吹氩模式对钢包内多相流流动行为影响的数值模拟研究

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。

连续光纤激光切割金属薄壁材料工艺研究

随着工业领域金属薄壁构件设计的多样化,在高速激光切割的同时,对切口形貌质量也提出了更高的要求。本研究采用连续光纤激光器对0.2 mm厚度304不锈钢薄板进行切割实验,研究了毛刺和熔渣飞溅区产生的机理,重点讨论了加工工艺参数中的激光功率、切割速度、离焦量对毛刺堆积量和熔渣飞溅区宽度的影响关系,通过实验分析获得了最佳加工参数组合。研究结果表明,毛刺厚度随着激光功率、离焦量的增大而增加,随着切割速度的增大先降低后增加。熔渣飞溅区宽度随着激光功率的增大而增加,随着切割速度的增大而降低,随着离焦量的增大出现小范围波动。根据加工结果分析,当激光功率为125 W,切割速度为10 m/min,辅助气体压强为1.2 MPa,离焦量为-0.3~-0.5 mm,可以获得0.2 mm厚304不锈钢薄板较好的加工效果。

铜车坝水库泥岩石渣坝复合土工膜与振冲碎石桩地基中混凝土防渗墙综合防渗体系的应力变形特性

铜车坝水库泥岩石渣坝综合防渗体系具有振冲碎石桩地基中设置混凝土防渗墙、柔性复合土工膜联结混凝土防渗墙等关键因素,为确保大坝防渗体系的安全性,采用大型三轴试验获得了坝料的邓肯模型参数,建立了准三维有限元模型,在土工膜与上、下垫层料接触部位均设置接触单元,反映土工膜与垫层料之间的接触特性,数值模拟了大坝施工与蓄水过程,阐明了复合土工膜与防渗墙综合防渗体系的应力变形特性。结果表明,泥岩石渣料属于低压缩性土,但其具有较为明显的强度非线性特性;防渗墙各时期的位移变形模式不同,围堰挡水期防渗墙水平位移偏向下游,竣工期逐渐向上游偏移,而蓄水期防渗墙在水压力作用下向下游发展,因此防渗墙上、下表面均存在一定的拉应力区域;土工膜的拉应变主要集中在防渗墙与土工膜的连接处,这是由于该地区刚度差异较大变形非协调所致。研究成果可为设计与施工提供重要的理论与技术支撑。

中间包Al_(2)O_(3)-MgO-Cr_(2)O_(3)质挡墙的研制与应用

以烧结镁砂、电熔镁砂、高铝矾土、棕刚玉、板状刚玉、活性氧化铝微粉、二氧化硅微粉、氧化铬绿微粉为主要原料,外加高效减水剂制备中间包挡墙浇注料,并将其与原有浇注料进行对比试验。结果表明:在110℃保温24 h、1 200℃保温3 h和1 500℃保温3 h这3种处理条件下,新研制的Al_(2)O_(3)-MgO-Cr_(2)O_(3)质浇注料除常温强度略低外,烧后强度和高温抗折强度都明显高于同一条件下的对比浇注料;新研制的浇注料热震稳定性和抗渣性均明显好于原用镁质浇注料;采用新研制的Al_(2)O_(3)-MgO-Cr_(2)O_(3)质浇注料制作中间包挡墙,并在板坯中间包上试用,使用寿命明显提升,取得了预期的效果。

