冶金工程·材料工程·矿业工程_研究与开发

  • 基于熔渣离子分子共存理论的CaO-MgO-SiO_2-FeO-Al_2O_3熔渣黏度预测模型

    卫国强;郭汉杰;郭靖;

    研究了含FeO的CaO-MgO-SiO_2-FeO-Al_2O_3五元渣系的黏度预测模型,引入黏度的补偿效应,通过对前人的熔渣共存理论黏度预测模型进行改进,建立含FeO熔渣的黏流活化能和各结构单元之间的关系,模型计算的黏流活化能和拟合得到的数值吻合较好。根据补偿效应,利用模型计算的黏度值与实测值的误差在允许范围内。分析表明,随着渣中混合碱度w(CaO)/w(SiO_2+Al_2O_3)和碱性氧化物(如MgO和FeO)含量的增加,熔渣黏度降低。另外,熔渣黏度随着温度的升高而降低,低温条件下,熔渣组分的变化对熔渣黏度的影响较大。基于本模型计算的参数值可用补偿效应代替前人模型中的Ai参数拟合值,使模型参数值整体减少。

    2023年01期 v.43;No.248 1-7+45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1465K]
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  • 冶金粉尘铟碳热还原热力学分析及铟元素迁移路径

    吴恩浩;冯怀萱;佘雪峰;李岩;刘文斌;王静松;薛庆国;

    对冶金粉尘铟碳热还原过程进行了热力学分析,结果表明:碳热还原过程中In_2O_3被还原为In、In_2O、InO,且还原难度逐渐增加,In_2O_3转变为In的开始温度为1 016 K,分别在1 242、1 324 K时生成In_2O和InO,且In_2O_3碳热还原开始温度与总压呈负相关。In_2O_3不会被CO还原为In_2O和InO,只有在1 407 K时被还原为单质In,当温度超过770 K时,In_2O和InO不稳定,会发生歧化反应。对In元素的迁移路径进行分析,结果表明,含In冶金粉尘中的In经碳热还原反应后几乎全部挥发进入气相,经除尘系统除尘后富集在二次粉尘中,二次粉尘中In主要以In_2O_3形态存在。通过化学分析表明,从铁矿石到高炉瓦斯灰,In含量增加了50倍左右,从高炉瓦斯灰到回转窑产二次粉尘,In含量增加了5倍左右,验证了In在高炉→回转窑→湿法处理的工艺流程中不断迁移富集。

    2023年01期 v.43;No.248 8-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 1216K]
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  • 钕铁硼二次废渣制备铁系产品路径探析

    刘艳红;张灿文;熊道陵;文明福;欧阳少波;卢雄雄;阳金娟;吴泰平;

    钕铁硼二次废渣是钕铁硼烧结废料回收稀土后产生的工业废渣,年产量超过数万吨,是稀土磁性材料工业固体废弃物的最大单一排放源。钕铁硼二次废渣主要成分为Fe_2O_3,长期大量堆存不但占用土地资源,还引发污染环境问题。因此,对二次废渣的综合开发和高效利用可降低对环境的危害,减轻生产企业的环保压力,同时,还能提升经济效益。针对钕铁硼二次废料的物相及化学成分特点,阐述了利用钕铁硼二次废渣提铁,以及制备铁系产物的基本原理,并对制备路径进行了分析,以期为钕铁硼二次废渣的综合利用提供新思路。

    2023年01期 v.43;No.248 16-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 1245K]
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  • 精炼渣钙铝比对铈处理钢中夹杂物的影响

    张建晓;李晶;史成斌;耿如明;智建国;

    利用渣钢平衡实验研究了精炼渣钙铝比(w(CaO)/w(Al_2O_3))对铈处理低合金高强钢中夹杂物的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)等检测手段,利用AZtecSteel夹杂物自动分析系统,探讨了钢中夹杂物类型、数量和尺寸的变化规律,利用FactSage 8.0计算并分析了稀土夹杂物的演变规律。结果表明,稀土元素加入初期,夹杂物平均尺寸大幅度减小而数密度增加,然而随着实验的进行,夹杂物平均尺寸增大而数密度减小。精炼渣钙铝比为2.0时,钢中O含量可降低至7.8×10~(-6),并在反应初期获得平均尺寸最小(1.21μm)的稀土夹杂物。钢中加入铈后,夹杂物的转变路径为Al_2O_3→CeAlO_3→Ce_2O_3或Ce_2O_2S。不同精炼渣处理钢中氧化物夹杂转变过程相同,但随着精炼时间延长,生成了部分CeAlO_3夹杂物,使钢中Ce含量降低。

    2023年01期 v.43;No.248 24-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 1768K]
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  • 响应曲面法优化混合酸除铁制备高纯石英砂工艺研究

