钢液二次精炼脱硫的基础与应用进展

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作者 李光强 朱诚意 +1 位作者 刘畅 郑万 《材料与冶金学报》 北大核心 2025年第5期453-465,共13页

本文中围绕钢液二次精炼脱硫进行文献综述,先介绍了硫元素对钢性能的影响:多数情况下硫会引发铸坯缺陷、导致“热脆”现象,并显著降低材料的力学性能和耐腐蚀性能;在特定钢种如耐磨钢和易切削钢中,硫却能发挥积极作用.然后,探讨了硫在... 本文中围绕钢液二次精炼脱硫进行文献综述,先介绍了硫元素对钢性能的影响:多数情况下硫会引发铸坯缺陷、导致“热脆”现象,并显著降低材料的力学性能和耐腐蚀性能;在特定钢种如耐磨钢和易切削钢中,硫却能发挥积极作用.然后,探讨了硫在钢和渣中的溶解度,并阐述了二次精炼脱硫反应热力学机理,包括硫容量定义、硫分配比计算,以及不同条件下钢液氧位对脱硫的影响与所需渣量计算.其次,分析了脱硫渣的脱硫能力和效率,考察了曼内斯曼指数(MSI)、光学碱度、石灰饱和指数的作用,并指出固-液共存渣的最佳液相率及液相率对脱硫反应速率的影响,讨论了不同渣系脱硫剂的组成.最后,针对不同钢种的脱硫要求,介绍了相应的典型钢包脱硫和RH喷粉脱硫处理工艺,为钢液二次精炼脱硫提供理论与工艺参考. 展开更多

关键词 钢液 二次精炼 脱硫 喷粉 工艺

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温度和气氛对含Ni钢热处理过程氧化动力学和氧化膜特征的影响

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作者 杨治争 张蓬朝 +3 位作者 霍旭东 李光强 汪勇 刘昱 《武汉科技大学学报》 北大核心 2025年第1期1-7,共7页

本文针对给定成分的(0.04%~0.07%)C-(7%~8%)Ni钢,系统探究了热处理温度与气氛对其氧化动力学和氧化膜特征的影响。结果表明,在800~950℃温度范围内,降低气相氧分压可显著抑制该含Ni钢的氧化增重,并使氧化动力学曲线由线性向抛物线转变,... 本文针对给定成分的(0.04%~0.07%)C-(7%~8%)Ni钢,系统探究了热处理温度与气氛对其氧化动力学和氧化膜特征的影响。结果表明,在800~950℃温度范围内,降低气相氧分压可显著抑制该含Ni钢的氧化增重,并使氧化动力学曲线由线性向抛物线转变,表明氧化反应速率的控制步骤由化学反应速率向扩散传质速率转变。由于内氧化层中富Ni金属相与Fe氧化物相互镶嵌形成网状结构,钢材的除鳞性能受到抑制。随着氧化温度的升高,不同气氛下钢样表面外氧化膜厚度均呈增加趋势,但内氧化层的演变则存在差异:在空气中,内氧化膜厚度随氧化温度升高而持续增加;而在高纯氮气气氛中,内氧化膜厚度则随温度升高先增大后减小,在950℃几乎消失。其原因在于高温下致密外氧化膜的形成和长大会降低气体/膜界面的氧浓度梯度,从而抑制了内氧化的发生。 展开更多

关键词 含Ni钢 热处理 氧化动力学 氧化膜 气相氧分压

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板坯连铸结晶器内氩气泡分布与夹杂物去除模拟研究

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作者 曹可儒 马国军 +4 位作者 刘孟珂 方强 吕仁祥 顾华志 姚旺龙 《武汉科技大学学报》 北大核心 2025年第3期168-178,共11页

