气淬法粒化高炉渣实验研究

为了有效利用高炉渣余热,提高炉渣附加值,采用干式处理方法——气淬法,对高炉渣进行粒化,研究碱度和喷吹气体压力对成珠率、渣珠平均直径和粒径分布的影响规律.结果表明:成珠率随碱度的增加呈先增加后降低的趋势,碱度1.2时获得最高成珠率;渣珠的平均直径随碱度的增加先减小后增大,碱度超过1.2后,平均粒径显著增大;随喷吹压力的增加,成珠率呈先增加后减小之后又增加的趋势,压力为0.2MPa时成珠率最高;渣珠平均直径基本呈逐渐减小趋势并且减小趋势变缓;渣珠粒径集中分布在1~2.5mm之间,基本呈正态分布,分布较均匀.     

Fe-Nd-Al系块状非晶合金的形成

采用铜模铸造法研究了Fe-Nd-Al系合金块状非晶的成分范围、合金元素对非晶形成能力的影响、Fe-Nd-Al系块状非晶的形成能力与约化晶化温度的关系.研究结果表明,Fe-Nd-Al系合金的非晶形成能力很强,成分在Fe50~42.5NdyAl7.5~17.5范围内能制得直径达2~3 mm的非晶棒材;添加B,Ni,Co,Y,Zr,Si,Ti替代部分Al可以提高合金的GFA;合金的Tx/Tm值愈高,非晶形成能力越强.     

水泥固化法制备免烧渣土轻集料

采用水泥固化方法,以渣土为主要原材料制备轻集料,为更好地处置城市建筑渣土探索新的途径.首先评价了水泥对渣土的固化效果,然后使用圆盘造粒机制备免烧渣土轻集料,主要研究了水泥掺量对渣土轻集料堆积密度以及筒压强度的影响规律.结果表明:在5%～15%的水泥掺量范围内,水泥固化渣土的抗压强度与水泥掺量呈线性关系;用水量为35%左右时,可制备出粒径分布主要在10～20 mm的轻集料,所制备轻集料的堆积密度等级分布在900～1 100 kg/m³范围内;渣土轻集料的筒压强度随水泥掺量的增加而增大,而且渣土轻集料的28 d筒压强度与水泥固化渣土的28 d抗压强度呈较好的线性关系,可用后者预测渣土轻集料的力学性能,提高渣土轻集料配合比设计的准确性.     

颗粒粒度和形貌特征对保护渣强度的影响

试制不同粒径及粒度分布的保护渣颗粒,用强度测试仪和XL30扫描电镜对保护渣颗粒强度、形貌特征及显微结构进行检测,研究保护渣颗粒强度的影响因素。结果表明,0.3~0.6mm保护渣颗粒比率和致密度是影响其强度的主要因素,加入适中的黏结剂和分散剂,可增大0.3~0.6mm保护渣颗粒的比率、改善致密度,从而增大保护渣颗粒总体强度;延长球磨时间,可增大小粒度原料比率及保护渣颗粒强度。     

基于EDEM-FLUENT耦合的滚筒冷渣机颗粒轴向扩散运动

基于欧拉-拉格朗日、离散单元法理论,利用EDEM-FLUENT耦合方法,考虑了气相对颗粒的相互作用,以及颗粒与颗粒之间的碰撞,对滚筒冷渣机六棱形冷渣管料床中灰渣颗粒轴向扩散进行了数值模拟分析,得出了灰渣颗粒在填充度25%,颗粒滚落状态下的动态休止角θd=29°,安装倾斜角3°工况下,轴向扩散运动随滚筒转速n(5 r/min ~ 10 r/min)、颗粒粒径d(1.5 mm ~ 3.5 mm)的变化规律。实验结果表明：当粒径一定时,轴向扩散系数随着转速n的增大而增大,相比5 r/min转速,10 r/min转速下颗粒轴向扩散系数增大了23.6%;当滚筒转速一定时,轴向扩散系数随着粒径的增大而增大。粒径d从1.5 mm增加到3 mm及3.5 mm时,轴向扩散系数分别增大了3倍和7.06倍。轴向扩散系数越大,颗粒轴向运动就越剧烈,滚筒出力越强,炉渣处理效率越高。     

