冶金工程·材料工程·矿业工程_研究与开发

• 高纯超细碳化钛粉体制备

  崔健;张国华;

  碳化钛（TiC）具有高熔点、超高硬度、良好的高温强度和化学稳定性等特点，广泛应用于刀具、磨料、涂层材料及复合材料的增强体等，在结构陶瓷中占有重要的地位。本研究采用碳热还原结合金属钙处理的方法，解决了在碳热还原TiO_2合成TiC的过程中，碳添加量难以控制、产物中游离碳含量较高的问题。主要研究钙配比、钙处理温度及处理时间对钙处理过程的影响。结果表明，当温度为1 250℃、钙配比为1、钙处理时间为4 h时，制备出了高纯超细TiC粉体。金属钙作为脱碳剂和脱氧剂，提高了TiC粉体的纯度。此外，高温与高钙配比使TiC颗粒粒径明显增大，颗粒形貌呈立方体结构。

  2023年04期 v.43;No.251 265-272页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1359K]
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• 电炉粉尘含碳球团熔态还原特性及其机理

  都日苏拉;王哲;郭占成;

  炼钢过程中产生的电炉粉尘属于有害固体废弃物，同时含有较多的铁、锌等有价元素。目前，钢厂处理电炉粉尘普遍存在脱锌率低、二次粉尘利用率不高等问题。对电炉粉尘含碳球团进行熔融还原实验，主要考察了熔炼温度，熔炼时间和熔渣成分对锌脱除率和渣金分离效果的影响。结果表明，提高熔炼温度、延长熔炼时间均有利于熔融过程中的锌的挥发和铁液滴的凝聚，从而促进渣金分离；熔渣碱度在1.2～1.8时，脱锌率变化趋势平稳，对渣金分离效果影响较小。根据实验结果确定了较优工艺参数：还原温度1 550℃、碳氧比（C/O，摩尔比）为1.0、还原时间10～20 min、熔渣碱度1.2，该条件下脱锌率可达99.9%以上，渣金两相分离完全。

  2023年04期 v.43;No.251 273-280+351页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1598K]
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• Zr-4合金高温水蒸气氧化行为研究

  王艳丽;唐德文;张林;杨晨;蒋睿;雷明;

  Zr-4合金主要用于制备核反应堆燃料组件中的包壳管和定位隔架。锆（Zr）合金长期服役于高温环境中，表面会发生腐蚀，影响包壳管的安全性能。在高温水蒸气环境中进行氧化腐蚀试验，在不同温度下，拟合Zr-4合金的氧化动力学曲线、研究宏观形貌和微观组织的演变规律。结果表明，随着氧化温度升高，氧化速率增大，在2 500 s时出现转折。当温度为1 000～1 050℃时，Zr-4合金氧化动力学的增重曲线服从直线规律；当温度为1 050～1 250℃时，曲线服从抛物线规律。Zr-4合金在高温水蒸气环境下，氧化层厚度随着氧化温度的升高而增加，当氧化时间为2 500 s时，氧化层厚度由94.78μm增至121.19μm；氧化温度越高、时间越长，ZrO2层裂纹和孔洞越明显，Zr-4合金腐蚀越严重；当温度为1 250℃时、氧化时间为5 000 s时，Zr-4合金已经失效。

  2023年04期 v.43;No.251 281-289页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1695K]
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• 球团气基还原联合高温熔分实现高磷铁矿脱磷的研究

  候晓梅;于浩;唐惠庆;郭占成;

  针对高磷铁矿脱磷提铁的难题，文中提出了球团气基还原联合高温熔分的工艺路线。通过化学分析、X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜-能谱（SEM-EDS）分析了高磷铁矿球团的组成成分、矿相结构、微观形貌，探究了不同还原气氛（CO、H_2）下球团的还原行为，并对金属化球团高温熔分获得低磷铁水的主要影响因素进行了研究。结果表明，鲕状高磷铁矿制备成球团，经过氧化焙烧后，原矿粉中的鲕粒结构被彻底破坏，球团中Fe~(2+)含量为0.69%；当还原温度为1 173 K时，高磷铁矿球团在H_2气氛下的还原性优于CO气氛，而在较优条件50%H_2-50%N_2（体积分数）气氛下进行还原焙烧后，球团的金属化率可达90%。熔分过程中，向金属化球团中添加CaO有利于获得低磷铁水，当金属化球团中CaO添加比例为15%（质量比），熔分后可以获得磷含量为0.35%的铁水，且铁回收率为88%。