通过数值模拟与水模型实验相结合的方法,研究了板坯连铸结晶器内钢液-保护渣-氩气泡-夹杂物的多相流行为,重点考察了拉坯速度、吹氩流量、水口倾角和浸入深度对氩气泡分布及夹杂物去除效率的影响。结果表明,随着拉坯速度的增加,结晶器... 通过数值模拟与水模型实验相结合的方法,研究了板坯连铸结晶器内钢液-保护渣-氩气泡-夹杂物的多相流行为,重点考察了拉坯速度、吹氩流量、水口倾角和浸入深度对氩气泡分布及夹杂物去除效率的影响。结果表明,随着拉坯速度的增加,结晶器内氩气泡数量逐渐增多,平均直径逐渐减小,气泡与夹杂物发生率显著增加,夹杂物去除率呈逐渐减小趋势;随着吹氩流量和水口倾角的增加,气泡平均尺寸呈减小趋势,气泡数量明显增加,气泡与夹杂物发生率降低,夹杂物去除率提高,但吹氩流量过大会导致气泡与夹杂物发生率提高;随着浸入深度的增大,结晶器内氩气泡的尺寸逐渐减小,气泡的数量沿断面至窄面范围内呈逐渐增加的趋势,而过大的浸入深度则不利于夹杂物的去除。当吹氩流量为8L/min、拉坯速度为1.2m/min、水口倾角为25°、水口浸入深度为150 mm时,结晶器内气泡与夹杂物发生率为0.015%,夹杂物去除率可达82.20%。 展开更多

关键词 结晶器 氩气泡分布 夹杂物去除 数值模拟 水模型

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高炉内碱金属的分布规律及影响因素

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作者 解明亮 陈汝刚 +3 位作者 余珊珊 王炜 陈绍鹏 陈绪亨 《炼铁》 北大核心 2025年第1期71-76,共6页

目前,高炉内碱金属富集量的研究主要分析整体富集量,而炉内不同区域的碱金属富集量并不相同。为此,根据碱金属在炉内发生的化学反应,建立碱金属分布模型并分析了影响因素。结果表明:①K和Na在炉内富集量最大的区域均在炉身中下部,两者... 目前,高炉内碱金属富集量的研究主要分析整体富集量,而炉内不同区域的碱金属富集量并不相同。为此,根据碱金属在炉内发生的化学反应,建立碱金属分布模型并分析了影响因素。结果表明:①K和Na在炉内富集量最大的区域均在炉身中下部,两者在炉内的分布特征具有相似性,但K的富集量远高于Na②炉内各区域碱金属的富集量,随着入炉碱金属负荷及炉渣碱度的增加而增大;③在三元碱度保持不变时,各区域碱金属的富集量随着炉渣(MgO)含量的增加而减少;④降低入炉碱金属负荷、炉渣碱度和增加炉渣(MgO)含量,均有利于降低炉内碱金属的富集量。 展开更多

关键词 高炉 碱金属 循环富集 分布模型 炉渣碱度

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表面硬化层厚度对TA2纯钛/304不锈钢异质薄板冷轧复合性能的影响

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作者 唐虎 苏思琪 +2 位作者 刘升 肖瑞 曾庆郎 《机械工程材料》 北大核心 2025年第10期36-42,共7页

对轧制态和退火态(680℃×30 min)TA2纯钛板(厚度2 mm)和轧制态和退火态(1050℃×3 min)304不锈钢板(厚度0.85 mm)进行打磨处理,形成不同表面硬化层厚度(117,134,144,177μm),经1道次冷轧得到不同表面硬化层总厚度(261,278,294,... 对轧制态和退火态(680℃×30 min)TA2纯钛板(厚度2 mm)和轧制态和退火态(1050℃×3 min)304不锈钢板(厚度0.85 mm)进行打磨处理,形成不同表面硬化层厚度(117,134,144,177μm),经1道次冷轧得到不同表面硬化层总厚度(261,278,294,311μm)TA2纯钛/304不锈钢复合板,轧后进行500℃×2 h的退火处理,研究了表面硬化层厚度对复合板微观结构和拉伸性能的影响。结果表明:较大表面硬化层厚度下复合板结合界面呈齿状结构,界面附近缺陷较多,较小表面硬化层厚度下复合板结合界面较平整,界面附近几乎不存在缺陷;当硬化层厚度为278μm时,界面最平整,结合最紧密,屈服强度和抗拉强度最大(844,905 MPa),断后伸长率较大(20.4%),拉伸断口形貌由少量撕裂棱和细小韧窝组成;当硬化层厚度过小(261μm)时,强度较小;当硬化层厚度过大(294,311μm)时,断后伸长率较小,断口中撕裂棱及解理平面较多,断裂机制以脆性断裂为主。 展开更多

关键词 TA2纯钛 304不锈钢 冷轧复合板 硬化层厚度 界面

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三辊行星轧制含铋奥氏体不锈钢棒材的工艺参数优化 被引量：4