天然气水合物垂直管内流动特性的数值模拟

为了研究深水天然气水合物浆液开采管中水力提升的理想工况,对开采管中浆液的速度、体积分数、颗粒粒径和颗粒密度各参数划分12组,基于Fluent软件中欧拉双流体模型,采用SIMPLE算法和标准k-ε湍流模型,对水合物颗粒在管道中的黏度变化编制UDF,并对上述方案进行数值模拟,对比模拟得到水合物颗粒体积分数值与文献试验值,相对误差小于20%,该模型可行.结果表明:管道提升速度越大、浆液体积分数越小、颗粒粒径越小、颗粒密度越小对于水力输送越有利.因此,在满足系统安全性要求的同时考虑经济因素,对于直径300 mm的水力提升管,建议提升体积分数取20%,颗粒粒径取0. 01~0. 02 m,提升速度和颗粒密度分别控制在1. 4~1. 8 m·s~(-1),1 020~1 190 kg·m~(~(-3)),此时提升情况理想,系统具有一定的可靠性.     

循环流化床内生活垃圾颗粒冷态分层特性分析

对城市生活垃圾循环流化床焚烧炉炉内冷态流场及生活垃圾颗粒冷态分层特性进行了数值模拟.结果表明:密相区和稀相区的流场存在较大差异,密相区u、v、z值较稀相区大得多,湍流强度大,扰动强烈;稀相区流场横向扰动很弱.不同粒径的垃圾颗粒在炉内存在明显的分层现象,流化风速1.5～2 m/s时,小于1 mm的垃圾颗粒集中在炉膛上部,大于5 mm的垃圾颗粒沉积到炉膛底部.风速从0.8 m/s增加到2 m/s时,风速越小、粒径差异越大,分层越明显.随着风速的增加,不同粒径垃圾颗粒分布趋于均匀,分层现象减弱.当风速小于1 m/s,炉内整体流态化及循环状况较差,1.5～2 m/s的流化风速对生活垃圾流化床较为适合.     

基于物源特征的白龙江流域泥石流易发性评价

白龙江流域是泥石流地质灾害的易发区和高发区,历史上曾发生过多次泥石流灾害。为探讨物源对泥石流的影响,对流域内泥石流物源数量、类型、分布进行了详细地调查分析,进而研究了物源转化泥石流的方式。在分析泥石流物源发育影响因素的基础上,采用确定性模型与灰色关联组合方法,筛选出物源敏感性、坡面侵蚀程度、沟床比降、沟壑密度四个因子,运用AHP模型进行区域泥石流易发性区划。得出以下认识：(1)白龙江流域泥石流物源分为重力侵蚀堆积型、坡面侵蚀汇集型、沟道侵蚀堆积型和弃渣侵蚀堆积型。其中物源量最多的为重力侵蚀堆积型,分布面积最广的是坡面侵蚀汇集型;(2)泥石流的物源多分布于坡度在15°~45°范围内的斜坡上,1 000~2 500 m的高程范围内,距离断裂500 m范围内,且物源量与植被覆盖率呈较好的负相关性;(3)流域内物源转化为泥石流的方式主要有崩落冲刷拉槽型、集中堵塞溃决型、沟道揭底铲刮型、坡面径流侵蚀溜滑型;(4)白龙江流域泥石流高易发区位于物源分布密集区,即泥石流流域中下游两岸。     

交变磁场作用下热镀锌液中锌渣的分离

在交变磁场作用下,利用热镀锌液与锌渣之间导电率差产生的电磁挤压力分离锌渣.静置分离实验结果表明,当磁场频率为20 kHz,磁感应强度均方根值约为0.05 T,分离器为5 mm×5 mm方形孔陶瓷管,分离时间15 s时,实现了粒径5μm以上锌渣与镀锌液的分离,且锌渣在净化过程中由不规则形貌变为较规则的多边形.     

