钢铁冶金技术发展历程与新时期低碳发展路径 被引量：2

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作者 郭磊 刘枫 郭占成 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期3567-3577,共11页

首先对钢铁冶金技术与学科的发展历程进行了梳理,将其发展过程划分为5个主要时期。新时期钢铁冶金工业将从追求效率优先向兼顾节能环保的方向进行转变,文章对钢铁工业的绿色低碳发展路径进行了总结,着重对氢基低碳炼铁技术的发展方向进... 首先对钢铁冶金技术与学科的发展历程进行了梳理,将其发展过程划分为5个主要时期。新时期钢铁冶金工业将从追求效率优先向兼顾节能环保的方向进行转变,文章对钢铁工业的绿色低碳发展路径进行了总结,着重对氢基低碳炼铁技术的发展方向进行了展望。以COURSE50、ULCOS及tkH2Steel等为代表的富氢高炉技术可作为现阶段高炉工艺改进的首选方向。非高炉工艺方面,本文介绍了MIDREX、HYL/ENERGIRON等氢基竖炉直接还原炼铁工艺的发展,同时也介绍了H-Iron、FIOR、Circored、HyREX等采用流化床的铁矿粉氢基直接还原炼铁工艺。文中指出新时期我国钢铁工业应在发展传统节能减排技术的同时,充分利用焦炉煤气、煤制气、天然气及绿氢等低碳能源,发展并创新DRI直接还原技术,从而降低碳素消耗和CO_(2)排放。 展开更多

关键词 还原 低碳 热化学 炼铁

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基于铁基硫酸盐正极材料的钠离子电池研究进展

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作者 董世讲 王哲 +1 位作者 王伟 焦树强 《有色金属科学与工程》 北大核心 2025年第3期425-439,共15页

近年来,锂资源短缺与分布不均问题日益突出。钠离子电池因其原料丰富、成本低等特点使得研究热度持续升高。在钠离子电池体系中,正极材料的性能对电池能量密度和制造成本起着关键作用。因此,开发具备高能量密度、高安全性、低成本的正... 近年来,锂资源短缺与分布不均问题日益突出。钠离子电池因其原料丰富、成本低等特点使得研究热度持续升高。在钠离子电池体系中,正极材料的性能对电池能量密度和制造成本起着关键作用。因此,开发具备高能量密度、高安全性、低成本的正极材料显得尤为重要。铁基硫酸盐正极材料因其原料来源丰富、成本低和工作电压高而备受关注。本文全面总结了铁基硫酸盐正极材料的特点与研究进展,特别是alluaudite-type Na_(2+2x)Fe_(2-x)(SO_(4))_(3),具有稳定的框架结构和约3.8 V的工作电压,被认为是最有前途的高性能正极材料。此外,本文还比较了采用不同方法合成的样品的物化性质和电化学性能,旨在通过总结和分析这些关系来阐明影响材料性能的关键因素。最后讨论了铁基硫酸盐面临的主要挑战,并对其性能优化策略进行了总结。 展开更多

关键词 铁基硫酸盐 正极材料 钠离子电池 合成方法

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基于氢还原—酸浸—电沉积的高纯铁制备工艺

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作者 范金豪 余瑜 +2 位作者 王子铭 钟怡玮 郭占成 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2025年第9期25-31,共7页

高纯铁因其出色的性能,被广泛应用于电子设备、航空制造、国防军事、半导体等诸多领域。研究以巴西赤铁矿为原料,采用氢还原—酸浸—电沉积工艺在硫酸盐体系中制备高纯铁。通过设计正交试验考察了温度、pH、电流密度等因素对电沉积铁电... 高纯铁因其出色的性能,被广泛应用于电子设备、航空制造、国防军事、半导体等诸多领域。研究以巴西赤铁矿为原料,采用氢还原—酸浸—电沉积工艺在硫酸盐体系中制备高纯铁。通过设计正交试验考察了温度、pH、电流密度等因素对电沉积铁电流效率和纯度的影响,并探究了其相应的电化学行为。结果表明,在pH=3、温度80℃、电流密度250 mA/cm^(2)的条件下,可以制备得到纯度为99.985%的金属铁,电流效率为96.62%;在此基础上对电沉积铁中硫元素的赋存形式和脱除进行了探究,发现杂质硫以硫酸亚铁的形式嵌套于铁的表面,在800℃氢气氛围中热处理120 min,可以实现硫的脱除。 展开更多

