冶金渣气系统中Marangoni-热毛细对流的数值模拟

高品质钢材制造与钢铁在高温熔池冶炼过程中渣/金/气界面流动传热等物理机制息息相关。考虑熔池向外界散热和渣气相界面变形,耦合熔渣表面张力随温度变化,建立高温矩形浅熔池内渣气流动传热模型,运用CLSVOF方法考察冶金渣气系统的界面Marangoni效应。研究结果表明:熔池内热毛细对流远强于Marangoni对流,热毛细对流显著影响冶金渣气系统的温度场分布和流场结构,贡献率约占96%。随着水平壁面温差增加,Marangoni-热毛细对流增强,相界面变形加剧,熔渣温度均匀性提高约0.018%/K,但是相界面附近壁面耐火材料腐蚀情况更加严重。

矿物加工工程专业物理化学教学研究与实践

物理化学是矿物加工工程专业的重要基础理论课程,在授课过程中,教师应进行必要的数学知识回顾,重视基本概念的讲授,激发学生学习的持续兴趣,注重更新最新科技资讯、注重知识点的逻辑梳理等,以提高教学效果。

环境工程专业研究生培养模式的探索

针对环境工程专业研究生培养特点和存在的问题,实施以研究团队为核心的研究生培养模式,加强学科交叉,有效促进了研究生科研素质、科研能力和科研水平的提高。

超声-微波复合场下从铟铁酸锌中强化提铟

在超声-微波场作用下,对铟铁酸锌(ZnFe_(2-x)In_(x)O_(4))中铟进行强化碱浸。结果表明,铟不能在ZnFe_(2-x)In_(x)O_(4)八面体晶格中大量固溶,最大固溶量约4.0%(质量分数,对应x=0.088);外场对铟浸出的促进作用大小顺序为:叠加超声-微波复合场>微波单场>顺序复合场>超声单场;在叠加超声-微波复合场下铟浸出率达56.6%,而超声单场下铟浸出率为30.2%;外场作用下碱浸,将In^(3+)从晶格中释放出来,不会使铁酸锌的八面体晶格坍塌;叠加超声-微波复合场下浸出的In^(3+)较多,样品的晶格常数下降较大,衍射峰强度降低与右移现象明显。

机械活化微波协同强化铟铁酸锌中铟的浸出

针对常规酸浸提铟浸出率较低的问题,采用机械活化和微波协同强化的方法对铟铁酸锌中的铟进行酸浸提取,分析机械活化前后铟铁酸锌的晶格结构变化,研究不同工艺因素对铟铁酸锌中铟浸出行为的影响规律,并对机械活化微波协同下的铟浸出过程进行动力学分析。结果表明:机械活化后,铟铁酸锌的晶体结构被破坏,衍射峰强度降低、峰型宽化,晶粒尺寸减小,晶格应变增加;常规条件下,铟浸出率在低温低酸时最高仅59.2%,高温高酸时达92.0%(150 min);微波、机械活化分别单独及协同作用时,低温低酸下铟浸出的促进不明显,而高温高酸下浸出率均达到100%,但时间分别逐渐减少为120,90,60 min,机械活化与微波的协同作用可显著提升铟的浸出效率;表面化学反应控制模型比较适用于机械活化微波协同下铟浸出的动力学过程。

合金元素对bcc-Cu/NiAl共析出影响的第一性原理研究

bcc-Cu和NiAl共析出是高强度钢常用且有效的强化方式。为了探究不同合金元素对bcc-Cu/NiAl共析出影响,本工作利用第一性原理计算了合金元素X(X=Cr,Co,Mo,W,V,Mn)对bcc-Cu(001)/NiAl(001)界面性质的影响,并分析上述合金元素掺杂前后界面黏附功、界面能和电子性质。研究结果表明,当Cr、Mo、W、V、Mn掺杂Al终端bcc-Cu/NiAl界面时,界面的黏附功升高,界面能下降,有利于bcc-Cu/NiAl共析出,其中Mo、W、V合金化效果更佳。掺杂Ni终端界面时,界面稳定性低于掺杂Al终端时。电子结构分析表明,掺杂Al终端时,掺杂原子与界面处Cu原子之间的电子轨道产生明显杂化,显著加强原子间的相互作用。而替换Ni原子时,轨道杂化程度较弱。Mo、W、V掺杂后,界面处电荷密度增加,Cu原子与合金原子之间形成更强的非极性共价键。

Nb含量及工艺对HRB600钢筋组织与性能的影响

基于热模拟、中试试验、组织观察、拉伸试验、TEM以及热力学软件等技术手段,研究了Nb含量与轧制工艺对Nb,V微合金化600MPa级高强度钢筋(HRB600)组织、力学性能及析出行为的影响.结果表明:在连续冷却过程中,当冷却速率<3℃/s时,试验钢的组织为铁素体与珠光体;当冷却速率为5℃/s时,试验钢中开始出现贝氏体,且贝氏体量随Nb含量的增加而增加;终轧后空冷与弱水冷的钢组织为铁素体与珠光体,且珠光体含量(质量分数)为42%~47%;随Nb含量与冷却速率的增加及轧制温度的降低,铁素体晶粒与珠光体片层间距减小;Nb在钢中以方形、圆形与棒状析出,随着Nb含量的增加,其析出物尺寸增大,钢中Nb含量不宜超过0.04%(质量分数);终轧至800~1 000℃时应快速冷却,以防止Nb析出物粗化,相变范围内冷却速率宜控制在1~3℃/s.

