多功能铁水包熔化废钢的计算及分析

为了提高钢铁生产流程中的废钢比,在高炉接铁前向多功能铁水包中加入废钢,并通过热力学计算和数值模拟对多功能铁水包中的废钢熔化问题进行分析研究。研究结果表明:废钢在铁水包中有足够的时间升高至预热温度,高炉出铁口的铁水冲击能可有效促进大型废钢的熔化过程;当废钢比表面积为1.6 m2/t且预热温度为800℃时,每吨钢熔化时间约为11.5min;铁水包中的废钢熔化受预热温度的影响,对于比表面积为3.3m2/t的中型废钢,当其预热温度由300℃升高至800℃时,每吨钢熔化时间也由8.5 min缩短至6.8 min。     

地层温度场下地下开采矿山斜坡道内氡运移数值模拟研究

开展伴生放射性矿的氡运移研究有利于开采过程中的氡污染治理,对矿山的安全生产有重要意义。引入温度梯度函数进行地层温度模拟,通过建立对流-扩散-衰变数学模型与斜坡道三维几何模型,对地层温度场下伴生放射性矿斜坡道进行了数值模拟研究,探索了地层温度场和通风流场对氡累积与运移的影响。研究表明:流场特征很大程度上决定氡浓度场的空间分布特征,而温度场同样也影响各区域的氡浓度大小。采用通风降氡时,流场中气流组织更好的区域氡浓度变化更大,地层温度场对硐室氡浓度影响更为敏感,本次模拟中温度升高1 K斜坡道氡浓度增加14.7 Bq/m³,硐室增加约22.0 Bq/m³。     

中国东北地区植被NPP模拟与时空变化分析

利用北方生态过程模型(BEPS)模拟我国东北地区2003-2012年间植被生产力,以森林、 草地通量站点和区域森林样地生产力调查数据两个尺度验证了模型精度,并对其植被净初级生产力（NPP）的时空变化特征及影响因素进行了分析. 结果表明：在站点上,森林的总初级生产力（GPP）与站点观测值的决定系数（R²）为0.94,均方根误差(RMSE)为1.53g·(m²·d)^-1,草地植被的R²与RMSE分别为0.79和0.59g·(m²·d)^{-1;区域森林生产力调查数据处理结果与模拟的森林NPP的决定系数R2=0.84,RMSE=42.73g·(m2·a)-1;研究区域NPP值呈现东北部高西南部低,由东北向西南方向逐级递减的分布格局;10年来,林地NPP增长最为明显,农田增长缓慢,灌木增减不明显,而草地呈弱下降趋势. 温度和太阳辐射是影响东北NPP变化的主要因素,森林干扰是引发局部剧烈变化的重要驱动因素.}     

产水致密气井动态储量评价新方法

针对层内水来源的产水气井动态储量评价,分析了现有动态储量评价方法在产水致密气井中的适应性,对比了不同水气比时现有方法计算误差,在此基础上,建立了层内水来源的产水气井气水两相流流动物质平衡方程,形成了此类井动态储量求解流程,并运用理论模拟方法对新方法及流程进行验证。结果表明：层内水产出对气井储量评价特征曲线形态影响较小,但对储量计算结果具有一定影响;当水气比小于5m³/10⁴m³,相对误差约5%,认为现有方法仍适用,但大于该值则不适用;新方法能有效减小误差,经验证,水气比11m³/10⁴m³时误差在1.4%,能够满足工程应用的需要。方法应用于鄂尔多斯盆地东缘临兴区块,为该区产能准确认识、井距优化部署提供了理论方法。     

广西珍稀濒危真红树植物小花老鼠簕分布及种群特征

为了填补珍稀濒危真红树植物小花老鼠簕（Acanthus ebracteatus）在广西分布特征的研究空缺,了解其分布、种群大小及群落特征,本文采用野外勘察与样方调查相结合的方法,对广西境内小花老鼠簕可能的分布区域进行全面调查。结果表明：在广西小花老鼠簕仅分布于防城港市江山半岛西南侧和黄竹江中游潮滩,总面积766 m²（分别为686 m²和80 m²）,共1 831株（分别为1 796株和35株）;小花老鼠簕分布在高潮线附近有海漆（Excoecaria agallocha）等相对高大的乔灌木遮挡区域,群落结构分层明显,均呈集群分布;江山半岛小花老鼠簕种群生长相对稳定。广西小花老鼠簕种群分布范围极小,生境狭窄,容易遭到人为干扰,处境严峻,亟需对其进行抢救性保护和物种恢复。     

