微波在冶金过程中应用的现状与前景

近20年微波能在许多领域得到了应用和发展,但在冶金过程中的应用还处于起步阶段.本工作主要回顾了微波能在矿物处理和金属提取、回收及材料制备过程中(如加热、磨碎、氧化物矿碳热还原、浸出和冶金废弃物处理等方面)的研究结果和进展情况.尽管在这些方面已有许多研究成果,展现出微波在冶金过程应用的一些优点,但对微波与矿物和金属相互作用的机理及一些现象,仍存在一些认识上的分歧或不明之处.目前,提高微波能的转换效率、研制大功率微波发生器和设计高效的反应器,仍是微波工业化应用的关键.

中间包结构优化及冶金效果

通过水模型实验,对四流圆坯中间包三种挡墙形式下的包内流场进行模拟研究。结果表明:原挡墙控流下的中间包同一侧两流之间的流体流动特性存在很大差异,与内侧相比,外侧流的最小停留时间、峰值时间长、死区体积大,造成中间包内钢液温度不均匀,夹杂物不能有效地上浮去除。U型挡墙能很好地解决各流间的同步性,但是最小停留时间短,死区比例较大。采用Y型挡墙可以有效地改变中间包内流场分布,促进夹杂物上浮,提高钢水清洁度,为三种挡墙形式之最优。工业试验表明,Y型挡墙在降低铸坯总氧和夹杂物方面均优于原挡墙。

氩气保护电渣重熔脱硫预测研究

在工业级氩气保护电渣重熔过程中,钢中脱除的硫在渣中积累,会影响脱硫反应效率,造成重熔锭中硫含量分布不均。目前,电渣脱硫研究主要是基于规格较小的实验级,与大规格的工业级电渣脱硫动力学条件差别明显,故相关研究成果在工业应用中存在局限性。因此,本研究建立了工业级电渣重熔过程脱硫反应模型,经3吨氩气保护电渣实验验证,模型计算结果与实验结果基本一致。研究结果表明,降低电极和渣中初始硫含量、增加渣量、提高硫容量、降低电极下降速度均有利于提高脱硫率。基于研究结果推导出模型简化公式,可直接近似求解重熔锭不同质量处的硫含量。

超声波在钢铁冶金中的应用

通过对超声波在钢铁冶金中应用的研究现状得出:超声波在钢铁冶金中有广泛的应用前景,可以用来去除钢液中的气体和夹杂物,同时可以改善铸坯表面质量和内部组织结构,也可用于合金和对方向性有要求的新材料的开发。

国内外冶金工业源头节能减排的新方法、新技术

简单的节能减排阶段已经过去,节能已经不能单纯地只面对能源和污染物了,更要着眼于工艺、装备的变革.根据中国钢铁工业发展阶段变化带来的新形势和新要求,通过国内外考察和前期研究可知,发达国家专家认为靠技术节能减排已经不能获得较好的节能减排效果了,而是通过工艺革命或工艺革新,在保证产品质量和产量的前提下,从源头减少能耗和污染物的产生;根据国内对通过改变工艺实现节能减排的作法还较少的现实,分析总结国外冶金工业源头节能减排的新方法、新技术,得出中国冶金工业节能减排的基本途径:即在继续现有研究和推广节能减排技术的同时,要开始源头节能减排的新工艺、新装备的研究.对国内源头节能减排新工艺装备的一些案例研究进行了介绍.

从高校危机谈大学生危机管理

当前,在高校的发展中时常遇到来自各方面的危机影响,加强高校的危机管理已成为高校发展所必须。在高校危机管理中,学校是载体,学生是主体,他们与一些危机因子的产生密切相关,又是受危机影响最多的群体,因此,大学生危机管理是高校危机管理中一个十分重要的新课题。本文针对高校危机,就大学生危机管理概念、大学生危机管理渠道、大学生危机管理能力三个方面进行探索。

小方坯结晶器电磁搅拌的冶金效果

文章通过研究电磁搅拌对小方坯SWRCH35K钢铸坯内部质量的影响,确定小方坯铸机生产中、高碳钢种时,采用电磁搅拌工艺可以改善连铸坯的中心裂纹、扩大中心等轴晶区面积、均匀铸坯中碳成分。采用电磁搅拌工艺后,小方坯铸坯质量得到明显提高。

如何实现水环境的生态发展

水资源短缺引发的水环境失衡问题将成为人类最突出的矛盾,水环境恶化严重威胁到人类赖以生存的环境。寻求实现水资源的可持续利用成为解决水环境问题的长期任务,也是本文的研究目的所在。

