厚度（Aerosol Optical Depth,AOD）与大气污染物质量浓度（PM_(2.5)、PM_(10)、SO_2、NO_2、O_3及CO）为研究对象，结合AERONET站点数据验证AOD反演精度。同时，采用5种回归模型研究AOD与大气污染物质量浓度的相关性，结果表明：AOD反演结果与AERONET 2个站点数据相关性较好，拟合度（R~2）分别为0.858和0.733，均方误差（MSE）分别为0.021 3和0.029 4，说明深蓝算法对长江三角洲城市群的AOD反演精度可靠；研究区域年度回归模型拟合中，AOD与O_3拟合的指数模型最优（R~2=0.53，概率（P)<0.05）。在月度回归拟合中，三次模型最优，R~2依次为0.67、0.65、0.52、0.50，其次是指数模型，与前2种模型相比，线性和幂次模型效果较差，其显著性水平均超过95%；在验证最优模型精度时发现，计算值与地面监测点实测值相关性显著，R~2为0.73～0.87，误差值（RMSE）≤15.93μg/m~3，平均绝对误差（MAE）≤12.02μg/m~3，证实了利用深蓝算法反演的AOD数据可用于长江三角洲城市群大气污染物质量浓度的估算和监测，为更好地防治区域大气污染提供科学依据。

  2022年05期 v.42;No.246 90-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 2329K]
  [下载次数：433 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：16 ]
下载本期数据