  2023年04期 v.43;No.251 290-297页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1935K]
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• 钛微合金钢研究现状及进展

  胡煜;赖朝彬;郑晓楠;罗迪强;邓庚凤;

  钛（Ti）微合金钢是通过添加微量元素Ti，以微合金化处理结合控轧控冷技术生产的一种新型钢种。文中从强化机制、热影响区第二相粒子及氧化物冶金工艺3个方面综述了Ti微合金钢的研究进展。对第二相粒子在钢中作用机理的研究表明，精准控制第二相粒子的尺寸、分布、形态、数量是Ti钛微合金钢研究的难点之一；第二相夹杂物诱导针状铁素体形核机理是Ti微合金钢开发的另一个技术难点。

  2023年04期 v.43;No.251 298-305页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1354K]
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• 从铜阳极泥中短流程分离富集稀贵元素新工艺研究

  胡若翀;廖春发;张忠堂;曾颜亮;聂华平;

  针对传统铜阳极泥处理工艺中稀贵元素高度分散导致回收率偏低的问题，基于铜阳极中砷（As）、锑（Sb）、铋（Bi）及稀贵元素的特性，开发了一种短流程从铜阳极泥中分离富集稀贵元素新工艺。结果表明，采用该工艺可以使铜阳极泥中超过95%的As、Sb、Bi等杂质元素通过控电位浸出分离，超过99.9%的稀贵元素硒（Se）、碲（Te）、金（Au）、铂（Pt）、钯（Pd）通过控电位浸出及还原后得到高度富集，同时，还原后液中的废酸得到充分利用，降低了处理成本。

  2023年04期 v.43;No.251 306-313页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1471K]
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• 两种热轧工艺供料生产的SPCC冷轧钢板组织和抗鳞爆性研究

  李进;

  目前，我国制备热轧钢卷主要采用紧凑热带生产工艺（即钢坯浇铸和热轧紧凑连续生产，简称“CSP工艺”）和常规热轧工艺，不同热轧工艺生产的冷轧钢板组织和性能有明显区别。文中研究了CSP工艺和常规工艺供料生产的冷轧碳钢薄板（亦称SPCC冷轧钢板）的显微组织和抗鳞爆性能，结果表明，CSP工艺供料生产的SPCC冷轧钢晶粒直径为10～15μm，碳化物和MnS晶粒直径为100～200 nm；而常规工艺供料生产的SPCC冷轧钢晶粒直径为20～30μm，碳化物和MnS晶粒直径为500～1 000 nm。CSP工艺供料生产的SPCC冷轧钢晶界面积更大，晶内析出物尺寸小，分布更弥散，且提供了更多的“氢陷阱”，氢渗透时间是常规工艺供料生产SPCC冷轧钢的2倍，因此，CSP工艺供料生产的冷轧钢板搪瓷有较好的抗鳞爆性能。

  2023年04期 v.43;No.251 314-319页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1312K]
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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

• 鄂钢130 t转炉低铁耗低成本工艺实践

  黄高见;韦泽洪;耿彬;战东平;杨永坤;

  在钢铁限产以及原料矿石成本增加的形势下，低铁耗炼钢工艺应运而生。针对宝武集团鄂城钢铁有限公司炼钢厂实际生产情况，通过提高废钢比以降低铁耗，并与常规铁耗生产模式进行对比，探索分析了高废钢比、低铁耗炼钢生产的模式下对渣料消耗、终渣成分以及钢水终点磷含量的影响。结果表明，采用铁水罐加废钢、覆盖保温剂减少热量损失及外加增热剂等方法弥补冶炼过程中热量损失。与常规工艺相比，低铁耗工艺条件下废钢装入量增加了5.62 t、铁水装入量降低了3.95 t、石灰消耗量降低了2.44 kg/t，终渣全铁含量降低了1.76%，出钢温度降低约12℃，脱磷效果较好。