关键词 正交试验 高纯铁 水溶液 赤铁矿 电沉积

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混装焦丁对高块矿配比含铁炉料软熔行为的影响

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作者 王广 易青山 +2 位作者 韦润培 左海滨 丁望 《烧结球团》 北大核心 2024年第5期24-30,共7页

钢铁工业的低碳化对支撑我国“双碳”目标具有重要意义。提高块矿的入炉比例是降低高炉炼铁碳排放的一个重要措施,而如何减轻高块矿配比对高炉冶炼过程的不利影响是该工艺应用的关键限制性环节。本文通过软熔试验考察块矿配比、焦丁混... 钢铁工业的低碳化对支撑我国“双碳”目标具有重要意义。提高块矿的入炉比例是降低高炉炼铁碳排放的一个重要措施,而如何减轻高块矿配比对高炉冶炼过程的不利影响是该工艺应用的关键限制性环节。本文通过软熔试验考察块矿配比、焦丁混装量、焦丁加入方式等对综合炉料软熔行为的影响。结果表明:随着块矿配比由12%提升至24%(块矿完全替代球团矿),软化开始温度和熔化开始温度分别降低60℃和39℃,软化区间较大幅度增加,滴落温度降低,软熔带位置上升。软熔区间变宽导致S值进一步增大至195.29 kPa·℃,提高了30%以上,即炉料的软熔性能逐渐变差。混装4 g焦丁(28.6 kg/t铁水)条件下熔化开始温度由1 397℃提高至1 440℃,S值从185.16 kPa·℃降低至46.61 kPa·℃,降低了约75%,料层的透气性明显提高,即显著改善了炉料的软熔性能。但进一步提高混装量则效果不大,此外混装的效果要好于层装。当温度超过熔化开始温度(T_(s))时,焦丁的消耗变得明显,其在整个软熔过程中的消耗率为40%左右。本文研究结果可为高块矿配比炉料结构下高炉的高效冶炼提供参考。 展开更多

关键词 块矿 高炉 炉料结构 焦丁 软熔性能 碳排放

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高温固相修复再生磷酸铁锂正极材料研究进展 被引量：7

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作者 艾志龙 田俊行 +5 位作者 吴劲频 胡锦榛 王峰 孙学义 王华 庄卫东 《电源技术》 CAS 北大核心 2024年第1期9-25,共17页

磷酸铁锂电池作为广泛应用的锂离子电池之一,其关键电极材料的高效回收循环利用在资源、环境、经济等方面具有重要的战略意义。高温固相修复技术能够实现磷酸铁锂正极材料短流程、低成本、高效率、绿色环保的循环利用,获得了广泛的关注... 磷酸铁锂电池作为广泛应用的锂离子电池之一,其关键电极材料的高效回收循环利用在资源、环境、经济等方面具有重要的战略意义。高温固相修复技术能够实现磷酸铁锂正极材料短流程、低成本、高效率、绿色环保的循环利用,获得了广泛的关注和研究。针对高温固相修复再生磷酸铁锂正极材料,介绍了此类材料的电化学性能失效机理,从锂补充、缺陷修复和强化锂的迁移等方面对磷酸铁锂正极材料的修复机理进行了分析;阐述了焙烧温度、保温时间、补锂量等修复再生工艺参数对高温固相法修复磷酸铁锂正极材料的影响;分析了表面包覆和离子掺杂对提升磷酸铁锂正极材料电化学性能的影响和机理;并对高温固相修复法修复磷酸铁锂正极材料的可控制备、杂质控制和材料改性等方面的未来前景进行了展望。 展开更多

关键词 锂离子电池 磷酸铁锂 高温固相法 修复再生

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冶金机理与贝叶斯优化XGBoost融合的VD炉精炼终点钢液温度预测 被引量：4

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作者 徐吉 信自成 +3 位作者 兰模 林文辉 张波 刘青 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期63-72,共10页

