冶金工程·材料工程_研究与开发

  • 制备焦亚硫酸钠过程底吹-机械联合搅拌数值模拟

    赵志坚;吕万峰;佘雪峰;刘鹏;王延江;王静松;

    烧结工序SO_2排放量占钢铁行业总排放量的80%左右,采用活性炭脱硫脱硝工艺处理烧结烟气,获得的富硫气体用来制备焦亚硫酸钠是有效可行的。目前,在制备焦亚硫酸钠工艺过程中,配液槽中的碳酸钠溶解速率低且均匀性差,通过借鉴钢包底吹的方法,协同原有搅拌器联合搅拌,开发了强化搅拌溶解技术。通过数值模拟对比分析了不同条件下的搅拌效果,并探索出基于叶片搅拌时合理的底吹位置。结果表明,底吹气流改变了搅拌池下方叶片搅拌的流体流动轨迹,搅拌池内的液体随着底吹气流的流动方向上升;当机械叶片搅拌与0.5R位置的4孔底吹搅拌协同作用时,液体流速明显增大,可有效减少搅拌池内的死区面积。

    2023年03期 v.43;No.250 173-178页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1484K]
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  • 废磷酸铁锂正极粉浸出液中氟的脱除

    赵毅;孙亮;李玉虎;任如山;贺欣豪;杨裕东;

    氟是锂电池正极材料回收过程中主要的有害杂质之一,过量的氟不仅腐蚀设备,还导致产品品质劣化。因此,文中开展了改性TiO_2吸附脱除废磷酸铁锂正极粉浸出液中氟的研究,考察了改性TiO_2用量、温度等工艺参数对废磷酸铁锂正极粉浸出液中氟脱除效果的影响规律,探究了改性TiO_2对浸出液中氟的吸附热力学和动力学。结果表明,吸附剂用量和初始pH值对改性TiO_2吸附除氟性能的影响显著。改性TiO_2最佳的吸附除氟条件为:吸附剂用量为24 g/L、反应温度为25℃、反应时间为1 h、初始pH值为7.5。在此条件下,氟脱除率可达98.97%,吸附后液中氟浓度仅为4.7 mg/L。改性TiO_2对废磷酸铁锂正极粉浸出液中氟的吸附热力学符合Langmuir吸附等温模型,饱和吸附量为128.21 mg/g,吸附动力学模型为拟二级动力学模型。

    2023年03期 v.43;No.250 179-185页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1299K]
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  • 掺入铁合金渣对赤泥陶瓷性能和颜色的影响

    林安极;李宇;

    在赤泥陶瓷原料中协同掺入锰铁渣、铬铁渣并制备了赤泥陶瓷样品,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等测试手段,对矿相、微观形貌与结构、物理性能等进行分析,将化学试剂MnO和Cr_2O_3掺入赤泥并对其进行对比,研究铁合金渣对赤泥陶瓷性能和颜色的影响规律。结果表明,赤泥陶瓷中加入锰铁渣会变为黑色,而加入铬铁渣赤泥陶瓷未显著变色;赤泥陶瓷变色的主要原因是锰铁渣中Mn~(2+)能与赤泥中Fe~(3+)反应生成MnFe_2O_4尖晶石类矿物,该类矿物的析出使赤泥陶瓷变为黑色。在低于1 140℃时,与赤泥协同铬铁渣相比,赤泥协同锰铁渣制备的陶瓷性能更优,其抗折强度可达33.16 MPa,吸水率为1.65%;当温度继续升高后,赤泥协同锰铁渣制备的赤泥陶瓷出现过烧,性能逐渐下降。

    2023年03期 v.43;No.250 186-194页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1466K]
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  • 铸态GH4742合金热变形过程中的组织演变

    李振团;秦鹤勇;张晓敏;李相材;刘康康;王冲;