    卢小能;

    高纯石英砂作为重要的工业原料,被广泛应用于光伏、航空、电子等新兴领域。利用石英砂除铁制备高纯石英砂,未能达到理想的效果。本研究利用混合酸协同除铁工艺,通过单因素实验确定混合酸的浓度为2.8 mol/L、温度为60℃、浸出时间为3.0 h。利用Box-Behnken-Design探究了混合酸的浓度、温度、浸出时间对石英砂除铁的影响及各因素之间的交互作用,并通过构建响应曲面模型,得出较优的实验工艺条件。结果表明,影响浸出液中铁浓度的因素依次为混合酸的浓度>混合酸的温度>浸出时间,数学模型中的整体回归方程显著性检验值(F值)为26.230 0,相关系数为0.971 2,调整相关系数至0.934 2。在较优条件(混合酸浓度3.5 mol/L、混合酸的温度67.8℃、浸出时间2.8 h)下进行3组平行试验,浸出液中铁浓度平均值为32.8 mg/L,与预测值33.2 mg/L接近,相对误差为2.0%。

    2023年01期 v.43;No.248 32-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1706K]
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  • 5×××系铝合金主要腐蚀形式研究现状及发展趋势

    胡永刚;董瑞峰;张肖雨;赵庆波;陈基权;

    5×××系(Al-Mg)是中等强度的铝合金,具有良好的综合性能,由于其优良的耐腐蚀性、较高的强度、较轻的重量等特征,广泛应用于造船、高铁等行业。该系铝合金长期暴露于较高温度(50~200℃)及含Cl-的环境中,极易被腐蚀,给企业造成一定的经济损失,同时也存在安全隐患。文中介绍了5×××系(Al-Mg)铝合金常见的腐蚀类型、影响耐腐蚀性能的因素及解决措施;总结了通过改善热处理工艺、优化轧制工艺及合金成分、添加稀土元素等措施提高该系铝合金耐腐蚀性能;同时,对该系耐腐蚀铝合金未来的发展方向进行了展望。

    2023年01期 v.43;No.248 39-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1591K]
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  • 热成形钢氢致延迟断裂的研究现状及展望

    郑笑芳;崔磊;谷海容;周世龙;

    热成形钢是汽车实现轻量化和提高安全性的关键材料。然而,热成形钢的发展面临着氢致延迟断裂的巨大挑战。文中总结了热成形钢氢致延迟断裂的研究现状,综述了热成形钢的可扩散氢检测技术、氢含量变化规律、氢致延迟断裂评价技术和氢致延迟断裂改善方法。同时,对今后的热成形钢氢致延迟断裂研究进行了展望。

    2023年01期 v.43;No.248 46-50+69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1721K]
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  • 深拉钢丝用70钢盘条的研制与开发

    邱冬;邹锦忠;张亚君;黄小山;宋小伟;张春斌;

    新余钢铁集团有限公司(简称新钢,下同)为满足φ5.5 mm规格深拉钢丝用70钢盘条抗拉强度≥1 050 MPa的要求,优化设计了盘条成分,通过控制C元素含量,适当提高Si、Mn元素含量,降低S、P有害元素含量以增强盘条性能;优化了盘条生产过程中的控冷工艺,对比不同试验方案,得出较优控冷工艺参数为吐丝温度880~900℃,风机风量1~#—4~#设定为40 Hz,5~#—8~#设定为15 Hz,其余关闭,保温罩全开。生产的70-SL盘条抗拉强度平均值为1 100.5 MPa,均满足抗拉强度≥1 050 MPa的性能要求。通过盘条成分优化与工艺优化相结合的方法,成功研制出了抗拉强度满足要求的盘条产品,为开发其他系列高碳钢盘条提供参考。

    2023年01期 v.43;No.248 51-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1542K]
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  • 结合剂和沥青对无水炮泥性能的影响研究

    王锡良;罗云飞;

    炮泥的性能对高炉顺行影响较大,结合剂和沥青作为无水炮泥的重要组成部分,对炮泥性能起着决定性作用。为优化炮泥成分、提高炮泥性能,考察了结合剂和沥青种类及沥青加入量对无水炮泥性能的影响。结果表明,脱晶蒽油作为新型炮泥结合剂,具备良好的高温强度、黏结性、环保性和性价比等优势;随着沥青加入量增加,炮泥综合性能呈先增强后减弱的趋势;在沥青加入量为8%时,无水炮泥的性能指标达较优水平,此时,在温度为1 350℃、保温3 h的条件下,抗折强度为4.54 MPa、耐压强度为14.78 MPa、体积密度为1.92 g/cm~3、显气孔率为22.8%、马夏值为1.22 MPa。