在炼钢生产过程中,真空脱气精炼(VD)炉是生产高品质钢的重要设备之一,其精炼终点温度对钢液质量、生产效率和连铸顺行具有重要影响。为了实现对VD炉精炼终点钢液温度的精准控制,本文采用冶金机理和贝叶斯优化极端梯度提升(metallurgical... 在炼钢生产过程中,真空脱气精炼(VD)炉是生产高品质钢的重要设备之一,其精炼终点温度对钢液质量、生产效率和连铸顺行具有重要影响。为了实现对VD炉精炼终点钢液温度的精准控制,本文采用冶金机理和贝叶斯优化极端梯度提升(metallurgical mechanism–Bayesian optimization–extreme gradient boosting,MM–BO–XGBoost)相结合的方法建立钢液温度预测模型。首先,基于VD炉冶金机理解析,确定影响精炼终点钢液温度的主要因素;其次,使用3σ原则对实际生产数据进行预处理,剔除异常值,并采用皮尔逊相关性分析剔除对钢液温度影响较小的因素,从而确定模型的输入变量;再次,将冶金机理与XGBoost模型进行融合,对输入变量的初始特征重要性进行部分放大;最后,针对XGBoost模型的超参数寻优问题,采用贝叶斯优化(BO)对其进行超参数寻优,由此构建了MM–BO–XGBoost模型。在模型仿真过程中,对本文模型同时使用网格搜索和随机搜索进行超参数寻优,旨在对比和验证BO寻优的效果;此外,使用本文提供的数据对已有的冶金机理模型、多元线性回归模型和反向传播神经网络模型进行仿真,并与MM–BO–XGBoost模型进行性能对比。结果表明:本文提出的MM–BO–XGBoost模型的超参数优化效果最好;本文模型的预测VD炉终点钢液温度在±10℃和±15℃误差范围内的命中率分别为87.81%和96.42%,均高于其他对比模型,综合性能最优。本文构建的VD炉钢液精炼终点温度预测模型,对实现钢液温度精准控制、降低生产成本和提高VD炉精炼效率具有重要的现实意义。 展开更多

关键词 VD炉精炼 钢液温度预测 机理分析 MM–BO–XGBoost模型

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镀锌废酸液溶剂萃取分离与资源化回收锌铁的研究进展

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作者 冯鑫 初国君 +2 位作者 汪涵 石晓磊 涂继国 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2383-2398,共16页

镀锌废酸液含有高浓度亚铁盐、锌盐和残余酸,同时具有酸性强、腐蚀性强以及不易处理等特点。若对镀锌废酸液不能进行有效处理并直接排放,将对周围环境造成显著破坏,并导致严重的资源浪费。溶剂萃取法是一种极具应用潜力的镀锌废酸液处... 镀锌废酸液含有高浓度亚铁盐、锌盐和残余酸,同时具有酸性强、腐蚀性强以及不易处理等特点。若对镀锌废酸液不能进行有效处理并直接排放,将对周围环境造成显著破坏,并导致严重的资源浪费。溶剂萃取法是一种极具应用潜力的镀锌废酸液处理方法,具有高选择性、多功能性和产品纯度高的特点,特别是在处理含锌离子废液方面具有显著优势。本文全面总结了不同酸碱萃取剂条件下处理镀锌废酸液的萃取机理及影响因素,并对镀锌废酸液中高附加值成分的回收进行了系统阐述。此外,总结了溶剂萃取法资源化回收镀锌废酸液的发展现状,并展望了锌、铁高效分离与回收的未来研究方向,为相关技术产业化提供重要的理论依据,并促进镀锌废酸液的可持续处理与资源化利用。 展开更多

关键词 镀锌废酸 溶剂萃取 萃取机制 锌铁分离 高值产品回收

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不同原料配比烧结混合料与制粒参数的适应性优化

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作者 王伟 袁亚强 +3 位作者 韦润培 陈富松 康宏毅 左海滨 《烧结球团》 北大核心 2025年第1期45-53,77,共10页