    为了优化Al、Ti含量高的铸态GH4742合金热加工工艺,利用扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射仪(EBSD)等检测手段,研究了不同变形工艺对铸态GH4742合金微观亚结构、织构及γ′相的影响,分析了不同变形工艺条件下动态再结晶的演变规律,构建了铸态GH4742合金的热加工图,得出最佳的铸态GH4742合金热加工工艺参数范围。结果表明,当变形温度为1 110℃、应变速率由0.001 s~(-1)增至1 s~(-1)时,热效应增强,基体动态再结晶比例由24%增至95%,织构强度由17.81降至6.31,且随着应变速率的增加,一次γ′相尺寸减小,数量密度降低;在1 130℃高温变形时,一次γ′相完全溶解;当应变速率为0.001~1 s~(-1)时,基体发生动态再结晶比例超过90%,但当应变速率高于1 s~(-1)时,动态再结晶比例降低,织构强度增大。通过热加工图和变形组织分析,得出铸态GH4742合金良好的热加工区域是变形温度为1 130~1 150℃、应变速率为0.001~0.01 s~(-1)。

    2023年03期 v.43;No.250 195-203页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 2080K]
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  • 退役锂离子电池正极材料回收有价金属研究进展

    魏艳芳;罗福明;吴一玺;吴娜;张春霞;向小艳;

    随着锂离子电池在新能源汽车中的广泛应用,电池的报废数量也急剧增多,如何高效回收退役电池中的有价金属是目前研究的热点。文中介绍了从退役电池正极材料中回收有价金属的相关工艺,即火法冶金、湿法冶金、生物冶金和火法焙烧-湿法联合冶金,并分析了目前回收工艺存在的问题。其中,火法焙烧-湿法联合冶金结合了火法冶金及湿法冶金的优点,能实现对特定金属的优先提取,对环境污染小,具有巨大的应用前景。

    2023年03期 v.43;No.250 204-212页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1532K]
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  • 钢包精炼渣固化改性再利用试验研究

    张诚;孙陶安;吴正义;邓爱军;

    通过对钢包精炼渣的粉化机理进行分析,确定了合适的固化剂配比。通过将固化精炼渣返回转炉再进行工业试验,结果表明,固化精炼渣能代替冶炼石灰使用,冶炼过程中降低了钢铁料的消耗,稳定或提高转炉生产的脱磷效率;试验炉次的平均钢铁料消耗为1 073.72 kg/t,与正常冶炼生产水平相比,降低了7 kg/t左右,石灰平均消耗量为21.53 kg/t。返回渣的加入降低了石灰、石灰石和生白云石的使用量。

    2023年03期 v.43;No.250 213-217页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1301K]
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  • 铬硼合金化镀膜材料制备工艺研究

    唐培新;吕周晋;车立达;吴战芳;刘桂荣;

    以铬硼镀膜材料制备工艺为研究对象,分别采用真空热压烧结和热等静压两种方法制备铬硼合金。在相同烧结温度下,研究了不同压力施加方式对Cr-10%B合金试样的密度、显微组织及物相组成的影响。结果表明,当烧结温度为1 300℃时,热等静压方法制备出致密度为6.96 g/cm~3、相对密度达100%、晶粒结合紧密、显微组织均匀、孔隙数量少、孔隙尺寸小的铬硼合金,在合金成分及烧结温度相同的条件下,两种工艺制备的铬硼合金物相一致,分别由Cr和Cr_2B两种物相组成。

    2023年03期 v.43;No.250 218-223页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1445K]
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  • GH4169合金真空感应熔炼过程中夹杂物演变规律研究

    朱勤天;朱贺;李乐松;

    高温合金的夹杂物含量和存在形态影响合金的使用寿命及产品质量。文中系统研究了GH4169合金在真空感应熔炼过程中,O、N、Mg含量变化规律及夹杂物演变规律。结果表明,随着精炼时间的延长,GH4169合金中O含量逐渐降低,最终趋于平衡值,N含量逐渐降低;合金全熔时,夹杂物尺寸均小于1μm;精炼后,合金中氧化物含量明显减少;若在加入Al、Ti元素前未进行降温结膜操作,会加剧坩埚与熔体的反应,导致合金中Mg含量升高,夹杂物数量增多;加入Al、Ti、Mg等元素后,合金中夹杂物数量明显增加,夹杂物主要是以Mg-Ti-O为核心的Mg-Ti-Nb-O-N复合夹杂物。