烧结燃料对烟气中挥发性有机物释放的影响

采用PF-300便携式甲烷、总烃、非甲烷总烃测试仪对烧结杯试验产生的烟气挥发性有机物含量进行分析,研究混合料水分、固体燃料质量分数和燃料种类对烧结烟气挥发性有机物释放的影响。研究结果表明:挥发性有机物在烧结过程中持续释放,在烧结过程的后1/3段其排放浓度明显降低;适宜的水分、较低的固体燃料消耗有利于降低挥发性有机物排放,同时,煤粉作为燃料时挥发性有机物排放明显比焦粉的挥发性有机物排放高且排放总质量与固体燃料的挥发分正相关,而非甲烷总烃的产生量不受燃料种类的影响,说明挥发分不是非甲烷总烃产生的决定性因素。

高炉渣制备系列精细化工品的技术研究

以高炉渣为主要原料,在前期工作基础上,通过更进一步深入研究,开发出高炉渣制备系列精细化工品的完整工艺路线。采用硫酸酸解高炉渣的方法,获得产品石膏;制备超细硅酸铝的最佳水渣比为7:1,体系pH控制为4.0,通过加入铝片的方式进行除铁;制备镁铝尖晶石的最佳尿素质量百分比为65%,最佳除铁方法为向前体溶液中加入5%Na_2S_2O_4。采用高炉渣制备得到的3种产品,其化学成分均符合相关标准。该工艺路线具有流程短、成本低等优点;渣中有价组分得以全部利用,无残渣排放,环境效益明显。

不同组织高强耐蚀钢筋在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为研究

采用干湿周浸试验、失重法和电化学研究了同一成分不同组织高强耐蚀钢筋在3.5%Na Cl溶液中的腐蚀行为与规律。用数码相机对除锈前后的试样进行宏观观察,用扫描电镜(SEM)对腐蚀产物的形貌与致密性进行观察,用XRD对锈层进行分析。结果表明:由于受组织结构及局部腐蚀的影响,在腐蚀初期,热处理态钢筋的平均腐蚀率明显低于热轧态的。随着腐蚀时间的进一步延长,热处理态钢筋的腐蚀速率先快速增加,然后逐步稳定;因其锈层稳定性较差,热轧态钢筋的腐蚀速率较长时间呈现波动状态,至288 h时锈层才基本稳定。在腐蚀后期,两种钢筋的腐蚀速率基本一致,两种钢筋长期阻抗值基本一致,表明长期腐蚀速率接近,显微组织对耐蚀性能的影响只停留在稳定锈层形成前。

国内外工科生产实习现状分析及对策探讨

生产实习是工科院校实践教学中一个重要环节,它不仅能够提高大学生对专业知识的理解和掌握,还能提高大学生实际操作和解决问题的能力。同德国、美国注重实践教学的教育模式相对比,我国的实践教育还存在较大差距。我国在政府、企业、学校和学生之间还没有形成整体的联动关系。因此,政府和相关部门应进一步完善实践教学管理和保障体制,工科院校要不断改进实践教育模式,逐渐提高学生的整体实践水平。

从协助指导研究生中搭建青年教师成长平台

高校青年教师尤其是新进博士要认真重视并积极参加岗前培训,正确认识和处理好作为协助导师与责任导师之间的关系,引导硕士研究生进行项目研究和论文撰写,同时提高自身素质和科研能力。

无机固体表面的电化学改性技术研究进展

大多数不经处理的无机固体材料在实际应用中都存在缺陷。解决上述问题最行之有效的办法,就是对无机固体材料进行表面改性,使其在应用上发挥最大的作用。无机固体表面改性的方法有很多,包括表面活性剂法、偶联剂法、表面接枝法等。各种改性方法均有优劣,在实践中人们致力于寻找更为有效的表面改性方法。电化学改性法因具有反应易于控制、操作连续简单、效果显著等特点受到广泛关注。在固体颗粒表面特性和改性技术基础上,着重介绍了其电化学改性技术的研究进展。分别从粉体颗粒、碳纤维以及体材料三个方面,阐述了其电化学改性的国内外研究进展,并提出了固体颗粒电化学改性技术的未来工作重点和新的研究方向。

铁道车辆用高强高耐候钢焊接连续冷却转变规律

以Cr质量分数为3.7%,4.5%的铁道车辆用高强高耐候钢为研究对象,在DIL805A热膨胀仪上进行焊接热影响区连续冷却转变实验,研究不同条件下实验钢组织转变与硬度变化的规律。结果表明:Cr质量分数为3.7%的1#实验钢发生了铁素体、珠光体、贝氏体与马氏体转变,而Cr质量分数为4.5%的2#实验钢只发生了贝氏体与马氏体转变;Cr质量分数从3.7%增加至4.5%时,实验钢相变点明显右移,铁素体和珠光体转变消失,且马氏体开始转变温度降低;同一条件下,2#实验钢硬度值较大,且在为10℃/s时由于V析出的影响出现波谷;1#实验钢在冷却速度≤0.5℃/s时可获得综合性能较好的组织,而2#实验钢需通过焊后热处理才能获得理想的组织。

