华北理工大学冶金工程专业学位研究生培养模式存在的问题及改革策略

以华北理工大学冶金工程专业为核心的河北省"钢铁行业节能减排协同创新中心"正式成立。为进一步做好专业学位全日制研究生的培养工作,文章以华北理工大学冶金工程专业为例,从师资队伍建设、课程体系建设和培养模式改革、论文评价体系改革等方面对该专业学位研究生培养模式存在的不足进行了分析,并指出了改革的方向。

以思维模式构建为导向的冶金工程专业互动式教学改革——以华北理工大学为例

文章以华北理工大学为例,首先阐述了以思维模式构建为导向的冶金工程专业互动式教学改革的实施,然后论述了以思维模式构建为导向的冶金工程专业互动式教学改革的实施效果。

含铟粉尘的处理工艺现状与展望

含铟粉尘是金属冶炼流程产生的固体废弃物之一,包含锌、钾、铝、铁、铟、铅、镉等金属,是回收稀有金属铟的重要原料。针对现阶段含铟粉尘回收铟过程中存在的分散损失严重、回收率低、处理难度大等问题,本文以含铟粉尘回收铟的全流程处理工艺为主线,对含铟粉尘处理过程中火法预处理、湿法浸出、富集分离等环节的常用技术和工艺进行对比分析,探究不同工艺的独特机理和处理流程,同时讨论不同工艺的特点和局限性,指出现阶段各工序工业生产中存在的问题;重点综述铟湿法浸出和富集分离提取两个环节的技术进展,并基于现阶段工业粉尘“无害化、减量化、资源化”的处理目标与发展趋势,提出未来含铟粉尘综合回收处理的新思路,为实现含铟粉尘中铟等高附加值元素回收利用提供参考。

氢冶金基础研究和新工艺探索

高炉炼铁和直接还原是目前最为主流的两大炼铁技术。高炉炼铁产能大,效率高,但其高焦比高能耗的现实与环境绿色发展的矛盾日益突出。煤基、气基直接还原或熔融还原技术的创新研发不断固化为效能的提高和成本的降低。但是,现有工艺下以碳的高效利用为核心的技术正在不断接近降碳的潜能极限。为按期实现碳中和、碳达峰的目标,钢铁制造业积极开发探索铁矿石的替代还原技术。在炼铁过程中合理利用H_(2)对减少能源使用和CO_(2)排放的作用越来越显著。本文论述了氢气还原铁矿石的基础研究、氢冶金的技术优势、我国氢冶金技术成果和发展面临的问题,提出并验证了采用微波照射实现含铁矿石的富氢或纯氢冶炼得到铁粉的新思路。在以H_(2)/CO为还原剂的对比实验中,微波加热比常规加热方式还原效果好,微波下1100℃时CO还原金属铁的还原率只达到3.1%,同条件下,H_(2)还原金属铁的还原率可达78.6%。

基于SHI价值引领与BOPPPS教学模式的冶金传输原理课程思政建设

基于冶金工程专业培养方案,分析了冶金传输原理课程思政目标及特点,建立了基于SHI价值引领的课程思政教学案例库,设计了基于BOPPPS的课程思政教学模式。该模式有利于充分调动学生积极性,实现课程思政内容与教学内容的深度融合。

响应曲面法优化甲烷水蒸气重整制氢工况参数

基于Chemkin的蜂窝整体式反应器计算甲烷水蒸气重整中的甲烷转化率和氢气产率,得到不同工况参数(反应器温度、水蒸气与甲烷的摩尔比(水/碳比)和压力)对甲烷转化率和氢气产率的影响。采用响应曲面法以及Box-Behnken-Design模型对不同工况参数进行优化,建立以氢气产率为响应目标的响应模型。结果表明,水/碳比和反应器温度对氢气产率的影响最为显著。当反应器温度为1079.65 K、水/碳比为3.94、压力为0.11 MPa时,模拟3次的平均氢气产率为80.58%。采用化学反应过程仿真与数值结果预测相结合的方法,显著减少了仿真时间,提高了计算效率和精度。

球磨工艺对医用Ti–Mg复合材料力学性能的影响

采用球磨+冷压制坯+微波加热烧结工艺制备Ti–15Mg复合材料,研究球磨工艺对Ti–15Mg混合粉末性能以及烧结后复合材料力学性能的影响。结果表明:以200 r·min^(-1)球磨转速球磨8~10 h,随着球磨时间延长,混合粉末的平均粒径明显变小,粉末粒度分布逐渐集中在10~45μm区间,粉末的球形度增加。在长时间球磨过程中,软质镁颗粒受到强烈撞击、研磨,引起表面破碎,钛颗粒出现了体积破碎和表面破碎,最终导致软质镁颗粒包裹脆性钛颗粒。球磨8 h后,混合粉末未出现明显的氧化,混合粉末中钛、镁粉末分布较为均匀,复合材料的力学性能较为优良,符合作为医用材料的力学性能要求。在低球磨转速下,球磨转速的提高不会导致粉末性能和烧结后复合材料性能出现明显变化。最佳球磨工艺参数为球磨时间8 h、球磨速度200 r·min^(-1),过程控制剂为正己烷。