    2023年03期 v.43;No.250 224-231页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1357K]
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冶金工程·材料工程_生产实践与技术改进

  • 新钢2500m~3高炉停炉放残铁生产实践

    钱堃;李伟华;马西武;

    新余钢铁集团有限公司2 500 m~3高炉于2021年停炉大修,通过停炉前的准备以及停炉过程中各参数的控制,较好地完成了停炉工作;同时,根据拉姆公式推断高炉炉底侵蚀深度,综合考虑现场条件、安全等方面的因素,最终确定残铁口位置。由于受多种因素影响,致使残铁放出量较少,文中详细分析了残铁放出量少的原因以及解决措施,为今后停炉放残铁提供宝贵的生产经验。

    2023年03期 v.43;No.250 232-239页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1349K]
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电子工程·土木工程·环境科学

  • 新型高性能多相交错并联脉冲开关电源的设计

    马丽梅;刘维清;

    与线性驱动电源相比,开关模式激光驱动电源具有损耗小、效率高等优点,能较好地满足半导体激光器对驱动电源的要求,但在实现低电流纹波和脉冲边沿快速响应方面还存在一定的缺陷。在降压式变换(Buck)电路基础上,提出了一种新型的多相交错并联脉冲电流源拓扑,利用电感预储能、能量回馈、开关管合理控制实现快速响应和低电流纹波。运用比例积分(PI)控制和平均电流方法对电流响应和纹波进行准确控制。通过Matlab/Simulink软件仿真,讨论了PI参数及电感量的值对输出电流纹波大小和稳定性的影响,并与无PI控制和均流控制及传统交错并联拓扑进行了仿真对比,验证新型拓扑电路的可行性和有效性。

    2023年03期 v.43;No.250 240-249页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1518K]
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  • 钢套筒连接的装配式混凝土梁柱节点受力性能数值研究

    朱南海;李程菁;

    为防止混凝土框架结构在水平剪力与竖向轴压力共同作用下出现“X”形裂缝,实现塑性铰向跨中转移,提出一种插接式带钢套筒连接的混凝土梁柱节点。利用有限元平台ABAQUS建立9组梁柱节点数值模型,并对钢套筒外伸臂长、壁厚、柱纵向轴压比、梁端配筋率等基本参数进行分析,通过滞回曲线、延性系数、骨架曲线、刚度退化系数、等效黏滞阻尼系数等性能参数对节点抗震性能进行评估。结果表明,节点的破坏形式为预制梁与钢套筒交汇区域混凝土挤压破坏,且节点塑性铰出现在该区域,嵌入柱内钢板可抵抗较大的剪切应力,对核心区混凝土起较好的保护作用。

    2023年03期 v.43;No.250 250-258页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1614K]
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  • 湿干比对不同人工快速渗滤系统处理厌氧折流板反应器出水的影响

    雷雪艳;晏雯雯;张超;朱易春;彭林江;吕桥岩;朱康来;

    为提高人工快速渗滤系统(CRI)对厌氧折流板反应器(ABR)出水中化学需氧量(COD)和悬浮固体(SS)的去除效果,保证出水水质符合农田灌溉标准,同时保留污水中的N、P元素,通过设计3组不同填料高度(CRI_1为110 cm,CRI_2、CRI_3为160 cm)和不同复氧方式(CRI_1、CRI_3为自然通风,CRI_2为自然通风与机械通风相结合),研究了不同湿干比(1∶0、3∶1、1∶1、1∶3)对3组CRI去除COD、SS及保留N、P元素的影响。结果表明,当填料高度为160 cm、增加机械通风、湿干比为1∶0时,CRI对COD和SS的去除效果最好,且能较多地保留N、P元素,COD、SS及N、P元素的平均去除率分别为76.88%、90.80%、9.43%和66.71%,CRI出水不但满足农田灌溉水质标准,还保证了污水中的N、P元素归田,实现了水肥双重资源化。

    2023年03期 v.43;No.250 259-264页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1338K]
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