复吹转炉底吹喷粉的物理模拟

建立了底吹喷吹石灰石粉的冷态模型:用水模拟钢水,用浸盐的空心Al2O3模拟石灰石粉,用真空泵油模拟炉渣,研究了复吹转炉底吹喷粉的重要参数粉剂分布和粉剂穿透比.考察了不同底吹布置条件下的粉剂分布,利用图像处理法确定了最佳的底吹布置方式.在最佳底吹布置方式条件下,考察了不同固气比和粉剂粒度对粉剂穿透比的影响;结果表明穿透比随固气比和粉剂粒度的增加而增加,确定了实验条件下最佳固气比为30~40,粉剂粒度为0.212~0.380 mm.     

复吹转炉氧枪喷吹石灰石颗粒的物理模拟

建立了氧枪喷吹石灰石粉的冷态模型,用水模拟钢水,用浸盐空心三氧化二铝模拟石灰石粉,用真空泵油模拟炉渣,研究了熔池的均混时间、粉剂分布和粉剂穿透比.考察了底气流量和枪位对均混时间的影响,同时在优化的工艺条件下,测定了熔池的粉剂穿透比和粉剂分布,确定了实验室条件下最佳操作工艺.结果表明,顶吹喷粉条件下氧枪枪位应略微下降,枪位为258mm,底气流量为20m3/h;粉剂穿透比随固气比和粉剂粒度的增加而增加,确定了实验条件下最佳粉剂粒度为0212~0380mm.     

钢包底吹氩方式对LF精炼的影响

采用FLUENT大型商业软件和水模拟装置对某厂50tLF炉底吹氩喷嘴的布置方式进行了数值模拟和水模拟研究.分别讨论了单孔、双孔中心对称和双孔轴对称三种底吹氩喷嘴布置方式对钢液混匀时间的影响和钢液表面的卷渣情况.结果表明,在相同的吹氩量下,采用双孔轴对称底吹氩钢液混匀时间最短,在整个钢包内部及表面,钢液流动速度均匀而稳定,基本消除了搅拌死区,可以有效防止钢液卷渣,并为夹杂物的去除提供良好的动力学条件.     

120t复吹转炉模型的试验研究

复吹转炉采用的底枪支数及其布置对吹炼效果有明显的影响.试验结果表明,120t复吹转炉四底枪效果较好,最佳位置是 0.2、0.2D正方形布置;在Jo_2=2.75m~3/min·t条件下,采用1—4支底枪,底部供气均存在一极限气量,采用3或4支底枪,顶部供氧也存在一极限值;为取得稳定和最佳的复吹效果,顶、底供气应有一最佳配合。     

CH4/O2/CO2层流预混火焰传播速度实验研究

采用本生灯法,测量了CH4/O2/CO2混合气在不同工况下的层流预混火焰传播速度.采用基于火焰图像的全面积法计算本生灯火焰的传播速度.主要研究了化学当量比(08~12)、氧气体积分数(25%~35%)和稀释剂种类(N2,CO2)对火焰传播速度的影响规律.结果表明:当化学当量比为1时火焰传播的速度达到最大值,在其两侧火焰传播速度逐渐下降;火焰传播速度随着氧气体积分数的增加而增加,且火焰传播速度与氧气体积分数呈二次函数关系;与N2相比,高浓度CO2降低了火焰传播速度,CH4在O2/CO2气氛下的火焰传播速度约为O2/N2气氛下的五分之一.     

含硼铁精矿选择性还原-选分新工艺的实验研究

针对现有含硼铁精矿硼铁分离工艺所存在的弊端,提出了含硼铁精矿选择性还原-选分新工艺,并通过热力学分析和实验室研究进行了验证.研究表明:对于辽宁凤城Fe和B2O3质量分数分别为5605%和386%的含硼铁精矿,最佳的选择性还原-选分工艺参数如下:配碳比08~10,还原温度1275~1300℃,还原时间不小于20min,还原煤粒度为-0075mm,分选时的磁场强度为50mT.得到的选分产物为高金属化率的金属铁粉,可进一步处理用于钢铁生产;选分尾矿为高品位的含硼资源,可作为硼工业的优质原料.     

底吹冰铜吹炼炉中气-液流动状况的数学模拟

采用Eulerian-Eulerian模型描述了底吹冰铜吹炼炉内气液两相流行为,在模拟结果与实测结果一致的基础上,对双喷嘴在不同喷气角度下熔池内的气液两相流行为及气体含量进行模拟计算与比较.结果表明:随着喷吹角度的增大,喷溅情况相应有所减弱,在14°对喷角度下的喷溅现象最为严重.随着双喷嘴对喷角度的增大,射流轴线横向穿透距离增大,湍动能的分布区域也相应增大,气泡在容器中停留时间增加.但当夹角超过一定范围后,继续增大角度会使喷嘴口距离液面垂直距离减小,气泡在熔池中的停留时间反而减小,其中28°对喷角度下,熔池中的气体体积分数最大,而且湍动能分布范围最广.     

