磷石膏的综合利用及其在建筑材料领域的应用研究进展

磷石膏是湿法制备磷肥工艺过程中的副产物,主要物相是CaSO_(4)·2H_(2)O。我国磷石膏产量居世界第一,综合利用率却不到50%,堆存量已达8亿吨,对生态环境造成了严重破坏,因此,探索磷石膏的有效利用途径已迫在眉睫。本文对磷石膏综合利用主要领域的研究现状进行了分析,其中磷石膏在化工领域的利用率仅有5%,在农业领域的利用率也只有2%,而建筑材料领域是目前磷石膏的主要应用领域。目前将磷石膏应用于水泥缓凝剂、石膏砌块和水泥砂浆已经实现了工业化;将磷石膏应用于胶凝材料和路基材料,由于浸出毒性的问题,并未大规模应用;将磷石膏用作填充剂则因为材料强度较低,仅仅停留于实验室探索阶段。最后展望了未来无害化利用磷石膏技术研究的发展趋势,以期为解决磷石膏的堆存问题提供参考。

基于解析法CFD−DEM的烧结矿立式固定床气固接触特性

烧结矿与冷却气体充分接触是实现烧结矿立式冷却工艺的关键.采用解析计算流体力学−离散元法(CFD−DEM)方法对烧结矿立式固定床的气固接触特性进行了研究,主要模拟了非规则烧结矿在固定床内的堆积过程,并采用浸没边界法和动态网格细化技术获得颗粒表面的流场信息.结果表明,双粒径均匀混合料床的平均空隙率主要取决于小粒径颗粒,大粒径颗粒主要影响料床的大空隙结构及分布.“A型”偏析(中心区域堆积小粒径颗粒,近壁面区域堆积大粒径颗粒)料床压降显著低于均匀混合料床,但颗粒与气体接触不充分;“B型”偏析(偏析方式与“A型”相反)料床兼顾了低压降和气固充分接触的特点.料床实验压降与模拟压降随气体表观流速的变化趋势保持一致,验证了解析CFD−DEM方法的准确性.

用小论文形式撰写传输原理课程实验报告的探讨

实验报告质量是衡量实验教学效果的主要依据,针对传输原理专业课实验教学中实验报告的书写形式,分析了传统实验报告形式存在的问题和不足,提出了采用小论文形式书写实验报告的理念,并对其优势及实施措施进行分析。旨在通过提高实验报告质量来提高实验教学效果,进一步为传输原理这门专业课教学改革提供参考。

硅橡胶-炭黑导电橡胶的逾渗特性研究

以炭黑为导电相填充硅橡胶制备导电橡胶,并基于Matlab软件建立了相应体系的逾渗模型,对比研究了炭黑含量及粒径对导电橡胶体系粒子逾渗特性和导电性能的影响。结果表明,当炭黑粒径一定时,炭黑含量是影响所制导电橡胶导电性能的重要因素,当炭黑含量达到逾渗阈值,材料电阻急剧减小,炭黑粒径越小,所制材料的逾渗阈值越低。不同炭黑粒径下,导电橡胶体系的分形维数均随着炭黑含量增加而增大,并且炭黑粒径越小,体系分形维数越小,而分形维数较小的体系在逾渗状态前形成导电集团的能力更强。对比实验和数值模拟结果可知,本文构建的逾渗模型能较好地反映硅橡胶-炭黑导电橡胶中导电相的结合特性。

700MPa低合金高强钢微观组织及强化机制研究

通过对比CSP生产的Q345B低碳钢和700MPa级低合金高强钢,研究了700 MPa级低合金高强钢的强化机理。结果表明:高强钢比Q345B具有更高的抗拉强度和屈服强度。高强钢中细晶强化、固溶强化及位错强化的强化增量分别为69、36、17 MPa。析出强化主要来自于相变时或相变后从铁素体中析出的TiC,其粒子直径小于20 nm。高强钢最终有22.3%[Ti]以TiC的形式从铁素体中析出,带来屈服强度增量为117MPa。因此。