为应对烧结原料配料多样性所带来的复杂挑战,明确不同原料配比下如何通过对制粒参数的调节达到最佳的制粒效果至关重要。本文采用一系列制粒试验,研究了不同制粒水分、制粒时间以及混合料碱度等参数对制粒效果的影响,并通过负压、流速... 为应对烧结原料配料多样性所带来的复杂挑战,明确不同原料配比下如何通过对制粒参数的调节达到最佳的制粒效果至关重要。本文采用一系列制粒试验,研究了不同制粒水分、制粒时间以及混合料碱度等参数对制粒效果的影响,并通过负压、流速、平均粒径和透气性指数等关键性参数对制粒效果进行了综合评价。结果表明,在恒定制粒水分下,延长制粒时间对含有较高比例黏附性粉末及高碱度配料方案的制粒效果提升显著;在相同制粒时间下,适当增加制粒水分能普遍提高烧结混合料制粒效果,尤其对含强亲水性矿粉较高的原料配比方案及低碱度原料配比方案效果显著,而对高碱度原料配比方案改善的趋势最为明显。 展开更多

关键词 制粒参数 制粒水分 制粒时间 原料配比 透气性

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氧气高炉不同喷吹机构下煤粉燃烧行为的数值模拟研究

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作者 张立坤 彭星 +4 位作者 王静松 左海滨 王广 薛庆国 佘雪峰 《冶金能源》 北大核心 2025年第2期3-8,共6页

文章通过构建直吹管—喷枪—风口—回旋区的气粉流动燃烧三维数值模型,深入分析了三种不同风口喷吹机构(传统高炉TBF-T、氧气高炉OBF-T1和OBF-T2)下的煤粉燃烧行为。结果显示,相较于传统高炉TBF-T,OBF-T1和OBF-T2显著提高了回旋区的温... 文章通过构建直吹管—喷枪—风口—回旋区的气粉流动燃烧三维数值模型,深入分析了三种不同风口喷吹机构(传统高炉TBF-T、氧气高炉OBF-T1和OBF-T2)下的煤粉燃烧行为。结果显示,相较于传统高炉TBF-T,OBF-T1和OBF-T2显著提高了回旋区的温度和高温区面积,煤粉燃尽率从58.2%分别提高到80.5%和76.9%。OBF-T1工况虽然提高了燃尽率,但可能引起风口内部较大的温度梯度,缩短风口使用寿命;而OBF-T2避免了高温区的产生,但氧气向回旋区下侧的扩散受阻。通过剖析煤粉与煤气在风口回旋区内的燃烧机理,为设计更长寿命和更高效的风口提供了理论依据。 展开更多

关键词 氧气高炉 风口机构 回旋区 煤粉燃烧 数值模拟

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搅拌器结构化网格自动生成及其在CFD仿真中的应用

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作者 陈思远 张江山 +4 位作者 刘猛 孙贯永 刘青 杨树峰 李京社 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2025年第4期242-251,共10页

搅拌器广泛应用在矿冶领域如Cu、Pb、Zn等的提取以及铁水预脱硫中,CFD仿真是设计和优化搅拌器的重要手段,然而仿真过程中前处理阶段几何模型建立与结构化网格划分通常效率较低。通过使用编程语言Python和开源软件OpenFOAM,开发了一种适... 搅拌器广泛应用在矿冶领域如Cu、Pb、Zn等的提取以及铁水预脱硫中,CFD仿真是设计和优化搅拌器的重要手段,然而仿真过程中前处理阶段几何模型建立与结构化网格划分通常效率较低。通过使用编程语言Python和开源软件OpenFOAM,开发了一种适用于搅拌器参数自动生成几何模型与高质量结构化网格的前处理程序,仅需输入与搅拌器相关的几何参数,即可自动完成模型与高质量结构化网格的生成,整个过程速度快且自动化程度高。以多种叶片类型的搅拌器为例,完成了模型和结构化网格的快速生成与修改更新;其中,生成KR搅拌器模型与14万结构化网格只需4 s,且网格的质量均在0.7以上,使用该网格进行CFD仿真的效率和精度都高于文献中报道的结果,显著提高了搅拌器CFD仿真的效率,有望助力我国研发设计类工业软件的自主研发和搅拌器的高效化生产。 展开更多