转炉气化脱磷炉渣留渣吹炼成渣路线理论分析

转炉渣作为炼钢工艺的副产品,具有极大的综合利用潜力,但磷元素富集限制了在炉内循环利用。基于溅渣护炉过程中进行熔渣气化脱磷操作,在实验室开展焦炭还原转炉渣气化脱磷热态试验。研究结果表明:留渣碱度在2.81~3.71时,气化脱磷渣的磷分配比随炉渣碱度的升高而增大;留渣的FeO质量分数在16%~28%时,随着FeO含量的增加,气化脱磷渣的磷分配比增大。气化脱磷渣具备一定的脱磷能力,在脱磷阶段的理论成渣路线应遵循高FeO含量,碱度先由高到低,然后缓慢增加,成渣过程中理论渣系控制在R=1.55~3.17,w(FeO)=28%~46%。采用该成渣路线进行生产实践,终点钢水磷质量分数降低了0.006百分点,钢铁料消耗降低了4 kg/t,渣料消耗降低了4.6 kg/t,既保证了高效脱磷,又降低了冶炼成本。

河北省典型钢铁企业炼铁工序碳减排潜力分析

河北省作为钢铁大省,粗钢产量连续多年位居全国第一,节能减排潜力巨大。炼铁工序燃料消耗量大,污染物排放多,是钢铁工业节能减排的重点环节。以河北省某典型钢铁企业的年生产数据为例,通过对炼铁工序产生的CO_(2)排放进行计算,并综述了干熄焦技术、炼焦煤风选调湿技术、超厚料层烧结技术、烧结烟气循环技术等关键减排技术的原理和使用现状,并结合计算结果分析,分析该企业炼铁工序的减排潜力。

钒钛磁铁矿制备熔剂性球团工艺优化

为探究合理的钒钛磁铁矿熔剂性球团造球工艺制度及生球冷态性能,以钒钛磁铁矿为原料制备熔剂性球团。结果表明:随着造球时间由10 min增加至18 min,生球抗压强度和落下强度均得到提高,爆裂温度降低了95℃,且在造球时间为14 min时,生球抗压强度为11.6 N/个,落下强度为5.1次/个,生球性能较好;随着造球水分由7%增加至10%,生球抗压强度先升高后降低,落下强度逐渐升高,爆裂温度降低了63℃,且在造球水分为8%时,生球抗压强度为10.2 N/个,落下强度为4.2次/个,均能够满足生球质量要求;随着膨润土用量由0.6%增加至1.4%时,生球抗压强度和落下强度均得到提高,爆裂温度升高了89℃,且在膨润土用量为1.0%时,生球抗压强度为10.4 N/个,落下强度为4.8次/个,均满足质量要求。

新媒体视域下“智慧党建”在大学生党员教育管理中的应用研究

在“互联网+”的大环境下,新媒体作为一种新型传播方式正逐渐发展壮大,并且渗透进社会生活的方方面面,在改变信息传播模式的同时,也改变了基层组织党建工作环境,在大学生党员教育管理中,传统的党建方式已经不能满足党建创新的需要,新时代对基层党建工作提出了更高的要求。本文对新媒体带来的智慧党建新机遇和新媒体环境下大学生党员教育管理困境进行分析,探索出新媒体环境下大学生党员教育管理新思路,从创新新媒体党建教育管理方式、建立一支高素质的“智慧党建”工作队伍、优化高校“智慧党建”管理制度和重视“智慧党建”数据分析四方面提出加强大学生党员教育管理的措施。

冶金工艺中的节能减排技术

为了在冶金生产过程中能够利用有限的资源创造出更多的价值,并且将对环境的破坏降到最低,从钢铁工业各个工艺环节分析,利用先进的技术,对生产中的二次能源回收利用,最终达到降低能源消耗,减轻环境污染的目的。目前大部分钢厂已经将二次能源回收工艺应用到了生产过程中,并取得了一定的效果。

钢渣处理工艺及综合利用分析

钢渣作为钢铁企业的副产品,产量巨大且富含有价值矿物,但其综合利用率很低。文章主要对炉外钢渣处理工艺热泼法、热闷法和滚筒法进行介绍,分别从生产操作流程、钢渣处理工艺的优缺点进行对比分析,同时也介绍了炉内钢渣处理留渣+双渣工艺和气化脱磷渣循环炼钢技术,为钢铁企业进行钢渣清洁处理及综合利用提供了方向。