  2023年04期 v.43;No.251 320-325页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1351K]
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• 基于静力学分析的高强钢车架结构优化

  余亚克;李晓广;张东凯;赵佚哲;

  人们对电动自行车的行车便捷性及轻便性的要求越来越高，市场需求量逐渐增加，电动自行车的轻量化已成为目前研究的热点之一。为实现某电动自行车车架的轻量化，同时提升车架结构强度，本研究用高强钢材料代替普通钢材，建立电动自行车整车车架/前叉组合件三维几何模型，并对该模型进行静力学有限元仿真，分析车架/前叉组合件的应力及应变云图，识别车架的应力集中及应变量较大的位置，并对其位置进行结构优化，从而实现车架轻量化，整车减重10%。

  2023年04期 v.43;No.251 326-330页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1402K]
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信息工程·土木工程

• 基于附加质量优化与特征值灵敏度的结构损伤识别

  黄铧;马俊;伍晓顺;

  建立一种附加质量优化与特征值灵敏度相结合的结构损伤识别方法。通过在原结构上附加多组经优化的集中质量获得多个具有相同刚度的新结构，再利用原结构和新结构的实测特征值建立灵敏度方程组，求解损伤参数。以灵敏度矩阵的条件数最小作为目标函数，建立附加质量优化的数学模型，并使用粒子群算法进行寻优；采用二次奇异值截断法求解灵敏度方程组。为克服灵敏度矩阵的病态性和数据噪声的干扰，提出奇异值贡献指标，以合理确定奇异值截断阈值。某悬臂梁的数值分析表明，持续增加新结构的数量难以得到足够小的灵敏度矩阵条件数，但可以增加高质量奇异值分量的数量或改善奇异值分量的质量；利用奇异值贡献指标可以合理确定奇异值截断阈值；采用二次奇异值截断法和增加新结构数量均有利于提高结构损伤的识别精度。

  2023年04期 v.43;No.251 331-341页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1650K]
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• 管道物流系统测速定位数据融合矫正算法研究

  程浪;杨杰;高涛;齐洪峰;邵福波;秦耀;

  地下物流运输体系被视为新一代智慧城市物流配送系统的重要载体，管廊内的货运车辆测速定位方法是该体系的关键技术之一。针对一类永磁悬浮管道物流系统的测速定位难题，设计了一种多普勒雷达与惯性传感器相结合的测速方法；另外，针对多普勒雷达测速数据失常问题，设计一种采用麻雀算法（SSA）和优化极限学习机（ELM）的组合分类模型（SSA-ELM），使用该模型对失常数据进行分类，并对失常数据采用对应的惯性传感器数据进行补偿与矫正。结果表明，SSA-ELM组合分类模型对多普勒雷达测速失常数据的分类正确率达99.69%，且通过补偿后速度积分得到的位移误差降至2.6%，有效提高管廊内车辆测速定位精度，为管道物流系统的安全运行提供可靠保障。

  2023年04期 v.43;No.251 342-351页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1884K]
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• 内置加劲肋L形双钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能模拟研究

  朱志豪;汪小平;龚厚松;敖福泉;

  双钢板组合剪力墙延性好、承载力高、施工方便，广泛应用于高层建筑中。通过有限元软件ABAQUS对内置加劲肋L形双钢板组合剪力墙和普通L形双钢板组合剪力墙进行数值模拟，并进行对比分析，研究加劲肋厚度、间距及不同布置方式等参数对内置加劲肋L形双钢板剪力墙力学性能的影响。结果表明：与普通L形双钢板组合剪力墙相比，内置加劲肋L形双钢板组合剪力墙具有更好的承载力、耗能能力、刚度及抗屈曲能力；减小加劲肋间距可提高墙体承载力、耗能能力及抗屈曲能力；改变加劲肋厚度对墙体抗震性能无显著影响；加劲肋水平布置的L形双钢板组合剪力墙具有更好的承载力和抗屈曲能力，加劲肋竖向布置的L形双钢板组合剪力墙具有更好的耗能能力。

  2023年04期 v.43;No.251 352-360页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1986K]
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