氢氧化铝低温焙烧技术研究

氢氧化铝焙烧是氧化铝生产中最后一道工序,能耗约占整个氧化铝厂能源消耗的30%左右,如何降低单位产品能源消耗对于降低运营成本和减少碳及其他污染物排放意义重大。本文通过对气态悬浮焙烧炉理论和现场应用情况的研究分析,重点研究了灼减(LOI)、失重率、颗粒直径、停留时间等与焙烧温度的关系,提出了在气态悬浮焙烧的基础上进一步降低焙烧温度,进而降低单位产品能耗,减少二氧化碳和氮氧化物排放的新型低温焙烧技术。

超高功率电弧炉变压器和电抗器技术参数设计

电弧炉变压器主要作用是降低供电电压,产生大电流,在保证供电效率的情况下,适应电弧炉冶炼所需的电弧弧长,保证电弧炉冶炼过程的安全性。同时提供不同挡位的电压和电流,以满足冶炼过程需要。电抗器主要作用是增加线路的无功功率,降低短路电流和功率因数,稳定电弧燃烧。同时提供不同挡位的电抗,以满足冶炼过程不同工况的需要。变压器和电抗器技术参数的合理设计是保证电弧炉稳定冶炼的关键,依据电弧炉所需的冶炼效率及出钢量,系统分析电弧炉变压器和电抗器参数的设计原理。从分析可知,变压器的容量是基于电弧炉的通电时间及出钢量进行确定,而变压器的二次电压、额定电流及电抗器容量等参数是基于电弧冶炼稳定性的约束条件进行计算。计算结果与JB/T 9640-2014参考值进行对比分析,结果匹配度较好。

漆包线热解炉反应器的数值模拟与优化设计

铜漆包线是重要的二次铜资源,回收过程中表面有机漆层的脱除主要依靠热解,热解炉内的不均加热将导致漆层脱除不完全或铜线表面氧化。以某铜漆包线热解炉为研究对象,通过数值模拟的方法对热解炉内燃烧及传热过程进行计算,并根据模拟结果进行了结构优化:使用EDM燃烧模型模拟甲烷燃烧产生热量,得到炉内高温气流的温度场分布及气流流向,发现炉内存在流动死区及罐体加热不均匀问题。根据计算所得流场及温度场对炉膛结构设计进行优化,增加导流挡板及更改出口位置等,增加热解罐受热面积,解决罐体加热不均问题,提升温度均匀性约58%,可提前20 min达到热解所需温度,在工业生产中可以节省耗气量。

Fe、Ni元素微合金化对Al-11Si铝合金微观组织及力学性能的影响

本研究利用扫描电子显微镜(SEM)、能量散射X射线光谱(EDS)和拉伸试验机,研究了Ni(1.2及1.6wt.%)和Fe(0.6及0.8wt.%)含量对Al-11Si铝合金的微观组织及不同温度下的力学性能的影响。实验结果表明,适量的Ni元素对于Al-11Si合金中富含Fe相的类型、形态和分布具有积极作用。在Al-11Si铝合金中添加1.2wt.%Ni和0.6wt.%Fe可以生成一种类似“汉字状”的富Fe强化相。当进一步增加到1.6wt.%Ni和0.8wt.%Fe后,富Fe相变为了长针状,对Al基体产生严重的割裂作用,降低了合金力学性能。由于含有1.2wt.%Ni和0.6wt.%Fe的Al-11Si铝合金中生成了“汉字状”富Fe强化相,合金的高温拉伸性能得到了显著改善。在350℃的测试温度下,Al-11Si铝合金的抗拉强度(UTS)达到了139 MPa。

中东铝工业的发展简史——世界铝工业百年兴衰史系列(八)

回顾20世纪70年代以来中东铝工业发展历程。中东是世界石油储量的富集地,两次能源危机使这里的石油生产国成为世界最富有的国家之一,有充足的资金发展铝工业。早期只有巴林和阿联酋(迪拜)大力发展铝工业,成果斐然;进入21世纪,卡塔尔、阿曼、沙特先后进军铝工业,各国大力发展非油气产业和调整经济结构,一批具有国际竞争力的新建铝厂拔地而起。中东电解铝厂全部配套自备电厂,用天然气和燃油发电,与下游铝加工合作等,厂区都有预留,扩建空间足。中东各国铝消费量有限,具有典型的出口导向。