关键词 搅拌器 结构化网格 数智化 CFD仿真

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烧结固体燃料结构优化研究

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作者 田祥正 吕培军 +3 位作者 佘雪峰 林杨 张立强 刘大为 《冶金能源》 北大核心 2025年第3期9-15,共7页

为了优化某烧结厂使用的固体燃料结构,降低烧结过程中的能耗和成本,通过热重分析和烧结杯试验,探究了焦粉和煤粉的燃烧特性及其对烧结矿质量的影响。结果表明,虽然煤粉具有更好的燃烧前期反应能力,但焦粉的燃烧性能优于煤粉;当煤粉配比... 为了优化某烧结厂使用的固体燃料结构,降低烧结过程中的能耗和成本,通过热重分析和烧结杯试验,探究了焦粉和煤粉的燃烧特性及其对烧结矿质量的影响。结果表明,虽然煤粉具有更好的燃烧前期反应能力,但焦粉的燃烧性能优于煤粉;当煤粉配比由0%提高到25%时,烧结矿成品率和利用系数提高,矿物结构改善;煤粉配比超过25%时,不利于矿物结构发展;烧结矿的化学成分受固体燃料结构变化的影响较小,但提高煤粉配比有助于降低烧结矿中SiO_(2)质量分数,增加烧结矿中FeO质量分数。 展开更多

关键词 烧结固体燃料 燃烧特性 烧结矿矿相 烧结矿质量

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电化学法浸出废HDS催化剂中关键金属研究

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作者 李聪聪 王晨晔 +4 位作者 李会泉 胡文斌 厉岩 郭占成 刘明坤 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2025年第4期106-115,共10页

加氢脱硫催化剂(HDS)在石油品质提升中发挥着重要作用,但其长期使用后因烧结和失活而转化为废弃催化剂,属于HW50危险废物。我国废HDS催化剂的产生量庞大,对环境污染风险显著。金属钒(V)和钼(Mo)是废HDS催化剂的关键成分,而传统的钠化焙... 加氢脱硫催化剂(HDS)在石油品质提升中发挥着重要作用,但其长期使用后因烧结和失活而转化为废弃催化剂,属于HW50危险废物。我国废HDS催化剂的产生量庞大,对环境污染风险显著。金属钒(V)和钼(Mo)是废HDS催化剂的关键成分,而传统的钠化焙烧工艺虽能有效回收这些金属,但过程耗碱量大且需高温(>800℃),亟需开展低碳回收方式探索。通过热力学计算和试验研究,揭示了在温和碱介质中,电化学条件变化对废HDS催化剂中V、Mo浸出机制的影响。研究发现,通过调节体系的氧化还原电位(Eh)和pH,可以实现V和Mo的迁移转化,其在碱介质中以Na_(2)V_(2)O_(7)和Na_(2)Mo_(2)O_(7)的形式稳定存在。试验优化结果显示,在浸出温度20℃、电压3 V、浸出时间6 h、NaOH浓度1 mol/L和液固比10∶1的条件下,V和Mo的浸出率分别达到了85.43%和82.47%。浸出过程符合传质控制动力学模型,电化学条件调控有效促进了活性氧的生成,显著提升了固体表面低价金属的浸出效率。研究结果为在温和条件下高效回收废HDS催化剂中有价金属提供了一种创新的技术途径。 展开更多

关键词 钒 钼 电化学氧化 浸出 废HDS催化剂 电势-PH图

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含钛高炉渣资源化利用研究进展及展望

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作者 曹楗 张俊粉 +4 位作者 林大帅 焦克新 杨坤 王翠 张建良 《有色金属科学与工程》 北大核心 2025年第3期323-336,共14页