正向除渣器内部纤维浆料流场的数值模拟

基于FLUENT软件,采用雷诺应力模型(RSM)对正向除渣器中3%的纸浆悬浮液流场进行数值模拟,同时采用相间耦合的离散相模型计算浆渣颗粒的运动轨迹和分离效率。结果表明:正向除渣器内部流场具有小幅度的不对称性;从除渣器壁面到中心轴处的总压最大压降在4 500 Pa左右。根据不同截面上轴向速度的分布特征可以发现,正向除渣器内部纤维浆料流场主要由中心区域的内旋流和外围的外旋流所组成;粒径在0.02 mm时的重杂质和轻杂质的分离效率都维持在50%左右,粒径大于0.2 mm时的重杂质分离效率随着粒径的增大而提高,而轻杂质分离效率随粒径的增大而降低;在粒径接近1 mm时,相对密度大于或等于石子的浆渣颗粒的分离效率已达到100%。     

粒度分布对大掺量矿渣、钢渣胶凝体系抗压强度影响的灰色关联分析

为了能够更好地大量利用矿渣、钢渣制备高强建筑材料,实验采用灰色关联分析方法研究了矿渣、钢渣的粒度分布对大掺量矿渣、钢渣胶凝体系抗压强度的影响.矿渣和钢渣掺量分别占胶凝材料总质量的50%和30%,水胶比为0.34.研究表明：粒度小于8.39μm的矿渣、钢渣颗粒对其胶凝体系3 d和28 d抗压强度均起到增强作用,大于8.39μm的矿渣、钢渣颗粒对抗压强度起到削弱作用.为了提高大掺量矿渣、钢渣胶凝体系28d抗压强度,应当主要增加5.03～8.39μm矿渣、钢渣颗粒数量.     

木屑对烧结页岩多孔砖研究

以页岩为原料,通过添加的不同木屑掺量(0%、10%、15%、20%)和不同的木屑颗粒级配(1.5~2.0 mm,1.0~1.5mm,0.5~1.0 mm和0.120~0.5 mm),烧结制成轻质烧结页岩砖;研究轻质烧结页岩砖的体积密度、导热系数和抗压性能。结果表明,当颗粒级配为0.5~0.12 mm,木屑掺量不大于10%,满足烧结普通页岩砖的基本要求。进一步研究了不同颗粒级配混合后对抗压强度的影响,为烧结制成轻质烧结页岩砖提供依据。     

多组元铁基非晶复合材料的力学性能研究

采用真空感应水冷铜坩埚磁悬浮熔炼以及负压铜模吸铸法制备了Fe-15Mn-5Si-10Cr-xC(x=0.6~1.0)铁基非晶合金复合材料,由C元素含量变化调控合金的热力学参数,分析其组织和室温力学行为变化.结果表明:随着C含量的增加,合金的原子尺寸差δ增大,混合熵ΔS_mix提高,混合焓ΔH_mix降低.合金铸态组织由非晶相和过冷γ-Fe奥氏体相组成,在压应力加载过程中发生马氏体相变并表现出显著的加工硬化.Fe-15Mn-5Si-10Cr-0.9C合金的ΔS_mix和ΔH_mix分别为1.13 RJ·mol^－1·K^－1和－19.6 kJ·mol^－1,其综合力学性能优异,屈服强度、断裂强度和塑性应变分别为1 300、2 378 MPa和17.2%.     