    2023年01期 v.43;No.248 56-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1550K]
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冶金工程·材料工程·矿业工程_生产实践与技术改进

  • 焦炉煤气排水器堵塞处理方法改进

    吴丹;杨殿勇;赵双鹏;吕强;杨金海;钟山;

    焦炭炼焦过程中产生的焦炉煤气经净化后可作为工业燃料,通过煤气管道提供给用户使用。然而,由于焦炉煤气中含有机械及化学杂质,主要通过煤气排水器下排尘管排出。焦炉煤气管道在长时间输送煤气的过程中,煤气沉积物持续积累在煤气排水器内部,若不及时处理将造成煤气大量积水,致使煤气管道有效管内径逐渐缩小,极大地降低管道长期输送煤气能力,严重时因积水过多造成管道支架超负荷。文中主要针对常年运行的焦炉煤气排水器堵塞问题,通过引用泄压阀对原有方法进行改进,有效避免了蒸汽烫伤与阀门开裂等安全隐患,排水器堵塞问题得到解决。

    2023年01期 v.43;No.248 61-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1676K]
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  • 电转炉钢水过氧化问题的成因分析及改进措施

    何文浩;彭超;任燕雄;李波毅;许君诚;

    新余钢铁集团有限公司(简称新钢,下同)特钢厂电转炉炼钢钢水过氧化现象(即钢水中碳元素被过分氧化,平衡氧和过饱和氧显著升高)严重,致使冶炼成本高、经济效益低。文中研究了炉衬侵蚀、脱氧合金化、铸坯质量及冶炼操作等因素对钢水过氧化的影响,结合该厂入炉钢铁料、原辅材料、工艺制度及现场生产调度等方面的实际情况,全面分析了钢水过氧化的原因,并提出了合理的改进措施。优化后过氧化钢水所占比例由9.32%降至1.47%;钢水终渣FeO含量由28.14%降至17.32%,钢水质量显著提高。

    2023年01期 v.43;No.248 65-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1565K]
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  • 进口液压开铁口机国产化研发与应用

    张守喜;韩佳东;

    液压开铁口机是高炉炼铁关键设备之一,其性能直接影响高炉的正常运行。目前,国内大型高炉使用的液压开铁口机均由国外进口,虽性能较优越,但价格昂贵,维修配件难以采购,给现场维护工作带来了不便,也增加了高炉炼铁维修成本。针对上述问题,对进口液压开铁口机从原理、设计理论等方面进行分析论证,对关键零部件的尺寸设计进行优化,同时,通过对关键零部件的材质和热处理工艺进行对比,对液压开铁口机的支座、回转机构、吊挂机构、钻架机构及液压系统进行改造,有效提升了液压开铁口机综合使用性能,实现液压开铁口机整机国产化,解决了国内钢铁工业领域大型高炉液压开铁口机关键技术瓶颈。

    2023年01期 v.43;No.248 70-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1909K]
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环境科学

  • 无机废水中好氧颗粒污泥脱氮及钇吸附性能研究

    李正昊;曾玉;何浩林;龙焙;程媛媛;曾敏静;王刚;

    以好氧颗粒污泥(AGS)处理无机高氨氮废水脱氮性能及对钇离子(Y(Ⅲ))吸附效果为研究对象,探索了“好氧+缺氧”模式下自养硝化颗粒污泥(ANGS)的脱氮性能及“好氧+缺氧+好氧”模式下AGS的脱氮性能及短期钇离子冲击下系统稳定性,利用热力学、动力学模型等研究了AGS对Y (Ⅲ)的吸附能力和机理。结果表明,“好氧+缺氧”模式导致混合液悬浮物固体浓度(MLSS)及平均粒径持续减小,通过降低进水氮负荷并补充ANGS使氨氮去除率逐渐增大(3.25%~73.51%);采用“好氧+缺氧+好氧”运行模式并补充AGS后,氨氮去除率超过72.00%(50~72天),MLSS及平均粒径增大,总无机氮(TIN)含量基本保持不变。72天后投入碳源,氨氮去除率减小至40%以下、TIN去除率增大至30%左右。第78天起Y(Ⅲ)浓度在0.01~0.82 mg/L之间,去除率基本稳定在88%以上;通过改变曝气方式和外投碳源后,AGS内Nitrosomonas丰度明显下降(47.43%~11.08%),而Thauera、 unclassified_Chitinophagaceae、 unclassified_Comamonadacea、Comamonas等反硝化菌属的丰度呈现不同程度增大。通过X射线光电子能谱发现,钇以沉淀物或结晶形式存在于AGS中,AGS对Y(Ⅲ)的吸附符合Langmuir方程及伪二级动力学模型。

    2023年01期 v.43;No.248 74-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 2740K]
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