含钛高炉渣是典型的大宗工业废弃物,其资源化利用难度高。文中总结了国内外含钛高炉渣的资源利用途径,阐述了硫酸法、稀盐酸法、碱熔盐法、高温选择性结晶分离法、高温碳化-低温氯化法、钛合金合成法、硅-钛溶剂精炼法、NH4HF2-HF浸出... 含钛高炉渣是典型的大宗工业废弃物,其资源化利用难度高。文中总结了国内外含钛高炉渣的资源利用途径,阐述了硫酸法、稀盐酸法、碱熔盐法、高温选择性结晶分离法、高温碳化-低温氯化法、钛合金合成法、硅-钛溶剂精炼法、NH4HF2-HF浸出水解法、氢氧化钠常压分解法制备二氧化钛和高炉熔融渣直接生产人造石材等工艺过程,并分析了几种工艺的优缺点。通过对目前国内含钛高炉渣现状分析,结合高炉熔融渣直接生产人造石材工艺在基建成本、处理量、产品质量、环保水平、经济和社会效益等方面的优势,提出该工艺为未来实现含钛高炉渣资源化利用的一种前景工艺。 展开更多

关键词 含钛高炉渣 资源化利用 人造石材

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IN6203DS镍基高温合金与Y_(2)O_(3)陶瓷型壳的界面反应行为研究

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作者 董龙沛 徐辉 +4 位作者 赵云松 王振梼 甘有禄 王恩会 侯新梅 《耐火材料》 北大核心 2025年第2期99-104,共6页

为探究Y_(2)O_(3)陶瓷型壳应用于某型燃气轮机IN6203DS定向凝固镍基高温合金(以下简称“IN6203DS合金”)低压工作叶片制备的可行性,采用Y_(2)O_(3)粉作为陶瓷型壳的面层材料制备Y_(2)O_(3)陶瓷型壳,基于工业级精铸试验研究了IN6203DS合... 为探究Y_(2)O_(3)陶瓷型壳应用于某型燃气轮机IN6203DS定向凝固镍基高温合金(以下简称“IN6203DS合金”)低压工作叶片制备的可行性,采用Y_(2)O_(3)粉作为陶瓷型壳的面层材料制备Y_(2)O_(3)陶瓷型壳,基于工业级精铸试验研究了IN6203DS合金/Y_(2)O_(3)陶瓷型壳界面反应行为,明晰了合金熔体与陶瓷型壳间的相互作用机制。结果表明:IN6203DS合金/Y_(2)O_(3)陶瓷型壳界面反应的发生归结为物理渗透和化学反应的协同作用。反应后的IN6203DS合金表面有轻微黏砂,其界面反应层厚度约为4~8μm,包括外层的型壳混合部分扩散到界面的合金氧化物和内层的富Hf氧化物。反应后的型壳面层有剥落,其界面反应层厚度约10~20μm。因此,Y_(2)O 3陶瓷型壳可满足某型燃气轮机IN6203DS合金的研制需求。 展开更多

关键词 IN6203DS Y_(2)O_(3)陶瓷型壳 界面反应

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基于EDEM的烧结矿卸料螺旋溜槽参数优化研究

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作者 李相臣 王利刚 +3 位作者 佘雪峰 马建军 郭玉静 李海鹏 《烧结球团》 北大核心 2025年第2期21-29,共9页

烧结矿的转运方式直接影响其返矿率,成为限制烧结矿产量提升的重要因素。针对采用传统斜溜槽进行烧结矿转运导致烧结矿返矿率偏高的问题,本文将传统斜溜槽改为螺旋溜槽,并在螺旋溜槽中增设挡板以降低烧结矿与溜槽底板的磨损,采用EDEM模... 烧结矿的转运方式直接影响其返矿率,成为限制烧结矿产量提升的重要因素。针对采用传统斜溜槽进行烧结矿转运导致烧结矿返矿率偏高的问题,本文将传统斜溜槽改为螺旋溜槽,并在螺旋溜槽中增设挡板以降低烧结矿与溜槽底板的磨损,采用EDEM模拟软件模拟不同螺旋溜槽角度、不同挡板高度及不同挡板数量条件下烧结矿下滑速度与分布状态。通过研究获得较优螺旋溜槽工艺参数:螺旋角度为45°,螺距为14 m,挡板数量为50个,挡板间距为0.4 m,挡板高度为150 mm。优化后的螺旋溜槽挡板间可储存一定量烧结矿,增加烧结矿下滑摩擦力,烧结矿下滑速度由7.11 m/s降低到3.63 m/s,降低了烧结矿下滑冲击力,从而使烧结矿返矿率降低,螺旋溜槽寿命延长。 展开更多

