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。

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。

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)。

Mg掺杂改善锂离子电池LiMn_(0.6)Fe_(0.4)PO_(4)/C正极材料电化学性能的研究

本文通过固相反应法合成了Mg掺杂的LiMn_(0.6)Fe_(0.4)PO_(4)(LMFP)正极材料。研究了Mg掺杂对LMFP材料微观结构和电化学性能的影响。结果表明,Mg掺杂材料成功地抑制了一次颗粒的生长,减小了LMFP的晶胞体积。LiMn_(0.6)Fe 0.398 Mg 0.002 PO_(4)/C材料具有良好的电化学性能,在0.2C下的放电容量为162.9 mAh/g,在1C倍率下达到145.2 mAh/g。电化学阻抗谱分析表明,Mg掺杂显著降低了样品的电化学阻抗,提高了锂离子的扩散系数。Mg掺杂结合固相法,为工业生产高性能磷酸铁锰锂电池提供了新的途径。

罐式煅烧炉产能因素分析及应用

针对罐式煅烧炉生产运行中出现的首二层温度提升难、频繁“放炮”、料罐硅砖使用寿命短、达不到设计产能等问题,采取了预热空气通道优化、含尘废气收集、石油焦精准配料等一系列改造措施,并规范了罐式炉日常操作方式,使首二层温度提升50℃以上,“放炮”现象基本消除,单罐产能突破设计值100 kg/h。

浅谈氢氧化铝气态悬浮焙烧炉超低排放除尘器改进实践

本文分析了氢氧化铝气态悬浮焙烧炉在生产过程中,由于大气治理环保排放指标要求,焙烧炉除尘器需要达到超低排放的标准,否则无法评选环保A级企业,另外还会给生产企业带来无法避免的极板极线检修问题,使得生产不能稳定运行。本文借鉴长时间的设计及施工实践经验,分析问题出现的原因,提出了针对焙烧炉静电除尘器的一些应用问题,采用金属滤袋除尘器改造的具体处理方法,有利于焙烧炉稳定运行。

我国电解铝企业布局的“胡焕庸线”

在“双碳”背景下,我国电解铝如何实现低碳发展和绿色转型是当前行业面临的巨大挑战。电解铝碳排放主要来于火电和铝生产过程的排放,能源结构调整和自身减排是实现电解铝碳排放目标的主要路径。本文以胡焕庸线在多领域、多行业的广泛应用成果,追寻我国清洁能源发展的布局,找出适合我国电解铝布局的“胡焕庸线”。以电解铝“胡焕庸线”为基础,电解铝行业通过产业结构调整、绿色低碳技术创新、碳交易等,进行产能转移和装备升级,实现行业碳减排和碳中和目标,走上绿电铝高质量发展之路,迎来行业的“风光无限”。

十层顺流罐式煅烧炉新工艺的控制探讨

石油焦作为炭阳极生产的主要原料,煅烧是炭阳极生产的第一道工序。目前生产煅后石油焦的设备主要分为罐式煅烧炉和回转窑,而罐式煅烧炉本身具有煅烧质量稳定,氧化烧损较小,煅烧物料纯度高,挥发分利用充分,高温废气可充分利用,生产连续、维修小且费用低等优势,被大规模应用。本文分析了新型十层顺流式罐式煅烧炉操作过程中温度、负压及煅后焦质量之间的关系并对煅烧工艺的操作优化进行了探讨。

直热式回转窑法生产钒氮合金返回料添加比例研究

通过五氧化二钒直热式回转窑法中试试验,研究钒氮合金回收料添加比例、温度、停留时间等工艺参数与钒氮合金产品质量的关系,结果表明,钒氮合金回收料最大添加比例5%、焙烧温度1450~1600℃、停留时间18~22 h,能制备出性能较优的VN16。

敞开式阳极焙烧炉火道结构参数与操作参数优化研究

本文以敞开式阳极焙烧炉为例,探究了火道结构和操作参数优化对阳极炭块温差的影响。以原始结构作为工况1,设计了4种优化方案,分别对应工况2~5,探究5种工况下阳极炭块的温差。结果表明,在工况5的情况下阳极炭块的温差最低。随后以工况5为例,探究了助燃空气温度、流量,以及两个喷嘴的燃料流量比例对阳极炭块温差的影响。研究表明,适当提高助燃空气温度和降低助燃空气流量,对提高阳极炭块温度场的均匀分布有积极帮助;当两个喷嘴的燃料流量比例为60%:40%时,阳极炭块的温差最低,此时焙烧炉的热效率最高。