冶金含锌粉尘中回收氧化锌的工艺综述

高炉粉尘中含有锌、铅等有价金属元素,其中锌以氧化锌形式存在,并且含量较大,具有回收价值。氧化锌回收包括火法冶炼和湿法冶炼:火法回收锌的方法包括回转窑法、转底炉法;湿法回收锌的方法有酸处理法、碱处理法和氨处理法。火法冶炼过程工艺成熟、应用广泛、处理能力强,但生产过程耗能大、碳排放高。三种湿法冶炼工艺均可实现较高的锌浸出率。酸法过程中,高浓度硫酸条件下处理效果较好,但经济性差;盐酸处理生成含有氯离子废液,浪费资源、污染环境。碱法浸出过程中由于加入硫化物除杂,引起有害气体排放,污染环境。氨法浸出会产生氨气外放及对铁酸锌等夹杂无法处理问题,降低了浸出效率。湿法回收锌的工艺前景广阔,但还有待完善,其中氨法回收具有较大潜力,应在提高回收效率的同时,注重工艺过程中氨气的回收,以及铁酸锌等不溶物的回收,以提升经济效益。

转炉渣热闷法直接上线工艺处理概况及应用

转炉渣含丰富的金属氧化物、微量元素及矿物,具有很高的回收利用价值。钢渣热闷法以其环保低耗、回收率高的特点被逐渐应用于钢渣的预处理工艺。简要介绍转炉渣的组成和性能及质量影响因素、焖渣工艺的原理及方法和现状,重点分析研究了某公司突破性地实现了转炉渣焖渣坑直接上线深度处理工艺。该工艺通过分坑倒入转炉渣、多次分段打水、颚破初破和棒磨机细磨后磁选等工艺、设备的优化,解决了当前焖渣工艺存在的焖坑内板结、焖后红块的问题,提高了钢渣质量性能,达到尾渣粒度最小化和金属铁回收量最大化,使其具备直接上线的能力,同时减少了扬尘污染与外排水资源浪费。该工艺实现了:焖渣坑直接上线比例达43%以上,脱碳线上线率达76.3%以上,尾渣破碎后粒度小于10 mm,且处理后尾渣含铁量小于1.06%,金属回收率得到大幅提升,对钢渣的回收利用具有指导意义。

“冶金原理”课程改革

根据当前冶金工程行业的形式,阐明了冶金原理课程改革的必要性。从教材建设、教学方法和手段、加强精品课建设三个方面探讨了冶金原理课程改革的方向和方法。在冶金原理课程改革中,要进一步完善教学内容,课堂教学做到精讲多练,加强实践教学,加强教师队伍建设,充分活跃课堂教学,充分产学研在精品课建设中的作用,在此基础上提高教学效果,为学生可持续性学习奠定基础。

流变特性对冶金渣纤维化过程的影响机理研究

冶金渣的干法处理及其资源化利用是研究者关注的热点问题,然而降温过程中熔渣流变特性对纤维化和粒化这两种破碎形式的影响机理的研究还不够充分,造成在制备矿渣纤维或矿渣微珠进行高附加值利用的过程中,产品的形态和质量难以进行有效控制。在对不同配比的硅渣、铁渣混合料进行黏温特性及流变特性研究的基础上,基于熔渣的非牛顿流体特性,从流体动力学角度,分析了流变特性对熔渣纤维化过程的影响机理,为熔渣干法处理后产品形态的调控提供了理论支撑。

各工况对连铸结晶器流场影响的数学物理模拟研究

对断面180 mm×755 mm的板坯进行1∶1物理模拟研究,以及建立fluent数学模型的方法,对结晶器钢液的表面流速、流场等进行分析研究。结果表明:相同拉速下,当倾角为15°、20°、25°时,倾角每增加5°,平均表面流速下降40%左右;相同水口倾角下,当拉速为0.8、0.9、1.0、1.1 m/min时,拉速每增加0.1 m/min,平均表面流速上升30%左右;相同拉速下,当水口浸入深度为100、120、135、150 mm时,浸入深度增加10 mm,平均表面流速上升40%左右。

电熔炉用于冶金渣制备岩棉热工计算及可行性分析

冶金渣用于制备岩棉等建筑保温材料是冶金渣有效利用的新途径,电熔炉熔炼冶金渣及其保温过程是该工艺的技术关键。研究了基于某钢厂电熔炉设计方案,对其进行了热平衡计算,并提出改进方法。计算结果表明,对冶金渣容量为10 t的电熔炉,冶金渣入炉温度为1 550℃,出炉温度为1 450℃时,功率500 k W电极在加盖工况下理论上可达到热量平衡,开盖工况下还需增加大于413k W功率的电极;对空气的热辐射是炉内冶金渣热损失的关键因素,因此减小电熔炉开口面积是设备节能的方法之一;优化保温层(耐火层)厚度可降低热传导损耗。

冶金工程专业生产实践教学深化及评价体系的构建

作为实践性最强的工科专业之一,冶金工程的生产实践教学是整个教学的重点之一。华北理工大学冶金工程专业通过多年的努力,不断深化实践教学模式改革,并在此基础上初步建立了实践教学的评价体系,以期进一步提升实践教学的改革效果。