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作者 胡盛德 杜张环 +1 位作者 余昊 李立新 《武汉科技大学学报》 CAS 北大核心 2021年第1期13-19,共7页

为解决含铋(Bi)奥氏体不锈钢棒材在三辊行星轧制中的芯部开裂问题,本文采用Brozzo延性断裂准则和有限元模拟方法,确定了三辊行星轧制含Bi不锈钢棒材的断裂阈值,采用5因素、4水平正交实验对材料延性断裂行为的影响因素进行极差分析,获得... 为解决含铋(Bi)奥氏体不锈钢棒材在三辊行星轧制中的芯部开裂问题,本文采用Brozzo延性断裂准则和有限元模拟方法,确定了三辊行星轧制含Bi不锈钢棒材的断裂阈值,采用5因素、4水平正交实验对材料延性断裂行为的影响因素进行极差分析,获得了一组最佳轧制工艺参数,即:加热温度1200℃、摩擦系数0.4、轧辊轴线与轧件轴线偏转角度6°、轧辊与轧件倾斜角54°、轧辊转速60 r/min,利用优化参数进行现场轧制,结果显示,所得含Bi奥氏体不锈钢轧件芯部无明显裂纹。 展开更多

关键词 含Bi奥氏体不锈钢 延性断裂准则 三辊行星轧制 正交实验 工艺参数优化 有限元模拟

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富氢燃气对转底炉还原过程的影响

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作者 赵金明 宋明明 +3 位作者 黄原成 叶雁飞 王圣文 徐迁 《炼铁》 北大核心 2025年第4期72-76,共5页

为探究富氢燃气对转底炉还原球团矿过程的影响,进行了数值模拟及实验研究。结果表明:①高温条件下H_(2)还原能力较CO强,提高还原温度,有利于铁氧化物的还原;②随着燃气中H_(2)比例的提高,转底炉高温区域逐步扩大,平均温度由1230℃上升至... 为探究富氢燃气对转底炉还原球团矿过程的影响,进行了数值模拟及实验研究。结果表明:①高温条件下H_(2)还原能力较CO强,提高还原温度,有利于铁氧化物的还原;②随着燃气中H_(2)比例的提高,转底炉高温区域逐步扩大,平均温度由1230℃上升至1330℃;③燃气中H_(2)比例由10%提高至25%,转底炉内距进料口90°处,炉气中H,由14.9%提升至17.2%;④还原温度1250℃,燃气中H比例从0提高至25%时,球团矿还原度从60.5%提升至85.5%,但进一步提高H,比例至30%时,球团矿还原度反而下降,建议将转底炉燃气的富氢比例控制为25%左右。 展开更多

关键词 转底炉 富氢燃气 还原实验 数值模拟 温度场

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低品位块矿烧结工艺正交试验优化研究 被引量：1

8

作者 易正明 陈轩 +3 位作者 杨福 聂礼 杜东 张东升 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期73-76,共4页

为了合理利用低品位矿产资源,以褐铁矿、赫章块矿为研究对象,设计四因素三水平正交试验,分别使用褐铁矿、赫章块矿、烧结矿作铺底料,研究了烧结碱度、MgO含量、配碳量对烧结成品率、烧结矿转鼓强度与冶金性能等烧结指标的影响,并获得了... 为了合理利用低品位矿产资源,以褐铁矿、赫章块矿为研究对象,设计四因素三水平正交试验,分别使用褐铁矿、赫章块矿、烧结矿作铺底料,研究了烧结碱度、MgO含量、配碳量对烧结成品率、烧结矿转鼓强度与冶金性能等烧结指标的影响,并获得了优化的烧结工艺参数。验证试验结果表明,选取褐铁矿作烧结铺底料,最佳烧结工艺参数为:烧结碱度2.2、配碳量6.0%、MgO含量1.9%,在此工艺下烧结成品率可以达到72.80%,烧结矿转鼓指数68.01%,低温还原粉化性83.0%,还原性85.08%;在烧结过程中能有效脱除块矿所含结晶水、硫等有害杂质,提高块矿铁品位,冶金性能得到改善,有助于高炉顺行。 展开更多

关键词 烧结杯试验 褐铁矿 正交设计 低品位矿 烧结 铺底料

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新能源汽车驱动电机用无取向硅钢应用现状和性能调控研究进展 被引量：38