含镁离子对硅酸溶液胶凝行为的影响

向不含金属离子的硅酸溶液中加入金属镁离子,研究了体系pH值、温度、镁离子浓度对硅酸溶液胶凝时间以及镁离子对胶凝产物基团的影响。结果表明,加入镁离子的硅酸溶液体系胶凝曲线最高点出现在pH值=1.5附近;随体系温度和镁离子浓度的升高,含镁离子硅酸溶液的胶凝时间逐渐缩短;镁离子的加入导致凝胶产物部分红外特征吸收峰强度变弱。

含铬不锈钢渣的改性与铬的富集

研究不锈钢原渣中铬的赋存状态,及添加Al2O3高温改性处理不锈钢渣中铬的富集和Al2O3添加量对铬富集程度的影响。将不锈钢渣与Al2O3混合后于1 520℃熔融30 min,冷却到1 500℃时保温10 min。采用扫描电镜(SEM)、X—射线能谱(EDX)和X射线衍射(XRD)对试样进行分析。结果表明:在Al2O3改性的不锈钢渣中,铬主要富集在复合尖晶石固溶体[(Fe,Mg)(Cr,Fe,Al)2O4]中,其中添加质量分数为10%Al2O3时,铬的质量分数(以Cr2O3计)能达到57.98%,该晶体的平均尺寸能够达到22.3μm;铬的富集度为88.22%。

K^+、Na^+、Ca^(2+)共存离子对活性炭吸附Cr(Ⅵ)的影响

以含有重金属离子Cr(Ⅵ)以及共存轻金属离子K^+、Na^+、Ca^(2+)的模拟废水为研究对象,采用活性炭进行吸附处理,探讨了3种共存轻金属离子对活性炭吸附Cr(Ⅵ)的影响。结果表明:(1)共存的K^+、Na^+、Ca^(2+)与Cr(Ⅵ)之间存在竞争吸附,其影响活性炭吸附Cr(Ⅵ)的大小顺序为Ca^(2+)>Na^+>K^+,其中Ca^(2+)导致Cr(Ⅵ)去除率下降44.16百分点。(2)吸附Cr(Ⅵ)的活性炭在2 170cm^(-1)处出现新的红外振动峰,表明Cr(Ⅵ)与活性炭之间的吸附属于化学吸附。在同时吸附Cr(Ⅵ)与共存离子的样品中,未出现新的红外振动峰,表明K^+、Na^+、Ca^(2+)与活性炭间的吸附属于物理吸附。(3)活性炭吸附Cr(Ⅵ)的过程符合Langmuir模型,属于单分子层化学吸附;其动力学曲线符合伪二级动力学模型。

钢铁表面化学镀镍的研究进展

综述了化学镀镍的研究进展,包括Ni-P二元合金镀层、Ni-P基多元合金镀层和复合镀层,指出了化学镀镍未来的发展方向。

烟气循环烧结热风罩内气流数值模拟及优化

烟气循环技术是基于部分热废气被再次引入烧结过程的原理而开发的一种新型烧结模式,对提高烧结余热利用率、降低污染物排放和烧结能耗具有显著效果.但循环烟气在烟气罩内流动状态、烟气罩漏风状况等对烟气循环的效果及稳定性至关重要.为此,对某钢厂循环烟气罩内烟气流动状态及漏风状况进行模拟,结果表明:现有烟气罩人孔打开时虽然在一定程度上削弱了烟气进入形成漩涡的强度,但并未改善烟气旋转流动,导致料面上烟气流速不均;通过优化烟气罩内导流板结构和数量,削弱了烟气罩内烟气旋转流动,明显改善了循环烟气的流动,使烟气分布更均匀;同时烟气罩漏风状况大大改善,优化后使A侧漏风口由漏风1.2 m^(3)·s^(-1)变为吸风2.4 m^(3)·s^(-1),有利于烧结生产的顺行.

ZnS纳米粒子修饰FeWO4纳米棒增强可见光催化活性研究

采用两步水热辅助微乳液法,制备出硫化锌纳米粒子修饰钨酸亚铁纳米棒异质结光催化剂。TEM,EDS测试表明硫化锌纳米粒子均匀的负载在钨酸亚铁纳米棒表面。通过调节钨酸亚铁的加入量制备出了不同质量比的异质结光催化剂样品,与单独的硫化锌粒子和钨酸亚铁纳米棒相比,异质结构ZnS/FeWO4光催化剂对亚甲基蓝染料展现出高效的降解性能,其中0.2-ZnS/FeWO4样品4 h的降解率达到93%。异质结催化剂光催化性能的提高可以归因于异质结构的存在降低了光生电子和空穴的复合速率,加速了光生电子的转移,从而提高了量子效率。