基于热-质平衡的液态钢渣改性剂添加量的研究

为了同时利用钢渣及其高温余热,以出炉温度为条件,建立热平衡和物料平衡,定量分析了粉煤灰与炼钢炉渣的质量比随着粉煤灰预热温度和改性反应温度变化的规律。得到了炉渣改性剂的添加比例和改性后炉渣的熔化温度之间的关系。工业验证实验结果表明,改性后的钢渣降低了CaO/SiO_(2)和游离CaO含量,不仅高效利用了熔渣显热,还提高了铁氧化物的回收率和钢渣的胶凝活性。

基于SE注意力机制的废钢分类评级方法

为了解决传统人工方法对废钢分类评级人为因素干扰大且效率低下等问题,提出基于挤压-激励(Squeeze-Excitation,SE)注意力机制构建废钢分类评级的深度学习网络模型,并对采集到的废钢卸载过程图像进行模型训练和验证.首先,搭建物理尺寸比例为1∶3废钢质量查验物理模型,采用高分辨率视觉传感器模拟采集货车卸载废钢作业场景下不同废钢的形貌特征;然后,对采集到的废钢图像使用跨阶段局部网络进行特征提取,利用空间金字塔结构解决特征丢失问题,采用注意力机制关注通道间的相关性;最后,在包含7个标签分类的两个数据集进行模型训练与验证.实验表明:该模型能够有效地对不同级别的废钢进行自动评级判定,全类别准确率达到83.7%,全类别平均精度为88.8%,在准确性方面相比于传统人工验质方法具有显著优势,解决了废钢入库过程中质量评价的公正性难题.

基于深度学习的废钢分类评级方法研究

废钢是现代钢铁工业重要的铁素来源,是钢企实现碳中和的重要原料。不同级别的废钢价格悬殊,其质量直接影响钢企的生产成本和产品质量。因此,废钢入炉前的分类和评级问题,受到钢企的普遍重视和高度关注。针对传统人工方法在废钢的分类评级中所出现的效率低、安全性和公正性差等问题,基于深度学习中的卷积注意力机制和加权双向特征融合网络构建废钢分类评级模型。首先,搭建废钢质量查验物理模型,模拟货车卸载废钢的生产作业场景,采用高分辨率视觉传感器采集不同类别的废钢图像。其次,设计了一种结合注意力与特征融合的废钢验质深度学习模型,将卷积注意力模块(convolutional block attention module,CBAM)加入主干网络对采集的废钢图像数据集进行特征提取,聚焦并保留图像的重要特征;使用双向特征金字塔(bidirectional feature pyramid network,BiFPN)平衡多尺度特征信息,进行多尺度特征融合。最后,在模型预测阶段,利用所构建的废钢质量验质模型进行废钢类别和质量判级,验证模型的精确性与检测效率。基于自制废钢验证数据集,与主流的目标检测模型Faster R–CNN、YOLOv4、YOLOv5系列以及YOLOv7进行性能比较。实验结果表明:本研究构建的废钢质量验质模型识别判级的准确率Acc达到了86.8%,所有类别平均精度m AP为89.2%,均高于对比的目标检测模型,在准确性、实时性以及识别评级效率方面可满足实际生产应用,解决废钢分类评级过程中的诸多难题,实现废钢的智能验质和公正判定。

35MnVS非调质钢针状铁素体形核原位观察

非调质钢生产过程中由于省去了淬火、回火等热处理工序,符合倡导的高效节能钢的发展要求。然而,非调质钢产品仍会出现铁素体晶粒粗大等问题,导致组织和性能不均匀,严重影响其使用寿命。本研究利用高温激光共聚焦显微镜,采用样品表面熔化的方法,研究非调质钢中微观组织的演变过程及铁素体形核规律,以及铁素体异质形核的特点。结果表明:非调质试样钢凝固过程相的转变阶段主要分为:1480℃时液相开始向奥氏体转变,1420℃到1400℃为TiN-MnS夹杂物的形核析出温度区间,780℃为α-Fe相的开始形核温度;原位观察实验中,当样品温度下降到1420℃左右时,钢中开始析出尺寸细小的Al 2O 3-MgO夹杂物,而试样冷却至室温时,试验钢中的夹杂物主要成分为TiN-MnS;热力学计算结果表明,在785℃时奥氏体开始向铁素体发生转变,α-Fe含量不断增多,并在690℃时达到最大值,和原位观察实验结果基本一致。本研究对理解氧化物冶金过程,及进一步改进该工艺和应用效果,均具有重要意义。

超高速薄板坯连铸结晶器内的坯壳形变行为

针对薄板坯漏斗型结晶器内,漏斗区坯壳受到挤压形状变化,铸坯表面裂纹发生机率极大增加的问题。基于节点温度继承和接触算法,建立了一种新的薄板坯漏斗型结晶器内的三维应力分析模型,解析了FTSC结晶器内铸坯的传热和形变行为。结果表明:高拉速条件下,漏斗过渡区的坯壳在结晶器上部呈现向平行区偏移趋势,并随着坯壳向下行至结晶器中部开始反向移动。在拉速为4.0~6.0 m/min的条件下,随着拉速的增加,坯壳向漏斗区方向位移量减小,位移方向偏转的转折点由结晶器液面下300 mm下降至600 mm处;在结晶器出口处,坯壳宽面中心、窄面中心及角部的温度上升明显;坯壳厚度减薄;角部气隙的厚度减薄,坯壳第一主应力增加。针对位移形变,通过补偿角部延展的形变空间设计新的窄面铜板应用于生产,铸坯角部裂纹的比例由21.3%下降到0.5%。