9

作者 朱诚意 鲍远凯 +2 位作者 汪勇 马江华 李光强 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第23期23089-23096,共8页

汽车和钢铁是我国的支柱产业。新能源汽车可以缓解汽车对化石燃料的依赖,降低温室气体排放量,减少环境污染,具有广阔的应用前景。驱动电机是新能源汽车的动力中心,铁芯是驱动电机实现能量转换的关键部件。无取向硅钢是目前性价比最高、... 汽车和钢铁是我国的支柱产业。新能源汽车可以缓解汽车对化石燃料的依赖,降低温室气体排放量,减少环境污染,具有广阔的应用前景。驱动电机是新能源汽车的动力中心,铁芯是驱动电机实现能量转换的关键部件。无取向硅钢是目前性价比最高、商业化应用最普遍的铁芯材料。开发高频下低铁损、高磁感、高强度的驱动电机用无取向硅钢,是实现新能源汽车产业高质量发展的前提。高品质无取向硅钢可以提升新能源汽车驱动电机能量转换效率、输出功率,延长其使用寿命,并降低材料成本,因而倍受行业关注。本论文从满足铁芯加工装配、保证能量转换效率、降低制备和使用成本、适应电机工作环境变化四个方面归纳出新能源汽车驱动电机对无取向硅钢性能的特殊要求;评价了国内外驱动电机用无取向硅钢主要生产企业的技术开发现状和不同规格产品的铁损、磁感、强度指标;综述了国内外通过优化合金成分体系设计、组织结构调控、制备工艺及产品规格来提高新能源汽车驱动电机用无取向硅钢性能和产品性能评价方面的研究进展;分析了目前驱动电机用无取向硅钢制备和使用过程中存在的问题;指出了未来新能源汽车驱动电机用无取向硅钢的发展趋势,以期为我国新能源汽车驱动电机用高强度无取向硅钢的研发和低成本制造提供参考。 展开更多

关键词 新能源汽车驱动电机 高强度无取向硅钢 合金化 组织结构 性能

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冶金离子熔体电导率测定技术进展 被引量：2

10

作者 劳一桂 高运明 +1 位作者 王强 李光强 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期1882-1888,共7页

冶金离子熔体是高温电解冶炼、金属精炼等冶炼过程中的反应介质或多相反应的直接参与者。为保证冶炼过程的顺利进行,冶金离子熔体必须具有适宜的物理化学性质。电导率作为冶金离子熔体的一项重要物理化学性质,在冶金生产过程中对控制产... 冶金离子熔体是高温电解冶炼、金属精炼等冶炼过程中的反应介质或多相反应的直接参与者。为保证冶炼过程的顺利进行,冶金离子熔体必须具有适宜的物理化学性质。电导率作为冶金离子熔体的一项重要物理化学性质,在冶金生产过程中对控制产品质量、生产效率、能耗和成本等具有重要意义。此外,电导率与离子熔体结构、离子迁移、导电机理和电极反应机理息息相关,研究冶金离子熔体的电导率也有助于研究冶金的基础理论。因此,电导率对冶金领域的重要性不言而喻,它的精确测定一直以来都是冶金工作者关注的一个重点。液态电解质电导率的测定通常在电导池中进行。但冶金离子熔体温度往往很高,导致电导率的测定存在困难,诸如合适的电导池的构建以及电极材料的选择。在测定原理的指导下,已经发展了多种电导率测定技术,目前测量冶金离子熔体电导率常用的方法有交流二电极法、交流四电极法、连续改变电导池常数法(CVCC法)和同轴圆筒法。交流二电极法和交流四电极法由于其电导池结构相对简单,电极、电导池材料获得容易,适用范围广,在监管生产过程中或在需要快速获得电导率数据的情况下得到了广泛应用。相对于交流二电极,交流四电极的优越性在于将测定电压和电流的电极分开,测定电压的电极上几乎没有电流经过,无需考虑电极和引线电阻。但这两种方法在电导池结构上均存在缺陷,使得测试的精度难以把握。CVCC法和同轴圆筒法相对于前两者,在电导池结构上的优越性使得它们的测定精度较高,可在对精度要求较高的情况下使用。但它们的电导池结构通常较为复杂,CVCC法在某些条件下需要特定的材料才能满足实验要求,从而导致实验成本高;同轴圆筒法尽管在电极对中的条件下具备免标定的优势,但高温下依然存在电极变形的影响,同时该法的电导率测试范围受到实验条件下能构建的电导池大小的限制。本文主要对上述四种电导率测定方法的原理、技术优缺点、操作、使用条件及测定效果等进行了归纳总结;此外还对四种电导率测定方法之间的联系进行了简单分析,以期指导实验室电导率的测定。 展开更多