SLM成形钛合金薄壁结构边缘挂渣及中心凹陷研究

目的探讨激光功率和扫描速度对选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)成形钛合金Ti-6Al-4V薄壁结构边缘挂渣及尺寸精度的影响规律,分析薄壁中心凹陷的主要原因。方法设计两因素三水平试验,对比不同工艺参数下成形薄壁上表面微观形貌及壁厚,提出影响薄壁边缘挂渣和中心凹陷的机理,并得到较优的成形工艺参数。结果挂渣现象对薄壁尺寸精度的影响较大,薄壁的厚度越小,影响越大。当薄壁厚度达到2 mm时,边缘挂渣区域厚度明显减小。相较于扫描速度,激光功率对挂渣区域厚度的影响更大。采用低激光功率、较高扫描速度有助于减小挂渣区域厚度。激光能量密度越大,SLM成形薄壁尺寸误差越大,二者存在三次非线性关系。结论在低激光功率对应的低能量密度下,成形薄壁尺寸误差较小,当能量密度为44.44 J/mm^(3)时,薄壁获得了最小壁厚(529.37μm)。试验获得的成形薄壁结构误差最小的工艺参数为P=200 W,v=900 mm/s,h=50μm。SLM成形过程中的勾边扫描策略及残余应力导致的翘曲变形是造成薄壁中心凹陷的主要原因。

预制模块化高炉渣纤维保温外墙板传热分析

该研究旨在分析预制模块化高炉渣纤维保温外墙板的传热性能,评估其在建筑保温领域中的应用潜力。通过实验测试获取高炉渣纤维保温外墙板的物理性质和热导率,并进行传热分析。研究发现,预制模块化高炉渣纤维保温外墙板具有较低的热导率和良好的隔热性能。通过传热分析,观察到该外墙板可以有效地减少室内外温度差异,降低热能传递损失。此外,建筑内部的温度稳定性得到改善,达到良好的节能效果。基于传热分析的结果,预制模块化高炉渣纤维保温外墙板在建筑保温领域具备广阔的应用前景,有助于降低能源消耗,并提供舒适的室内环境。该研究为高炉渣纤维保温材料在建筑行业中的应用提供理论支持,为能源节约和减排作出贡献。

粉煤气化技术气化炉挂渣操作结论

气化炉在运行过程中易出现水冷壁浇注料脱落、挂渣松散等工况,会造成水冷壁泄漏频繁,严重影响气化炉安全稳定长周期运行。参考某公司1、某公司2和某公司3的气化炉在实际运行状况中的挂渣经验,结合其工艺流程和运行数据,通过对比分析不同煤灰组分和炉膛温度等操作情况,揭示气化炉采用不同煤质和煤灰熔点对挂渣效果之间的相关性。

钢渣/粉煤灰为骨架的混凝土阻隔墙研究

通过浸出试验、渗透试验和抗压试验研究了钢渣/粉煤灰为骨架的混凝土阻隔墙对地下水污染物的阻隔效果。结果表明:钢渣/粉煤灰混凝土阻隔墙渗透系数随着水泥、砂、水掺量的增加而降低,抗压强度随着水泥、砂、水掺量的增加而增加,阻隔墙试件浸出因子浓度均很低;实验所得的最佳配比为水泥∶砂∶钢渣/灰渣∶水∶抗渗剂=1∶1.08∶2.63∶1∶0.03,阻隔墙渗透系数为1.3×10^(-8) m/s,最大抗压强度3.5 MPa,满足地下水阻隔墙的性能要求。

纳米高熵陶瓷涂层在超超临界1000 MW机组锅炉的防结焦耐腐蚀应用研究

针对某台超超临界1000MW机组燃用准东煤锅炉水冷壁出现的沾污结渣、高温腐蚀问题,基于锅炉的燃烧煤种特性、结焦状况以及腐蚀类型,开展了纳米高熵陶瓷涂层在锅炉后墙水冷壁燃尽风区域的工程验证试验。采用宏观检查、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、拉曼光谱、摩擦系数及表面能测试等方法,分析了纳米高熵陶瓷涂层的使用效果,揭示了纳米高熵陶瓷涂层的防沾污结渣、耐腐蚀机制。试验结果表明,涂层在锅炉运行11个月后完好,表面无明显结焦物、无明显腐蚀凹坑,管壁未发生明显减薄。纳米高熵陶瓷涂层能够较好地解决锅炉水冷壁沾污结渣以及高温腐蚀的问题,为燃用准东煤锅炉的安全运行提供保障。