不同洁净度条件下253MA钢中夹杂物的析出行为

基于多相多组元反应平衡原理及凝固过程固液相界面的溶质再分配理论,建立了253MA钢凝固过程中夹杂物析出与溶质元素偏析的耦合热力学模型,并验证了模型预测的准确性.在本模型计算条件下,253MA耐热钢中析出的夹杂物主要为Ce2O3,Ce2O2S,Ce3S4,CeS,CeN,SiO2,MnS.当氧的质量分数低于0006%时,Ce2O3夹杂析出的条件为［%O］/［%S］＞1;当氧的质量分数高于0006%时,Ce2O3夹杂析出的条件为［%O］/［%S］＞2.当氧的质量分数低于00046%时,若［%O］+［%S］＞0009,则耐热钢中可以析出Ce3S4,而CeN夹杂无法析出;若［%O］/［%S］＜1,则钢中可以析出CeS夹杂,且随着硫的质量分数的增加,CeS逐渐向Ce3S4转变.当氧的质量分数高于00046%时,CeN夹杂析出的条件为2［%O］+［%S］＜0014.     

描述底吹氩钢包内钢液混合效果的特征数方程

首先对钢包底吹氩气搅拌钢液系统进行分析,确定对搅拌效果有影响的诸多因素。采用量纲分析方法,得到描述底吹氩钢包内钢液混合效果的特征数方程模型。以某钢厂LF炉钢包为原型,应用广义相似原理进行水力学模拟实验研究。实验结果经逐步回归分析得出适用于描述与研究中几何相似的钢包炉内钢液受搅拌后混合效果的特征数方程。研究结果表明,本研究考虑的4个决定性特征数对被决定性特征数H0均有显著性影响,其中最为显著的是气液密度比πρ;进行钢包底吹氩搅拌钢液的水力学模拟研究时,若采用某种常规气体代替原型中的氩气,模型与原型间被决定性特征数的值会产生较大的差异。     

钒渣钙化焙烧的影响因素及焙烧氧化动力学

采用钙化焙烧方式处理转炉钒渣以提高钒的浸出率,考察了焙烧参数(渣样粒度,升温速率,焙烧保温温度及保温时间,配钙量)对钒浸出率的影响,根据钒渣氧化的TG-DSC曲线对钒渣氧化变温动力学进行了分析.结果表明:降低升温速率可提高钒氧化率,保温温度高于600℃时钒浸出率迅速增加.在钒渣粒径48~75μm,外配钙m(CaO)/m(V2O5)为042,升温速率2℃·min-1,保温温度850℃,保温时间150min的条件下,钒浸出率达9331%.钒尖晶石氧化过程受三级化学反应控制,升温速率为5和10℃·min-1的表观活化能分别为26765,25603kJ·mol-1.     

COREX熔化气化炉风口回旋区CFD+DEM数值模拟

COREX熔化气化炉风口回旋区是炉况顺行的基础,在冶炼过程中起着十分重要的作用,为了描述其形状和大小,建立了CFD+DEM(ComputationalFluidDynamicsandDiscreteElementMethod)耦合模型,对回旋区形成过程及大小进行了颗粒尺度的分析.得到床层高度为04m,气体速度1174m/s的条件下回旋区颗粒空隙度分布,当吹气时间为013s时,气体入口附近有颗粒被吹开,随着时间的推进,气体动能吹开的颗粒增多,019~021s时,形成的回旋区开始稳定.对入口处不同气体速度条件下回旋区及其附近颗粒速度进行了计算模拟.模拟结果显示,风口附近颗粒在做回旋运动,并且随着入口气体速度的增大,吹开的颗粒增多,回旋区空腔增大,当入口气体速度为1174m/s和1683m/s时形成的回旋区较稳定,当入口气体速度大于2190m/s时形成的回旋区不太稳定.     