巴西赤铁矿富矿粉直接还原试验研究

对粒度不大于4mm赤铁富矿粉原矿进行压球直接还原试验研究，以烧结常用的赤铁矿富矿粉和还原剂（碎焦粉或烟煤）为原料，采用复合型粘结剂进行压球试验。实验结果表明，成型球在1150～1280℃直接还原时，基本无粘结现象。因而可在较简易条件下实现生产DRI的目的。

尖晶石型无钴黑色陶瓷颜料的研究进展

黑色陶瓷颜料目前被广泛应用于陶瓷装饰领域,其传统制备工艺需加入氧化钴,但氧化钴的高价限制了黑色陶瓷颜料的发展,因此开发无钴黑色陶瓷颜料成为陶瓷颜料研究领域的热点之一,而尖晶石型无钴黑色陶瓷颜料因其出色的耐高温性、气氛适应性和化学稳定性受到众多研究者的青睐。本文基于尖晶石型无钴黑色陶瓷颜料的相关研究进展,围绕其呈色机理、制备原料种类和制备工艺等方面进行了详细的阐述与分析。目前,制备该类陶瓷颜料的原料主要分为化工原料、矿物原料和工业固废,制备工艺则主要包括传统高温固相法、微波焙烧法、化学沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳液法、溶液燃烧法等,所制备颜料的呈色性能主要受原料组成中过渡金属元素之间摩尔比、焙烧温度和保温时间的影响。相较而言,采用微波焙烧工业固废制备该类陶瓷颜料具有良好的应用前景,但制备过程中尖晶石形成规律和演变机理以及工业固废所引入的杂质组分对颜料性能的影响还有待进一步研究。

Fe2O3-Cr2O3-NiO-MnO系黑色陶瓷颜料中着色尖晶石的析出行为

基于热力学与矿物学原理,利用热力学数据库软件Factsage7.0探究了Fe2O3-Cr2O3-NiO-MnO体系中各组分含量的变化对该系黑色陶瓷颜料中着色尖晶石析出的影响规律。结果表明,Fe2O3-Cr2O3-NiO-MnO体系在凝固过程中析出的着色尖晶石相主要为FeCr2O4、NiCr2O4和Fe3O4,开始析出温度为2130 K;体系中Fe2O3、Cr2O3、NiO、MnO等组元含量的变化对着色尖晶石的析出行为有明显的影响作用。

烧结加湿燃烧对NOx排放影响的研究

为了减少烧结过程中NOx排放,研究了燃料工艺参数与烧结加湿燃烧对NOx排放的影响。结果表明,烧结烟气中NOx主要由燃料带入,燃料氮元素含量决定了烟气中NOx浓度高低,燃料配比从6%降至4%,NOx浓度平均值从424 mg/m^3降至339 mg/m^3;燃料中碳元素能促进NOx还原反应,同时提供更多热量,促进铁酸钙生成,缩短烧结时间。相对常规烧结,加湿燃烧烧结可以增强料层还原性气氛,增强NO异相还原反应,降低NOx浓度;并提高燃料完全燃烧程度,加快垂直烧结速度,提升烧结矿成品率与转鼓指数;在蒸汽流量0.024 kg/min的工况下进行烧结加湿燃烧,NOx浓度平均值从357 mg/m^3降至338 mg/m^3,转鼓指数提高约1个百分点。