炭素煅烧烟道内衬选型分析

随着近年来煅烧烟道内衬多种新型耐火和保温材料的成功研发应用,煅烧烟气余热利用向着更加高效节能、轻型化、施工简便、长寿命、低成本的方向发展。本文对比分析炭素行业各种煅烧烟道内衬材料种类、结构和参数。根据不同的施工条件和生产需求,列出了烟道内衬材料选择的依据和结论,为工程设计和施工企业的技术人员提供了重要的参考和设计依据。

等离子体密度对尾场加速中最优束流负载的影响

探讨了当束团参数固定时,通过改变束团电荷量来改变束流的负载状态以达到最优束流负载条件,以及改变等离子体密度对束流负载特性的影响;通过实验发现,等离子体的入口和出口处均存在逐渐增加或降低的等离子体密度坡,并探究了该密度坡对束团相对能散的影响.利用QuickPIC对粒子的行为及其在等离子体中的演化状态进行了模拟;利用理论分析法对束团状态和相对能散的变化进行了综合分析和论证.结果表明:1)在传播方向上局部微调等离子体密度可降低尾随束团的相对能散;2)密度坡的存在会降低相对能散;3)改变等离子体密度,可实现欠负载、过负载,以及最优束流负载之间的切换,最终能散相较最优束流负载状态下的能散更低.

铜精炼回转式阳极炉长周期安全生产实践

本文结合某冶炼厂回转式阳极炉的生产实践,探讨了回转式阳极炉炉窑寿命的影响因素,分析了炉内各区域耐火材料的选型,筒体砖、端墙砖、风口砖、炉口砖、透气砖等关键区域耐火材料、炉口水套的寿命情况,造渣倒渣机制等对炉窑寿命的影响等,对回转式阳极炉长周期安全生产提出了管控措施及优化建议。

侧吹熔池熔炼炼铜生产实践

富氧侧吹炉是一种综合物料干燥、物料焙烧以及物料熔炼的炼铜生产工艺。基于富氧侧吹炼铜工艺反应机理,对比侧吹炼铜工艺与传统炼铜工艺的特点,结合江铜国兴富氧侧吹炉的生产实践,分析异常炉况产生的原因,并提出相应的处理办法,通过提高富氧浓度,不仅节省了大量的燃料,而且生产效率大大提高。

粗铅熔炼技术中侧吹还原炉水套系统改进工艺研究

本文针对粗铅熔炼工艺,着重描述了侧吹还原炉的工艺原理与生产技术,然后分析了侧吹还原炉上部改为风套系统后的利弊。与原水套系统的对比可知,使用风套系统能提高系统的作业率和物料处理能力,降低工艺设备风险和尾气中CO含量,达到了降本增效的目的。

卡尔多炉内气液两相流混合特性水模型研究

基于相似理论,构建了以工业卡尔多炉为原型1∶4.5等比例缩小的水模型。创新性地提出采用酸碱中和脱色法和量纲分析,研究了各工艺参数(气体流量Q、喷枪高度h、炉体转速ω、液相体积率φ、液相黏度μl和炉体倾角θ)对熔池内气液两相流混匀时间t的影响规律,并建立了t与D(炉体内径)、h、ω、φ、Fr′(修正弗劳德准数)、μl和θ的无量纲关系式。研究结果表明混匀时间随着气体流量的增大、枪位的降低、液相体积的增大、黏度的减小、炉体倾角的提高而减小。研究成果可为卡尔多炉的高效冶炼及优化设计提供理论参考。

基于量纲分析的石油焦颗粒堆积床层阻力特性实验

石油焦中挥发分气体在罐式炉内料罐中的料层气体阻力特性是挥发分能否顺畅逸出的关键。首先通过实验检测方法系统研究石油焦孔隙率、堆积密度等物性参数,其次搭建了石油焦颗粒堆积床层气体流动阻力实验装置,并在此基础上开展了料层高度、床径比、颗粒粒度、气体流速对料层阻力的影响规律研究。结果表明:随着石油焦粒度增加,堆积密度下降,孔隙率上升;当床径比D/d_(p)>20,壁面效应影响可忽略;料层阻力与气体流速正相关,与颗粒粒度负相关;堆积料层阻力关系式为f_(p)=6.922×10^(60)ε^(86.519)(1-ε)^(105.394)Re^(-1.047)_(p),研究可为罐式炉煅烧石油焦挥发分气体的行为提供理论支撑。

闪速炉炉体水系统设计与毛细管安装技术探讨

对闪速炉炉体水系统进行了介绍,分析了闪速炉炉体水系统主管的设计思路,指出了在闪速炉炉体水系统主管设计和集水箱布置过程中需要注意的要点。同时,对炉体水系统毛细管的材质、安装特点和管路设计进行了分析,结合国内外毛细管的安装经验,提出了闪速炉毛细管的安装要点。