罐式煅烧炉内石油焦热解挥发分迁移路径影响机制

采用计算流体力学(CFD)技术构建罐式炉煅烧石油焦过程仿真模型,研究不同因素对罐内压力及挥发分走向的影响规律。研究结果表明:(1)颗粒粒度是控制罐内压力和挥发分走向的最重要且最有效的因素。当等效粒径d_(p)为1 mm时,在L2~L8火道对应的料罐区域,罐内处于正压状态,挥发分热解气体存在向下迁移趋势,易造成“下火放炮”炉况异常。(2)适当提高火道温度、降低单位排料量和挥发分含量也是抑制“下火放炮”炉况异常的有效措施。火道温度越高,料罐中心的压力越低,料罐出口的热解气体泄漏量也随之降低。单位排料量和挥发分含量越大,料罐中心的压力也越大,料罐出口的热解气体泄漏量也相应增加。研究成果可为揭示“下火放炮”的本质,确保罐式炉稳定运行及节能降耗提供理论基础。

硫铁矿沸腾焙烧炉多相流动反应特性的数值模拟

采用双流体方法对硫铁矿在沸腾焙烧炉内的多相流动反应特性进行数值模拟研究,得到了不同工况下炉内温度分布、各组分分布及反应速率等关键数据,重点分析了进气速度和预热风温对反应速率的影响规律.结果表明:当进气速度由2 m/s增至2.5 m/s时,沸腾焙烧炉内焙烧硫铁矿的反应速率由8.01 mmol/(m^(3)·s)增至13 mmol/(m^(3)·s),同时流化床层厚度会随着进气速度的增加而增大,但过高的气速有可能致使固相扰动SO2的收集工序,因此建议将进气速度调整至2.5 m/s;预热风温对提高沸腾焙烧炉内硫铁矿的反应速率起促进作用,当预热风温由25℃升至600℃时,炉内平均温度升高,反应速率由4.1 mmol/(m^(3)·s)增至6.3 mmol/(m^(3)·s),反应进行得更完全,残硫率也更低;当预热风温到达600℃时,炉内局部区域超过1000℃,极易造成安全隐患,因此建议将预热风温设置在200~300℃.

基于层次分析法的赤泥堆场安全评价研究

赤泥堆场的安全性不仅影响运营期的生产,而且还威胁下游生命财产安全,但是目前赤泥堆场安全评价研究较少。为改善上述问题,本文研究了多因素变化对赤泥堆场安全的影响,构建了赤泥堆场安全评价模型。首先,基于层次分析法结合可拓理论,分析了各评价指标对赤泥堆场的影响程度。根据不同的赤泥特性,从坝体安全、库区防洪安全及人为因素三方面确定了9个评价指标的状况值,利用多级评价原理建立安全评价层次体系;随后,量化各指标并确定指标权重及等级综合关联度,实现赤泥堆场安全等级评估。利用该方法对山西某赤泥库进行了安全等级评价,得出等级为3级,属于一般安全状态。通过与现场检测结果对比,证明该模型可以有效评估赤泥堆场安全性。

云南省铝加工产业现状及展望

铝因其优越的理化特性而被广泛应用于工业、交通、电子、航空航天及民用等各个领域,是国民经济的重要支撑材料。通过对国际、国内及云南省铝加工产业现状进行分析,指出了现阶段云南省铝加工产业存在的问题,提出了云南省铝加工产业改善建议并提出铝加工产业的发展方向。

中频炉烟气吸尘风罩的设计与优化

电解铝行业炭素系统中频炉分布广泛,随着国家对环保排放管控要求的不断提高,中频炉烟气收尘系统达标排放尤为重要。本文介绍了中频炉烟气收尘概况、吸尘风罩工作原理,除尘器与吸尘风罩的关系、吸尘风罩的平均风速等,重点阐述了本公司中频炉吸尘风罩的现状、优化设计过程及效果验证。为中频炉收尘装置的烟气治理提供了宝贵经验,可供相关行业和企业借鉴和推广。

152m^(2) 沸腾焙烧炉产能提升的浅析

在常规湿法炼锌过程中,锌精矿的沸腾焙烧是第一道工序,也是制约生产产能的瓶颈。文章结合实际生产过程,介绍了提高152m^(2)沸腾焙烧炉生产能力的实践经验,通过精细化配料,优化工艺控制,富氧焙烧,搭配适量焙砂以及合理增加冷却盘管等方式,达到提升产能稳定运行的目的。

澳大利亚铝工业的全球化之路--世界铝工业百年兴衰史系列(七)

澳大利亚铝工业始于二战后铝土矿资源的大发现,大型跨国公司蜂拥而至,开矿、建厂,这里成了全球最大的铝土矿和氧化铝出口国。20世纪60-70年代,矿山-氧化铝-电解铝一体化项目盛行;80-90年代,氧化铝和电解铝都进入快速发展期;进入21世纪,铝土矿开发加快,氧化铝仍然强势,电解铝停滞。澳大利亚是全球化的代表,铝产能主要控制在大型跨国公司手里。