一种V型气缸体缸孔夹渣缺陷的原因分析及工艺优化

简要介绍了一种V型干式缸套气缸体铸造工艺,针对缸孔加工后发现的夹渣缺陷进行了分析。通过优化排气溢流系统、提高浇注温度、增强滤渣排渣结构、增加毛坯局部补贴等措施,最终大幅降低缸孔夹渣缺陷率,解决了夹渣问题。

粉煤灰/废砖粉制备多孔建筑材料的技术要点探究

粉煤灰/废砖粉可以作为原材料生产多孔建筑材料,其性能有待进一步研究。该文以粉煤灰为材料,以钢渣废砖粉为协同材料,以多孔外墙建材为生产方向,采取文献梳理、建材生产实践的方法,逐一梳理粉煤灰用于多孔建材生产的技术要点。通过研究发现,烧制温度取1205℃,最佳值是1218℃;恒温保持时间的最佳值为12.5 min;SiC用量最佳值为0.78 wt.%;钢渣协同生产的最佳占比为5 wt.%。实验结果显示,粉煤灰可用于多孔建筑材料的生产,在烧制温度、恒温时间、SiC与钢渣用量各个方面,分别给出的生产方案,能够有效控制多孔外墙建材的表观密度p值,使其不超过1 g/cm3,符合多孔外墙建材的生产规范。

高掺量炉渣粉煤灰玻化微珠保温砂浆石膏板复合墙体热工性能试验研究

采用高掺量炉渣粉煤灰砌块作为外部承重骨架,中间采用玻化微珠保温砂浆,内侧采用石膏板作为内装饰,形成三合一的保温墙体——高掺量炉渣粉煤灰玻化微珠保温砂浆石膏板复合墙体,通过试验研究了高掺量炉渣粉煤灰砌块的热工性能,其导热系数较小[0.298 W/(m·K)],保温隔热性能较好。模拟计算基于该复合墙体的变电站建筑结构热工性能,节能率大于50%,可有效减少建筑采暖耗煤量。

多壁碳纳米管对钢渣混凝土力学及耐久性能的影响

多壁碳纳米管(MWCNTs)作为新兴纳米材料,能够改善混凝土材料的宏观性能及微观结构。本文研究MWCNTs对钢渣混凝土的力学性能及耐久性能的影响,并利用扫描电镜(SEM)分析其增强机理。研究结果表明:MWCNTs掺量为0.08%时,钢渣混凝土的力学性能及耐久性能显著提高,28 d标准养护条件下,钢渣掺量为15%时,与未掺加MWCNTs的钢渣混凝土相比,抗压强度和抗折强度分别提高了13.2%和14.6%;28 d氯离子扩散深度和氯离子扩散系数分别降低了29.8%和27.4%;200次冻融循环过程中,掺入MWCNTs的钢渣混凝土质量损失率及相对动弹性模量变化率偏低,材料抗冻性能增强。MWCNTs通过桥联和拔出效应,可抑制微裂缝的产生和扩展,有效改善骨料界面过渡区,从而提高混凝土材料的力学性能及抗冻、抗氯离子侵蚀性能。

基于稳态传热分析的高炉炉壁温度场建模方法

高炉炉壁温度场是掌握炉内热负荷状态和燃料燃烧情况、及时发现高炉异常工况、保障高炉稳定顺行的重要信息。针对现有炉壁温度场获取难及温度场建模过程中未考虑渣皮脱落与生成现象等问题,提出一种基于稳态传热分析的高炉炉壁温度场建模方法。首先,利用COMSOL仿真软件搭建炉壁三维仿真模型;其次,充分考虑渣皮对炉壁温度变化的影响,建立包含渣皮热源项的稳态传热模型,获得初始炉壁内表面温度场;然后,为提高温度场模型精度,基于热传导反问题理论,以冷却壁中热电偶的实测温度为参考,构建炉壁温度场修正模型,实现炉壁温度场数据的迭代修正。实验表明经温度场修正模型修正后,传热模型的计算误差控制在5%以内,满足现场检测精度要求,并能可视化展示炉壁温度场,为高炉调控操作提供了可靠的炉壁温度场数据。