关键词 电导率 冶金离子熔体 交流二电极法 交流四电极法 连续改变电导池常数法(CVCC法) 同轴圆筒法

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锌在高炉原燃料中富集规律的实验研究 被引量：6

11

作者 朱斌 周进东 +1 位作者 潘祎 李昕 《武汉科技大学学报》 CAS 北大核心 2020年第2期105-110,共6页

本文设计了一种新的实验方法,模拟了高炉气氛条件下锌的富集规律,研究了锌蒸气随煤气从高温到低温过程中,锌在焦炭和烧结矿上的赋存形态。结果表明,493~905℃温度范围内,锌以极微小或絮状ZnO存在于焦炭表面,以淡黄色ZnO壳存在于烧结矿表... 本文设计了一种新的实验方法,模拟了高炉气氛条件下锌的富集规律,研究了锌蒸气随煤气从高温到低温过程中,锌在焦炭和烧结矿上的赋存形态。结果表明,493~905℃温度范围内,锌以极微小或絮状ZnO存在于焦炭表面,以淡黄色ZnO壳存在于烧结矿表面;当低于493℃时,锌以白色的ZnO和珠状金属锌存在于焦炭表面,但烧结矿表面未直接观察或检测到含锌物质。 展开更多

关键词 高炉 焦炭 烧结矿 锌富集 ZnO 赋存形态

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工艺参数对吹氩结晶器内液态保护渣流动性的影响 被引量：2

12

作者 黄思思 程常桂 +2 位作者 张金磊 李阳 刘亮 《武汉科技大学学报》 CAS 北大核心 2022年第4期241-247,共7页

通过建立吹氩结晶器水模型,研究了吹氩流量、拉坯速度、液态保护渣初始黏度对结晶器内液态保护渣流动性的影响。结果表明,吹氩流量较小时,水口附近区域液态保护渣含气率高,液态保护渣表观黏度大,随着吹氩流量的增大,液态保护渣黏度峰值... 通过建立吹氩结晶器水模型,研究了吹氩流量、拉坯速度、液态保护渣初始黏度对结晶器内液态保护渣流动性的影响。结果表明,吹氩流量较小时,水口附近区域液态保护渣含气率高,液态保护渣表观黏度大,随着吹氩流量的增大,液态保护渣黏度峰值向远离水口方向偏移,同时沿结晶器宽度方向上液态保护渣表观黏度差值和液态保护渣的流动性差异性均有所增大;随着拉坯速度的增大,水口附近区域的保护渣表观黏度呈下降趋势,靠近结晶器窄面区域的保护渣表观黏度呈上升趋势;随着液态保护渣初始黏度的增大,水口附近区域保护渣表观黏度呈先上升后下降的趋势,靠近结晶器窄面区域保护渣表观黏度则变化不显著。 展开更多