不同骨料粒径在不同浆膜厚度下的透水混凝土试验

采用2～10 mm、10～13. 2 mm、13. 2～16 mm的骨料粒径分别在骨料表面浆膜厚度为0. 4 mm、0. 5 mm、0. 6 mm的情况下进行透水混凝土性能的研究。试验发现:透水混凝土内部骨料表面在相同浆膜厚度下,随着骨料粒径不断增大,其有效孔隙率的增大并不明显,且不同骨料粒径试样的28 d平均抗压强度值变化幅度相差不大;随着骨料表面的浆膜厚度增加到后期,相同骨料粒径的透水混凝土抗压强度增加幅度不大,而浆膜厚度为0. 4～0. 5 mm时其抗压强度增加值较明显;当骨料表面的浆膜厚度较薄时,试样透水系数的增大趋势随着骨料粒径前期的增大比后期更快;而当浆膜厚度更厚时,不同骨料粒径试样的透水系数增大趋势较均匀。     

工艺因素对煤矸石莫来石化的影响

以天然煤矸石为原料采用粉末烧结法制备莫来石,利用XRD、SEM对烧成试样进行表征,并检测其显气孔率及体积密度,分析原料粒度和烧成温度等工艺因素对所制莫来石的致密化程度、物相组成以及显微结构的影响。结果表明,煤矸石粉料的粒度越小,大小越均匀,烧成试样的致密化程度就越高;烧成温度达到1250℃时试样中有莫来石相生成,烧成温度超过1500℃后,试样中主晶相为莫来石,但试样体积密度低,显气孔率高;在1600℃×3h的烧结条件下可获得体积密度为2.81g/cm3、显气孔率为6%的压块烧成莫来石,其中柱状自生长莫来石晶体呈交织网络状结构分布,晶粒大小为5~14μm。     

Effect of sintering temperature on the microstructure and properties of foamed glass-ceramics prepared from high-titanium blast furnace slag and waste glass

Foamed glass-ceramics were prepared via a single-step sintering method using high-titanium blast furnace slag and waste glass as the main raw materials The influence of sintering temperature (900-1060℃) on the microstructure and properties of foamed glass-ceramics was studied. The results show that the crystal shape changed from grainy to rod-shaped and finally turned to multiple shapes as the sintering temperature was increased from 900 to 1060℃. With increasing sintering temperature, the average pore size of the foamed glass-ceramics increased and subsequently decreased. By contrast, the compressive strength and the bulk density decreased and subsequently increased. An excessively high temperature, however, induced the coalescence of pores and decreased the compressive strength. The optimal properties, including the highest compressive strength (16.64 MPa) among the investigated samples and a relatively low bulk density (0.83 g/cm3), were attained in the case of the foamed glass-ceramics sintered at 1000℃.     

橡胶粒径与掺量对砂浆力学性能影响的试验研究

摘 要 系统研究了橡胶粒径和掺量对橡胶砂浆力学性能的影响,橡胶等体积替代砂子比例为20%、40%、60%,橡胶粒径分别为5~20 目、20~40 目、60~80 目。研究结果表明,橡胶砂浆抗压强度和抗折强度均随橡胶掺量的增大而降低,随橡胶粒径的减小而提高。优选橡胶粒径为60~80 目时,具有20%,40%和60%橡胶掺量的橡胶砂浆抗压强度分别降低21.6%,43.3%和55.8%,抗折强度分别降低14.9%,29.4%和33.8%。另外,橡胶掺量越大,粒径越小,则橡胶砂浆折压比越大,韧性越好。该项研究对促进废弃橡胶的规模化应用,提高混凝土的韧性,具有重要的理论和实用价值。     

高炉渣颗粒粒径对矿渣水泥水化的影响

高炉渣是钢铁行业生产过程中的必然产物, 随着我国经济不断高速增长, 钢铁产量逐年提高, 高炉渣的堆积量也在不断上升. 完善矿渣水泥的理论研究, 提高高炉渣的利用率, 既能够减少固体废弃物的数量、 保护环境, 又能够为企业带来更好的经济效益. 实验结果表明, 减小高炉渣颗粒粒径能够加快水化反应的进程, 提高抗压强度. 另外, 高炉渣颗粒的粒径分布对混凝土抗压强度也会产生显著影响.