矿山地质环境治理与土地复垦可行性研究

为了使研究内资源得到合理利用,为矿山地质环境保护治理及土地复垦的实施管理提供依据,研究了矿山地质环境治理与土地复垦可行性,对技术可行性和经济可行性进行了分析,复垦区土地利用现状、土地复垦适宜性评价、矿区土地复垦可行性分析等。并对其治理技术进行了研究,生产期对露天采场、矿山道路可剥离表土区域进行表土剥离,在露天采场、工业场地外围设立崩塌、滑坡警示牌,露天采场上游开挖截水沟;在表土场下游设置浆砌石挡土(渣)墙,上游设置排水渠,外围设立滑坡、泥石流警示牌。结束后,在露天采场台阶外侧修筑了浆砌石挡土墙,进行场地平整,植被重建工程;基底平台外侧修筑了浆砌石挡土墙,土壤回覆,植被重建工程;对表土场、工业场地进行了砌体拆除、边坡修整、土壤回覆、植被重建工程;对矿山道路进行了植被重建工程等。

快硬早强无收缩混凝土在外墙板中的应用

利用超细钢渣微粉f-CaO、f-MgO的梯度水化特性,开发了一种外墙用快硬早强无收缩混凝土,解决了收缩开裂难题。快硬无收缩混凝土具有良好的流动性与填充性,不离析、不泌水,快硬早强,扩展度达到680mm以上,泌水率为0,12h抗压强度19.4MPa以上,不掺膨胀剂保证混凝土无收缩不开裂,24h竖向膨胀率0.42%以上。快硬早强无收缩混凝土制备的外墙板,180min耐火试验后,背火面平均温升34℃、最高温升39℃,未出现火焰。

精炼渣挂壁熔融法研究

为了减少精炼渣对铂黄金坩埚的腐蚀,同时满足同步大批量精确检测精炼渣中各成分含量的要求,通过研究合金荧光检测国家标准,采用挂壁熔融的方法,将精炼渣放入熔融炉内制成熔融玻璃片后,再制作成标样,在X荧光检测分析仪上建立分析曲线,以此检测精炼渣成分含量。研究表明:采用优化后的检测方法分别测定国家标准样品和生产样品,检测结果与标准值相符,有较好的准确度、精密度,可以有效减少精炼渣对铂黄金坩埚的腐蚀,提高检测设备的使用寿命,检测耗时由手工检测的3~5 h减少到2 h以内,提高了检测效率。

神宁炉热损工况波动原因分析与处理

以宁夏煤业400万吨/年煤炭间接液化示范项目为例,气化炉的重点监控参数中热损的变化对气化炉运行影响变化尤为突出。热损主要体现在水冷壁系统,该系统是防止因形成的致密熔渣层所产生的热应力冲击气化炉内壁而起到保护作用,气化炉的水冷壁系统挂渣是否形成渣层及渣层的厚度均决定热损的大小,热损越高、水冷壁挂渣越少,越容易烧损设备。

洪塘水库沥青混凝土心墙石渣坝设计

洪塘水库大坝坝型选择了沥青混凝土心墙石渣坝,本次根据洪塘水库所选料场以及坝基地质条件对大坝的筑坝材料及其填筑技术要求、基础处理、基础防渗进行简要的介绍,同时对沥青混凝土心墙的材料要求以及沥青混凝土配合比提出了配合比参数,以期对其他此类坝型设计提供借鉴。

超临界煤粉锅炉炉膛出口受热面结渣特性分析

针对某600 MW超临界煤粉锅炉炉膛出口屏式过热器和末级再热器严重结渣问题,综合分析了入炉煤种结渣综合判别指数、炉内空气动力场分布、烟气还原性气氛对炉膛出口受热面结渣特性的影响。结果表明:入炉煤种结渣综合判别指数影响较大,是该锅炉受热面结渣的重要原因;而提出的入炉煤种掺烧、燃烧优化调整等运行控制方法,可为同类锅炉预防受热面结渣提供解决方案。