液体金属和合金的盐雾化

介绍了作者发明的一种新型的流体金属和合金的雾化制粉方法,即采用含有固体盐（NaCl）颗粒的高速气流对液体金属或合金进行雾化得到粉末的方法（简称为固体雾化法）。通过对几种金属和合金粉末制备工艺的研究得到如下结论;在同等气体压力和流量条件下,采用含有固体盐颗粒的高速气流雾化金属熔体制得的粉末比不含固体盐颗粒的高速气流雾化制得的粉末的粒度细得多,而且粉末粒度分布较窄,粉末冷却速度较大,采用固体盐雾化法制务金属粉末时,盐的流率愈大、流速愈快、粒度愈细,则雾化制得的粉末粒愈细。     

热氧化环境对微米铝镁合金粉活性的影响

为研究热氧化环境对微米铝镁合金粉活性的影响,研究了雾化微米铝镁合金粉71℃热氧化作用下粒度及铝镁比对活性影响的变化规律,同时通过建模对样品的氧化壳厚度变化进行计算.使用激光粒度仪、扫描电镜及能谱仪、X光透射扫描等手段,对雾化微米铝镁合金粉进行粒度、形貌、成分测试,利用气体容量法对热氧化后合金粉的活性变化进行研究.结果表明,在71℃热氧化环境中,雾化微米铝镁合金粉的活性随粒度增加而降低,随铝镁合金比的升高而降低,但在氧化24 h后,其活性基本保持稳定.      

EIGA法制备激光3D打印用TC4合金粉末

采用电极感应熔炼气雾化法(EIGA)制备激光3D打印用TC4合金粉末,研究了雾化气压对粉末收得率、粒径、粉末形貌、松装密度、流动性及空心球率等特征的影响.结果表明:随着雾化气压的增加,粉末收得率、球形度增加,而粉末平均粒径减小.雾化气压为6.0MPa时,粉末收得率超过50%,平均粒径小于100μm,松装密度为2.950 g/cm~3,流动性为2.242 g/s,空心球率低于3%.雾化气压为7.0 MPa时,非球形缺陷粉末和空心球率增加.对比雾化气压为6.0 MPa制备的不同粒径粉末,以及激光3D打印后的拉伸曲线与断口形貌,发现50~100μm粉末打印TC4合金的抗拉强度达907.7 MPa,延伸率最大达15.3%,具有良好的强韧性.     

超临界流体干燥法制备医用纳米羟基磷灰石

应用超临界流体干燥法制备医用纳米羟基磷灰石.以 Ca(NO3)2·4H2O和(NH4)2HPO4 为原料,采用超临界流体干燥法(SCFD)制备了纳米羟基磷灰石,并用 XRD,TEM,FTIR等手段进行了表征.超临界干燥法制备的羟基磷灰石具有结晶性好、分散性好、尺寸分布均匀,呈针状结晶,长度为 100~200 nm,宽度 10~15 nm.用溶胶凝胶结合超临界流体干燥法可以制备出颗粒大小均匀、分散性好的纳米羟基磷灰石.     

反溶剂重结晶法制备阿奇霉素超细粉体

采用反溶剂重结晶法进行了阿奇霉素微粉化实验研究。系统考察了药物溶液质量浓度、溶剂反溶剂比例、搅拌时间、干燥方式等因素对产品形貌和粒度的影响。得到较优的制备工艺条件为：药物溶液质量浓度0.2 g/mL、溶剂反溶剂体积比1:20及搅拌时间10 min,可制备出平均粒径为 270 nm的药物颗粒,经喷雾干燥可得粒径为2~5 μm的阿奇霉素超细粉体。采用扫描电镜、比表面积测试、红外光谱分析和体外溶出实验对原料药及产品性质进行分析表征,分析结果表明,阿奇霉素超细粉体化学结构不变,且比表面积增大8倍,溶解速率明显提高。     

超细煤系煅烧高岭土粉体制备的工艺参数优化

以盘式搅拌磨为超细粉碎设备,系统地研究了粉碎法制备超细煤系超煅烧高岭土粉体的工艺参数,结果表明,矿浆浓度,磨矿时间,研磨介质添加量和配比,叶轮搅拌速度是制备超细煤系煅烧高岭土粉体的重要工艺参数,合理地选择这些工艺参数,才能制备出粒度－２μｍ含量大于９０％的超细煤系煅烧市高岭土粉体。     

紧耦合真空气雾化制备Fe-Cr合金粉末的特性表征

采用紧耦合真空气雾化法制备Fe-Cr合金粉末,通过不同目数的筛网进行筛分,得到0~25 μm、25~53μm、53~105 μm、105~150 μm四个粒度段的粉末.使用氧氮分析仪、碳硫分析仪、电感耦合等离子体发射光谱仪分析雾化前后粉末化学成分,测定全粒度段及各粒度段的氧含量变化情况;采用扫描电镜、激光粒度仪等分析测试手段观察粉末表面形貌及表面微观组织并测定粉末粒径.结果表明:紧耦合真空气雾化制备Fe-Cr金属粉末化学成分可精确控制,全粒度段氧含量为0.024wt.%;冷却速度随粉末粒径的减小呈现指数级增长,随着粉末粒度段的增大,表面组织主要由胞状晶、柱状晶向树枝晶发展;各粒度段氧含量随粒径增大逐渐减小;空心粉的形成主要与袋式破碎机制和晶粒凝固收缩差有关.