关键词 吹氩 结晶器 液态保护渣 表观黏度 工艺参数

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铬渣对烧结矿矿相结构及冶金性能的影响 被引量：1

13

作者 徐菊 马国军 +2 位作者 郑顶立 张翔 海远浩 《烧结球团》 北大核心 2023年第4期16-23,共8页

铬渣中含有毒性很强的Cr(Ⅵ)和大量有价金属铁,将其作为烧结原料不仅可以利用还原性气氛还原铬渣中的Cr还可以回收其中的有价金属,实现铬渣的无害化和资源高效利用。为探索在烧结过程中铬渣配加对烧结矿冶金性能的影响,本文开展添加铬... 铬渣中含有毒性很强的Cr(Ⅵ)和大量有价金属铁,将其作为烧结原料不仅可以利用还原性气氛还原铬渣中的Cr还可以回收其中的有价金属,实现铬渣的无害化和资源高效利用。为探索在烧结过程中铬渣配加对烧结矿冶金性能的影响,本文开展添加铬渣对烧结矿矿相、烧结参数及烧结矿转鼓强度、低温还原粉化和软熔性能的影响规律研究。研究结果表明:在烧结生产中需控制铬渣配入量为3%以下;随着铬渣配比的增加,烧结矿的产量、产率以及烧结速度降低;烧结矿中复合铁酸钙黏结相质量分数减少,硅酸盐黏结相增加,导致烧结矿的转鼓强度由54.93%下降到47.46%;烧结矿中赤铁矿晶粒由粒状变为斑状以及骸晶状,使低温还原粉化指数由59.77%下降到52.46%,但当铬渣配比增加到9%时,矿相中出现了板状赤铁矿和针状复合铁酸钙的交织状结构,低温还原粉化指数增加到59.07%。由于铬渣中含有10%的Al 2O_(3),生成的富铝渣会降低软化开始温度,增加软化区间,恶化料柱透气性。本文研究成果可为铬渣的综合利用提供理论基础。 展开更多

关键词 铬渣 烧结 矿相结构 冶金性能

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氢基竖炉最佳开炉条件的数值模拟研究 被引量：1

14

作者 金焱 姜晓晴 +3 位作者 王炜 刘子钰 秦建涛 蔡国庆 《武汉科技大学学报》 CAS 北大核心 2024年第5期321-328,共8页

利用组分输运模型对不同孔隙度、入口温度、H2含量条件下氢基竖炉开炉5 h的升温情况进行了模拟研究。结果表明,当还原气体组分及入口温度保持不变时,随着孔隙度的增大,炉内中心温度总体呈现升高的趋势;当孔隙度与入口温度保持不变时,炉... 利用组分输运模型对不同孔隙度、入口温度、H2含量条件下氢基竖炉开炉5 h的升温情况进行了模拟研究。结果表明,当还原气体组分及入口温度保持不变时,随着孔隙度的增大,炉内中心温度总体呈现升高的趋势;当孔隙度与入口温度保持不变时,炉内中心温度随着还原气体中氢气含量的增高而降低;当孔隙度与还原气体成分保持不变时,炉内中心点温度随着入口温度的上升而升高。氢基竖炉的最佳开炉条件为孔隙率0.40~0.42、还原气体中H_(2)和CO体积占比为40%和60%、入口温度1173 K。 展开更多

关键词 氢基竖炉 组分输运模型 孔隙度 还原气成分 入口温度

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磷石膏的综合利用及其在建筑材料领域的应用研究进展 被引量：31

15

作者 周武 李杨 +4 位作者 冯伟光 苏轶 揭伟哲 张华 倪红卫 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2024年第2期534-542,共9页

磷石膏是湿法制备磷肥工艺过程中的副产物,主要物相是CaSO_(4)·2H_(2)O。我国磷石膏产量居世界第一,综合利用率却不到50%,堆存量已达8亿吨,对生态环境造成了严重破坏,因此,探索磷石膏的有效利用途径已迫在眉睫。本文对磷石膏综合... 磷石膏是湿法制备磷肥工艺过程中的副产物,主要物相是CaSO_(4)·2H_(2)O。我国磷石膏产量居世界第一,综合利用率却不到50%,堆存量已达8亿吨,对生态环境造成了严重破坏,因此,探索磷石膏的有效利用途径已迫在眉睫。本文对磷石膏综合利用主要领域的研究现状进行了分析,其中磷石膏在化工领域的利用率仅有5%,在农业领域的利用率也只有2%,而建筑材料领域是目前磷石膏的主要应用领域。目前将磷石膏应用于水泥缓凝剂、石膏砌块和水泥砂浆已经实现了工业化;将磷石膏应用于胶凝材料和路基材料,由于浸出毒性的问题,并未大规模应用;将磷石膏用作填充剂则因为材料强度较低,仅仅停留于实验室探索阶段。最后展望了未来无害化利用磷石膏技术研究的发展趋势,以期为解决磷石膏的堆存问题提供参考。 展开更多

关键词 磷石膏 综合利用 应用领域 建筑材料 研究现状 发展趋势

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吹氩模式对钢包内多相流流动行为影响的数值模拟研究 被引量：3