贫煤与煤气混烧锅炉掺烧试验

为了研究掺烧对锅炉排烟温度、过热蒸汽温度、飞灰和灰渣含碳量以及锅炉热效率的影响,并提出相应的运行优化方式,对某钢厂75 t/h混烧锅炉分别进行了焦炉煤气与煤粉混烧、全燃高炉煤气与焦炉煤气以及高、焦炉煤气和煤粉混烧的燃烧试验。结果表明:锅炉混烧焦炉煤气与煤粉时,锅炉热效率能够达到82.7%,但不利于企业煤气平衡;锅炉全燃高炉煤气与焦炉煤气时,锅炉热效率能够达到85.2%,但只能维持较低负荷运行;在燃用实际贫煤条件下,锅炉混烧高、焦炉煤气与煤粉,当三者热值比分别为35%、35%与30%时,排烟温度、飞灰含碳量和灰渣含碳量较改造前分别下降了4.5℃、1.06%和1.09%,热效率为77.21%,优化后较优化前减少燃料消耗与节煤率分别为226.1 kg/h和3.3%。

高硫钢铸态组织及其性能特征

高硫钢中的硫元素是有利于提高材料耐磨性的元素,本文研究了凝固速度对高硫钢中硫化物形态及钢耐磨性能的影响。结果表明:铸造快冷可使高硫钢的组织细化,硫化物尺寸变小,晶内硫化物量增多,晶界硫化物减少;高硫钢中硫化物总量(体积分数)从砂型铸造的8.10%降低到铁型铸造的3.68%,晶内的硫化物从砂型铸造的1.99%增加到铁型铸造的2.80%,铁型铸造的硫化物平均尺寸约为5μm。在长时间磨损中高硫钢中的硫化物会形成润滑膜,减少钢的磨损,因此高硫钢的磨损性能优于GCr15钢。磨损试验14 h后砂型铸造和铁型铸造高硫钢的磨损量分别是GCr15钢的1/2和1/3。铁型铸造快冷使高硫钢基体中固溶硫原子量大于砂型铸造的,而硫在摩擦过程中不断与Fe生成FeS,固溶的大量硫发挥了更大的自润滑作用。

酸性钒溶液中杂质磷的脱除

高钙高磷钒渣采用钙化-酸浸提钒后所得溶液中的杂质磷对后续沉钒及氧化钒产品质量均产生不利影响.本文采用煅烧活化硅酸钙方法去除酸性钒溶液中杂质P,通过V-P-S-H 2O系 E -pH图和lg C p-pH图对酸性钒溶液中P的赋存形式进行分析,分别研究在高V/P比酸性含钒模拟液和低V/P比实际钒渣所得钒浸出液两种体系中硅酸钙对杂质P的脱除效果.结果表明酸性钒溶液中杂质P主要以H 2PO - 4 和H 3PO 4形式存在.煅烧活化后的硅酸钙对酸性含钒模拟液中P的脱除效果明显且选择性较强,磷去除率随煅烧温度、溶液体系pH值的增加而升高,钒损失率低于3.5%,但在实际钒渣所得酸性含钒溶液中,当磷去除率约为50%时钒损失率达15%,这是由于实际钒溶液中其他离子对脱P效果产生了不利影响,其作用机制有待进一步研究.

基于过程参数控制的烧结矿质量预测模型

针对烧结过程非线性、强耦合性和大时滞的特点,从过程参数控制的角度对烧结工艺进行了总体分析,确定了烧结矿性能评价指标及其主要影响参数,在此基础上提出了一种带动量项和变学习率的BP神经网络算法,建立了烧结矿质量预测模型。仿真实验结果表明,模型具有较强的自学习功能和较高的预测精度,用拓扑结构为15-25-4的BP神经网络和0.65×10-3的网络误差进行训练,模型的预报命中率在81.25%以上,充分验证了基于过程参数控制的烧结矿质量预测模型的准确性和有效性。

球团配加新矿种的应用研究

为了开发新的铁矿资源,对球团配加俄罗斯和伊朗铁精粉进行研究。分析了不同铁精粉的化学成分、粒度组成和矿石颗粒形状,对比了不同原料配比下的造球实验结果和球团质量,藉此选取合适的矿种和配比来替代巴西加斯铁精粉,并进行了工业试验。结果表明,俄罗斯铁精粉造球效果较好,可以替代国内和巴西加斯铁精粉。