关键词 EDEM模拟 烧结矿 返矿率 螺旋溜槽

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CoS_(2)@PANI正极材料构筑及其在铝电池中的电化学性能

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作者 雷海萍 魏天威 +2 位作者 罗乙娲 涂继国 焦树强 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第1期234-244,共11页

本文以聚苯胺(PANI)复合硫化钴(CoS_(2))材料构建了一种新型的复合正极材料CoS_(2)@PANI,并对其在铝离子电池中的电化学性能进行了研究。通过扫描电子显微镜(SEM)对材料形貌进行了表征,结果表明,CoS_(2)和CoS_(2)@PANI正极材料具有非均... 本文以聚苯胺(PANI)复合硫化钴(CoS_(2))材料构建了一种新型的复合正极材料CoS_(2)@PANI,并对其在铝离子电池中的电化学性能进行了研究。通过扫描电子显微镜(SEM)对材料形貌进行了表征,结果表明,CoS_(2)和CoS_(2)@PANI正极材料具有非均匀的微米颗粒结构。通过循环伏安测试和恒流充放电测试了复合材料的性能,发现CoS_(2)@PANI正极材料具有较高的比容量和良好的循环稳定性,Al-CoS_(2)电池的首圈放电比容量约为100 mA·h/g,而Al-CoS_(2)@PANI电池的首圈放电比容量约为230 mA·h/g,循环100圈后,比容量还保持在196 mA·h/g。以上结果均表明,CoS_(2)@PANI正极材料能够有效提高铝离子电池的能量密度和循环寿命,展示PANI材料在材料改性方面的应用潜力。 展开更多

关键词 铝离子电池 正极材料 CoS_(2)@PANI 循环性能

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Al_(2)O_(3)/TiO_(2)/Na_(2)O对石灰在炼钢渣中溶解的影响

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作者 皮溅清 王明理 +3 位作者 张延玲 赵宏博 余阚 李更 《有色金属科学与工程》 北大核心 2025年第1期1-7,共7页

含有Al_(2)O_(3)、TiO_(2)、Na_(2)O组元的赤泥基熔剂对传统的炼钢渣系具有显著的助熔作用,研究炼钢炉渣中石灰的溶解机理及影响其溶解速率的因素,对促进炼钢中无氟熔剂的发展有很大意义。本实验采用圆柱旋转法测定了石灰在含Al_(2)O_(3... 含有Al_(2)O_(3)、TiO_(2)、Na_(2)O组元的赤泥基熔剂对传统的炼钢渣系具有显著的助熔作用,研究炼钢炉渣中石灰的溶解机理及影响其溶解速率的因素,对促进炼钢中无氟熔剂的发展有很大意义。本实验采用圆柱旋转法测定了石灰在含Al_(2)O_(3)、TiO_(2)、Na_(2)O的炼钢渣系中的溶解速率,对其熔化过程矿相变化进行分析论证。结果表明,在1400℃时,石灰溶解的促进系数按Na_(2)O>TiO_(2)>Al_(2)O_(3)的顺序下降,添加10%的Na_(2)O能使石灰溶解的促进系数提高7倍。此外文章探究了Al_(2)O_(3)、TiO_(2)、Na_(2)O对CaO在熔渣中的扩散以及边界层上石灰分解反应的影响,阐明了该条件下石灰的溶解机理。发现同时包含Al_(2)O_(3)/TiO_(2)/Na_(2)O的赤泥基熔剂可以作为合适的炼钢熔剂。 展开更多

关键词 石灰溶解 Al_(2)O_(3)/TiO_(2)/Na_(2)O 炼钢渣

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矿砂料仓均匀下料的优化模拟

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作者 魏代春 倪俊 +4 位作者 曾旺 尹利潭 宫平 寇明银 周恒 《材料与冶金学报》 北大核心 2025年第2期108-113,130,共7页