铜阳极泥冶炼中的硒化银热力学分析

铜阳极泥是阳极铜电解精炼的副产物,含有大量的银、硒、铜和金,通常通过熔炼的方法来回收其中的银和金,熔炼过程中,银会与硒结合为硒化银(Ag_(2)Se)和硒化银铜(AgCuSe)。硒化银被认为是一种高性价比的热电材料,这种富硒材料的熔炼热力学很少受到关注,本文用电动势法测定了以超快离子导体RbAg4I5为固体电解质的固态原电池中Ag_(2)Se(硒银矿)标准热力学函数的数值,并以真空石英玻璃安瓿中的纯元素为原料合成了Ag_(2)Se,并用扫描电镜和能谱仪检测其均质性。根据实验数据,得到了Ag_(2)Se多态形态的解析方程,实验测得α-Ag_(2)Se向β-Ag_(2)Se的相变温度为407.7 K,相变焓为6.06 kJ/mol,同时给出了Ag_(2)Se的生成吉布斯能驻ΔG_(α-Ag_(2)Se,J)=-(40869.14±0.58129)-(27.94759±1.53034)T,(350 K<T<408 K),ΔG_(β-Ag_(2)Se,J)=-(35062.17±0.09895)-(42.17847±0.21827)T,(408 K<T<500 K)。

高炉大喷煤时煤粉利用率的研究

根据岩相显微分析和化学分析的结果,计算了宝钢高炉不同煤比操作条件下,炉尘中未消耗煤粉中的碳含量。给出了在正常生产情况下,炉尘碳含量与未消耗煤粉碳含量的关系式。确定了高炉喷煤比与炉尘碳含量和未消耗煤粉碳含量与喷煤比的关系式,进而计算了宝钢高炉在不同喷煤条件下煤粉在高炉内的利用率。为高炉大喷煤提供了必要的分析手段。

连铸中间包钢水夹杂物浓度的数值模拟

以宝钢二连铸50t“T型”中间包为研究对象,采用有限差分方法,计算了中间包的三维流场、温度场及量纲为1的夹杂物浓度的分布,分析了中间包的内部结构、中间包钢水液面高度及夹杂物当量直径对夹杂物排出率的影响.结果表明,双坝、堰“T型”中间包对夹杂物上浮十分有利.

高炉喷煤交叉式双枪的基础研究

在冷态模拟实验中,就交叉射流的参数对主变形率的影响进行了研究。增加交角、提高出口动量比和保持两枪之间适当的距离都有利于提高混合效果。对不同类型喷枪的煤粉燃烧率进行了热态模拟实验,发现采用交叉式氧煤双枪和双煤枪可以获得比单枪较高的燃烧率。这表明交叉射流为煤粉在风口前的燃烧提供了良好的传热和传质条件。

用赤铁细精矿生产高质量烧结矿的工业实践

鞍钢东鞍山烧结厂在进行了全面技术革新和设备改造后 ,烧结厂在技术装备、工艺水平、自动控制和环保节能等方面都有了显著的提高。采用优化配矿、低温烧结和小球烧结等多项措施 ,解决了浮选赤铁细精矿混匀难、造球难、烧结难的难题。摸索出了一套浮选赤铁细精矿烧结生产的方法 ,开创了历史上效益最好、产量最高的生产局面。

高炉炉尘中未消耗煤粉和焦炭比例的研究

测定了宝钢高炉炉尘的粒度组成和分布，二次灰的粒径主要以小于149μm的为主，占85％左右，重力灰的粒度主要以74～297μm的为主，占60％左右。通过岩相显微分析确定了炉尘中未消耗煤粉和焦炭存在的不同结构形态。根据炉尘中煤粉和焦炭中碳的消耗程度，给出了由显微分析结果计算出的宝钢高炉大喷煤时炉尘中未消耗煤粉碳所占的百分比的定量表达式。

凝固过程中含钛析出物的析出行为

研究了钛对洁净钢凝固组织的影响、凝固过程中钛析出物的生长方式及冷却速率对析出物大小和分布的影响。结果表明,严格控制实验条件,大量细小弥散的含钛析出物可作为异质形核核心,起到细化晶粒、提高等轴晶率的作用;随着冷却速率的提高,析出物数量增加、尺寸减小,另外还提出了最有利于作为异质形核核心的析出物形态特征。