16

作者 秦绪锋 王凤良 +3 位作者 程常桂 李阳 卫卫 金焱 《武汉科技大学学报》 CAS 北大核心 2024年第1期1-10,共10页

以某钢厂150 t钢包为对象,通过数值模拟手段研究了吹氩模式和吹氩流量对钢包流场、钢渣界面行为和壁面剪应力分布的影响。结果表明:单孔吹氩模式下,钢包内环流远端流速低,钢渣界面流动不活跃,易导致此处渣层冷凝结壳;双孔等流量吹氩模式... 以某钢厂150 t钢包为对象,通过数值模拟手段研究了吹氩模式和吹氩流量对钢包流场、钢渣界面行为和壁面剪应力分布的影响。结果表明:单孔吹氩模式下,钢包内环流远端流速低,钢渣界面流动不活跃,易导致此处渣层冷凝结壳;双孔等流量吹氩模式下,随着吹氩流量增大,钢渣界面流速增加,但其流动活跃性降低;双孔差流量吹氩下,大吹氩流量时钢渣界面能维持一定范围的活跃流动。当吹氩流量在120~240 L/min范围,单孔吹氩所形成的渣眼面积大于两种双孔吹氩模式;当吹氩流量超过240 L/min,双孔等流量吹氩下渣眼面积最大,双孔差流量吹氩对应的渣眼面积最小。另外,单孔吹氩下壁面剪应力最大,应力面积较小,双孔等流量吹氩下剪应力虽然显著降低,但分布区域面积增大。综上所述,双孔差流量吹氩模式可以在提高钢液精炼效率的同时,降低对钢包内衬耐火材料的流动侵蚀。 展开更多

关键词 钢包 底吹氩 吹氩流量 多相流流动 钢渣界面 壁面剪应力 数值模拟

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钢液真空处理过程中Mn挥发动力学研究 被引量：1

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作者 何瑞翔 张翔 +3 位作者 马国军 陈子宏 郑顶立 杜天雨 《武汉科技大学学报》 CAS 北大核心 2024年第2期81-86,共6页

Mn作为提高钢材强度的主要元素之一,在钢液真空处理过程中的挥发会对钢材成分及质量控制产生不利影响,因此,明确钢液中Mn的挥发机理,并据此精确调控钢液中Mn含量,对于保证钢材质量显得尤为重要。本研究针对X80管线钢的真空精炼处理过程... Mn作为提高钢材强度的主要元素之一,在钢液真空处理过程中的挥发会对钢材成分及质量控制产生不利影响,因此,明确钢液中Mn的挥发机理,并据此精确调控钢液中Mn含量,对于保证钢材质量显得尤为重要。本研究针对X80管线钢的真空精炼处理过程,分析了气相压强和熔炼温度对钢液中Mn挥发行为的影响。结果表明:随着熔炼温度的升高和气相压强的降低,钢液中Mn挥发速率明显加快;在熔炼温度1903 K、气相压强19 Pa、处理时间40 min条件下,Mn挥发率高达92.26%。在熔炼温度1823~1973 K、气相压强19~670 Pa条件下,Mn挥发遵循一级反应规律,其表观挥发速率常数在(0.41~26.56)×10^(-5)m/s范围内;在气相压强19~670 Pa、熔炼温度1903 K的条件下,Mn挥发主要受气相传质的限制;在气相压强226 Pa、熔炼温度1823~1973 K的条件下,Mn挥发的表观活化能达到120.20 kJ/mol,限制性环节为气-液界面反应;本研究条件下,液相传质对Mn挥发速率的影响较小。 展开更多

关键词 真空处理 钢液 MN 挥发 熔炼温度 气相压强 传质系数 动力学

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氧气体积分数对钒钛磁铁矿球团氧化过程的影响 被引量：1

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作者 罗杰 郑魁 +2 位作者 黄云 林文康 王炜 《烧结球团》 北大核心 2024年第4期49-56,共8页