对公路隧道智能运维系统的探讨与研究

本文对公路隧道智能运维系统的关键技术进行了探讨与研究,包括传感技术、数据采集和分析技术、通信技术以及智能运维决策算法。在此基础上,设计了公路隧道智能运维系统的系统架构,并实现了数据采集与处理模块、运维决策模块以及远程监控与管理模块,通过实际应用案例介绍和实验方法及结果分析,验证了该系统的可行性和有效性。

基于计算流体动力学的矿热炉水冷型烟道模拟研究

为了研究镍铁冶炼矿热炉水冷型烟道中的烟气流动特性,利用FLUENT对矿热炉水冷型烟道内烟气沉积行为进行模拟。采用RNG k-ε湍流模型计算了流场和传热。同时,采用DPM模型,并考虑了Grant和Tabakoff颗粒反弹模型及JKR理论,建立了颗粒沉积的判断准则,分析了炉气颗粒在碰撞过程中的受力情况及其运动轨迹。

钾碱加压溶出铝土矿过程研究

采用钾碱母液对铝土矿进行高压溶出,考察了反应温度、溶出时间、钾碱浓度、配料分子比、石灰添加量对氧化铝溶出效果的影响。结果表明,在反应温度280℃、钾碱浓度240 g/L、配料分子比1.5、反应时间1 h的条件下,赤泥中铝硅比降到了1.06,Al_(2)O_(3)实际溶出率可达64.61%。添加CaO会降低Al_(2)O_(3)溶出率,但赤泥碱含量也同时降低,赤泥中硅的主要存在形式为KAlSiO_(4)。

电子束精炼FGH4096合金夹杂物冶金机制

研究了不同电子束精炼参数对熔体凝固过程中夹杂物的类型、数量和尺寸分布等影响机制。通过对不同功率精炼后FGH4096合金中O和N含量以及夹杂物的类型、数量和尺寸分布进行了统计分析,结合夹杂物生长动力学揭示了电子束精炼功率对夹杂物生长的影响。电子束精炼制备的FGH4096合金中碳氮化合物和复合相夹杂物的数量密度在夹杂物中占比最大,两者占比达到了95.53%。在碳氮化合物和复合相夹杂物中,TiN-TiC、TiN-(Ti,M)C和Al_(2)O_(3)-TiN-(Ti,M)C的占比较大。夹杂物生长动力学计算结果表明,功率从9 kW增加到12 kW时,由于功率的增加提升了夹杂物形成元素的去除效率,限制夹杂物生长所需的元素含量、降低夹杂物的形成温度从而缩短其生长温度区间。此外,由于冷速变化较小导致夹杂物的生长时间较短,夹杂物尺寸减小。而当功率从12 kW增加到15 kW时,O和N含量降幅较小而熔体冷速的降幅较大,导致夹杂物的生长时间延长。这降低了杂质元素含量去除所带来的影响,夹杂物尺寸增大。

矿热炉烟道颗粒沉积机理的数值研究

为了探究RKEF工艺中颗粒形状及尺寸对烟道颗粒沉积率的影响,基于计算流体力学(CFD)和Det Norske Veritas(DNV)理论,建立了烟道中炉气-颗粒气固两相的多尺度的颗粒沉积模型,精确预测了烟道中颗粒的沉积位置和沉积质量,并通过数值模拟来探究烟道内的沉积率与颗粒大小及形状之间的关系。

基于矿热炉多物理场耦合数值研究还原熔炼过程

建立了瞬态三维数学模型,分析了矿热炉冶炼过程中多物理场分布。该模型利用用户自定义函数(UDF)实现了电热转换、电磁感应和还原反应,对炉内电场、磁场、温度场和质量分数场进行模拟。结果表明:随着电极插入深度的增加,熔池最大温度逐渐升高;焦耳热随时间也不断增加,同电流一样在电弧内侧边缘出现明显的趋肤效应和邻近效应;氧化镍在电弧下方反应强烈,并向两侧逐渐减弱,随着电极插入深度的增加,电弧上方的反应反而变慢,综合考虑2.1 m为最佳电极插入深度。

矿热炉烟道中颗粒沉积特性的数值研究

为了精确揭示烟道中颗粒沉积特性,基于计算流体力学(CFD)和JKR理论,结合多物理场耦合多相流条件下,建立了烟道中炉气-颗粒气固两相的多尺度的颗粒沉积模型,用于精确预测烟道中颗粒的沉积位置和沉积质量,并探究烟道内的颗粒沉积率与烟气温度和烟气流速的关系。