高钛铁水转炉少渣冶炼技术研究实践

渣料消耗是转炉炼钢的关键经济技术指标之一,其值高低代表炼钢技术水平,与满足脱磷、护炉要求相矛盾。某钢厂受高炉矿原料配比影响,铁水钛、磷含量较高,为保脱磷、护炉满足要求,渣料消耗较高。为此,基于高钛铁水性质及其转炉成渣特征,优化转炉供氧制度、造渣制度,以“镁固钛”为技术核心,控制炉渣高TiO_(2)含量对脱磷、护炉的影响,提高渣料利用率。通过上述工艺的持续优化,形成了高钛铁水转炉少渣冶炼技术,渣料消耗由55.67 kg/t降低至45.86 kg/t,取得了较好的经济效益,为高效化炼钢技术发展奠定了基础。

低品位块矿烧结工艺正交试验优化研究

为了合理利用低品位矿产资源,以褐铁矿、赫章块矿为研究对象,设计四因素三水平正交试验,分别使用褐铁矿、赫章块矿、烧结矿作铺底料,研究了烧结碱度、MgO含量、配碳量对烧结成品率、烧结矿转鼓强度与冶金性能等烧结指标的影响,并获得了优化的烧结工艺参数。验证试验结果表明,选取褐铁矿作烧结铺底料,最佳烧结工艺参数为:烧结碱度2.2、配碳量6.0%、MgO含量1.9%,在此工艺下烧结成品率可以达到72.80%,烧结矿转鼓指数68.01%,低温还原粉化性83.0%,还原性85.08%;在烧结过程中能有效脱除块矿所含结晶水、硫等有害杂质,提高块矿铁品位,冶金性能得到改善,有助于高炉顺行。

基于LCA方法的铁矿烧结过程环境影响评价

为研究铁矿烧结工序对环境造成的影响,以贵州某钢铁企业烧结厂为研究对象,综合烧结生产过程资源环境的属性特点,采用IMPACT World+影响评价方法选取10个影响类别进行生命周期分析及环境影响评价。以系统稳定运行1 a为功能单位构建烧结生命周期清单,按照清单结果进行LCA分析,识别其环境减排潜力。结果表明:能源消耗、人体毒性和全球变暖为铁矿烧结生产中贡献最大的环境影响,3项潜值分别为2.22×10^(-10)、9.89×10^(-11)和8.82×10^(-11),在终结点评价中人体健康、生态系统健康和能源消耗影响潜值依次为1.97×10^(-4)DALY、0.205 PDF·m^(2)·a和2.01 GJ。

高氮钢的制造工艺

目前,高氮钢已经被认定为是发展高质量冶金技术的主要方向之一。随着人们对高氮钢优良性能的认识,有关高氮钢的研制和生产得到了不断的进步和发展。简要回顾了高氮钢的国内外研究历程,详细介绍了几种公认的可接受的高氮钢的生产方法及其优缺点;最后提出了高氮钢的应用前景。

翻转课堂在高等流体力学教学中的应用

高等流体力学授课的任务是使学生具备分析和解决实际流体力学问题的能力。传统的课堂教学模式是使学生通过理论学习获得相应工程问题的解析解,求解过程复杂,简化条件较多,已无法满足学生解决实际流体力学问题的需求。翻转课堂因以学生学习为中心,突出问题的研讨,文章比对实验组及参照组的教学情况,发现翻转课堂教学模式应用于高等流体力学教学,可以最大限度地提高学生的学习积极性,获得较佳的教学效果。

间断变形工艺提高AZ31镁合金超塑性的研究

研究间断变形工艺对AZ31镁合金超塑性的影响。结果表明，当温度为400-440℃、应变速率小于5×10^-4s^-1时，间断变形工艺可以显著提高AZ31镁合金的超塑性。计算了空洞体积分数与空洞数量的关系。结果表明，空洞体积分数与空洞数量呈正比。对拉伸试样断口形貌的分析表明，间断变形减少了空洞数量，因而减小了空洞体积分数，提高了超塑性伸长率。