提高高炉球团配比有利于降低钢铁行业的污染物和碳排放,为了使钒钛磁铁矿球团在高炉中得到更好的应用,本文研究了氧气体积分数对钒钛球团氧化速率的影响,利用动力学模型分析了其氧化反应的控速环节,分析了钒钛球团氧化过程物相组成、矿... 提高高炉球团配比有利于降低钢铁行业的污染物和碳排放,为了使钒钛磁铁矿球团在高炉中得到更好的应用,本文研究了氧气体积分数对钒钛球团氧化速率的影响,利用动力学模型分析了其氧化反应的控速环节,分析了钒钛球团氧化过程物相组成、矿相结构等演变规律。结果表明:富氧能促进钒钛磁铁矿球团的氧化,钒钛磁铁矿球团的氧化过程符合未反应核模型,氧化过程前期以界面化学反应控速为主,后期以内扩散控速为主,内扩散阻力大于界面化学反应时的氧化度随着氧气体积分数的增加而降低。钒钛磁铁矿球团的氧化伴随着Fe_(3)O_(4)→Fe_(2)O_(3)、Fe_(2.75)Ti_(0.25)O_(4)→Fe_(2)TiO_(4)/FeTiO_(3)→Fe_(9)TiO_(15)的物相转变过程,在预热氧化过程会出现赤铁矿连晶,致使矿物间的孔隙率降低,氧气内扩散的阻力增大,氧化反应的速率降低。 展开更多

关键词 氧气体积分数 钒钛磁铁矿球团 动力学 矿物组成

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基于CFD-DEM方法的高炉回旋区气固运动行为及形貌特征研究

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作者 李承志 蒋景胜 +2 位作者 张正东 熊玮 周进东 《武汉科技大学学报》 CAS 北大核心 2024年第6期401-410,共10页

本文以某3200m3高炉为对象建立等比例三维局部数学模型,采用CFD-DEM耦合算法分析了风口回旋区形成过程中鼓风空气和焦炭颗粒的运动行为,并研究了鼓风量和风口直径对稳态回旋区形貌特征的影响。结果表明,风口回旋区在形成过程中,高速热... 本文以某3200m3高炉为对象建立等比例三维局部数学模型,采用CFD-DEM耦合算法分析了风口回旋区形成过程中鼓风空气和焦炭颗粒的运动行为,并研究了鼓风量和风口直径对稳态回旋区形貌特征的影响。结果表明,风口回旋区在形成过程中,高速热风与焦炭颗粒进行剧烈的动量交换,随着鼓风冲击深度的增加,气流末端速度减弱,气流向阻力较小的风口上方发展,回旋区空腔结构初步形成。空腔内部空隙率较高,料层阻力较小,回旋区附近气流趋向于沿回旋区边界流动并发展为涡旋状流场,部分焦炭颗粒在回旋区边界做高速运动。此外,提高风口鼓风量和减小风口直径均会显著增加稳态回旋区在高度和深度方向上的尺寸,空腔的截面形状也由圆形逐渐转变为类似羽毛状的椭圆形。 展开更多

关键词 CFD-DEM耦合 高炉 风口回旋区 形貌特征 气固作用

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FeO影响CaO-SiO2-MgO-Al2O3-Cr2O3体系中含铬尖晶石晶体析出的热力学分析 被引量：4

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作者 余岳 王迪 +2 位作者 李建立 朱航宇 薛正良 《武汉科技大学学报》 CAS 北大核心 2018年第1期15-19,共5页

不锈钢渣中的铬以尖晶石矿物相状态赋存时不易溶出,有利于钢渣的资源化利用。本文基于熔体非平衡凝固理论,采用热力学数据库FactSage 7.0研究了FeO添加量对CaO-SiO_2-MgO-Al_2O_3-Cr_2O_3不锈钢渣体系中尖晶石晶体析出温度、析出量、化... 不锈钢渣中的铬以尖晶石矿物相状态赋存时不易溶出,有利于钢渣的资源化利用。本文基于熔体非平衡凝固理论,采用热力学数据库FactSage 7.0研究了FeO添加量对CaO-SiO_2-MgO-Al_2O_3-Cr_2O_3不锈钢渣体系中尖晶石晶体析出温度、析出量、化学组成及铬元素赋存状态的影响规律。模拟计算结果表明,尖晶石晶体为高温析出相,主要由MgCr_2O_4和FeCr_2O_4组成;随着FeO添加量不断增多,尖晶石晶体的析出温度逐渐降低,其最终析出量逐渐增加,析出物中FeCr_2O_4所占比例增加而MgCr_2O_4相对减少;铬元素的赋存状态未受FeO添加量变化影响,仍以尖晶石固溶体形式存在。 展开更多

关键词 不锈钢渣 铬 FEO 尖晶石 FactSage 非平衡凝固 热力学分析

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