针对某多粒径分布的矿砂在实际卸料过程易出现料面流动均匀性变差的问题,以该矿砂均匀下料为目标,先采用离散单元法建立了三维料仓下料模型,模拟解析了现有料仓结构下多粒径矿砂的流动行为,并提出了利用高度偏差值指数定量评价下料均匀... 针对某多粒径分布的矿砂在实际卸料过程易出现料面流动均匀性变差的问题,以该矿砂均匀下料为目标,先采用离散单元法建立了三维料仓下料模型,模拟解析了现有料仓结构下多粒径矿砂的流动行为,并提出了利用高度偏差值指数定量评价下料均匀性指数的方法,而后解析了不同导流体结构对矿砂下料均匀性的影响规律.结果表明:现有料仓结构下料过程为典型漏斗流,其流型依次为“一”型至“U”型及“V”型,下料不均匀,高度偏差的最大值达到653 mm;3种类型的导流体均改变了下料流型,使炉料下料均匀性得以改善;其中,叠锥型导流体改善效果最好,高度偏差可降低至300 mm以下,下料均匀性也最优,实际生产中可采用该种导流体结构改善料仓下料的均匀性. 展开更多

关键词 矿砂 离散单元法 导流体 均匀下料 结构优化

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超重力强化分离铜渣中铜的数值模拟及辅助工业设计

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作者 高金涛 李忠达 +3 位作者 郭磊 汪增武 兰茜 郭占成 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2024年第7期1-11,共11页

由于当前铜冶炼工艺产生的铜渣铜含量比较高,采用传统的电炉贫化技术分离铜液滴时间长、回收率低,因此引入超重力技术对贫化过程进行改善。采用数值模拟的方法,以卧式离心机为模型基础,选用转炉铜渣作为试验对象进行研究,借助COMSOL Mul... 由于当前铜冶炼工艺产生的铜渣铜含量比较高,采用传统的电炉贫化技术分离铜液滴时间长、回收率低,因此引入超重力技术对贫化过程进行改善。采用数值模拟的方法,以卧式离心机为模型基础,选用转炉铜渣作为试验对象进行研究,借助COMSOL Multiphysics软件构建模型,模拟铜渣中铜液滴的沉降过程。根据计算结果分析重力系数(G)、温度(T)对不同粒径铜液滴沉降行为的影响。结果表明,在T=1300℃、G=1的条件下,粒径低于80μm的铜液滴无法自由沉降;在恒定温度下,重力系数以及铜液滴粒径的增加均有利于铜液滴在铜渣中的沉降;温度升高会降低铜渣和铜的黏度,促进二者分离。最后,根据铜液滴的沉降数据,对离心机半径、给料速度等工业参数提出优化建议,以提升铜的回收率,降低企业生产成本。 展开更多

关键词 超重力 离心分离 数值模拟 铜渣 沉降

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烧结气氛对煤矸石陶粒烧结过程的影响

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作者 张伟 李宇 +2 位作者 段向杰 黄燚 黄政伟 《冶金能源》 北大核心 2024年第6期25-31,共7页

以全煤矸石陶粒为研究对象,采用氮气气氛分段保护焙烧等实验方法,分析了气氛对煤矸石陶粒烧结过程的影响机理。研究表明,在空气下烧制的陶粒形成红棕色外壳和黑色内核的分层结构,外层中多存在赤铁矿相,而内层多存在含碳相。空气下烧结... 以全煤矸石陶粒为研究对象,采用氮气气氛分段保护焙烧等实验方法,分析了气氛对煤矸石陶粒烧结过程的影响机理。研究表明,在空气下烧制的陶粒形成红棕色外壳和黑色内核的分层结构,外层中多存在赤铁矿相,而内层多存在含碳相。空气下烧结的陶粒孔结构均匀致密,氮气气氛下烧结的样品未出现明显的脱碳后的孔洞。不同阶段采用氮气保护的焙烧实验证明,陶粒在升温过程主要以碳的氧化为主,在高温及降温过程以含铁矿相的氧化为主。煤矸石陶粒烧制主要分为四个阶段:300~600℃的挥发分和有机碳燃烧阶段、600~900℃的固定碳脱除阶段、900~1125℃的陶粒致密化阶段,以及陶粒烧结后的塑形氧化阶段。 展开更多

关键词 煤矸石 烧结气氛 热释放 陶粒 动力学

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