独居石酸浸尾气两级串联吸收塔气液两相流的数值模拟研究

利用Fluent软件对独居石酸浸氯化氢尾气两级串联吸收塔的气液两相流进行了模拟计算。在总风量为2 169 m³/h,其中氯化氢气体量109 m³/h的工况下考察了吸收塔内气液两相流的速度、压力及氯化氢气体浓度分布。模拟结果表明,两级填料塔串联吸收后氯化氢尾气的浓度为37 mg/m³,满足排放要求,验证了设计的两级串联吸收塔吸收氯化氢尾气方案的可行性。     

东海陆架坡折处温度微结构观测

对2004年3月7日至9日东方红2号科学考察船利用自由沉降的微结构剖面仪TurboMAP-II在东海陆架坡折海区获取的高垂向分辨率的温度资料进行了分析和计算，并将计算得到的热扩散系数与由流速剪切得到的湍混合率进行了比较. 结果表明，观测海区的温跃层附近存在着由小尺度内波、Kelvin—Helmholz不稳定及盐指现象导致的较强的温度脉动. 观测站位的热耗散率大都分布在 10^-10—10^-6℃²·s^-1，并且呈现出低-高-低的垂向分布特征；相应的热扩散系数的范围是从10^-6—10^-2m²·s^-1，其垂向分布与热耗散率恰好相反，为高-低-高. 整个断面的平均热扩散系数为2.95×10^-3m²·s^-1，此值大于利用流速剪切计算的沿断面平均的湍混合率2.32×10^-3m²·s^-1. 通过对盐指区和非盐指区热扩散系数与湍混合率的比较，表明盐指现象的存在是热扩散系数大于湍混合率的主要原因.     

茜素黄R-γ-环糊精包合物与鲱鱼精DNA的作用机制

  在生理pH=7.4环境下,用摩尔比法测定γ-环糊精(γ-CD)与茜素黄R(AYR)的包合比(摩尔比)n_γ-CD ∶n_AYR =1∶1,确定包合常数K^Θ_f ,_288.15K=1.69×10⁵ L/mol。以吖啶橙(AO)作为分子探针,用紫外光谱法、荧光光谱法、化学热力学法和黏度法等研究包合物γ-CD-AYR与鲱鱼精DNA(hsDNA)的作用,得到γ-CD-AYR包合物与hsDNA作用的结合比n_DNA ∶n_γ-CD-AYR=1∶2,结合常数为K _288.15K=3.10×10⁴ L/mol,K _310.15K =4.02×10⁴ L/mol。热力学函数Δ_rH_m^Θ=8.78×10³ J/mol,Δ_rG_m^Θ=-2.59×10⁴ J/mol, Δ_rS_m^Θ=116.45 J/(mol·K) ,说明γ-CD-AYR包合物与DNA作用为熵驱动。确定γ-CD-AYR与hsDNA的作用方式为静电和部分嵌插的作用方式。     

标准态下碳酸二甲酯合成体系热力学分析

 用Benson基团贡献法计算了碳酸二甲酯(DMC)的热力学数据标准摩尔生成焓Δ_fH_m^θ、标准摩尔生成吉布斯自由能Δ_fH_m^θ和等压摩尔热容C_p,m;在标准态下,300~1 000 K温度范围内对比了甲醇或二甲醚(DME)氧化羰化合成DMC,甲醇或DME与CO₂直接合成DMC,由合成气合成DMC,DME,甲醛或甲醇这些反应的焓变Δ_fH_m^θ、吉布斯自由能变Δ_fH_m^θ和平衡常数lnK^θ.计算结果表明:在讨论的条件范围内,由DME氧化羰化合成DMC是热力学上可自发进行的反应,但DME和CO₂反应合成DMC与甲醇和CO₂反应合成DMC,均不能自发进行(需要通过耦合等方式来改变反应途径或重构反应体系,该反应才有可能进行).此计算将为合成DMC的反应路线设计以及新催化剂体系的探索提供热力学依据.     

生物法同时脱除高温烟气中SO2和NOx的实验研究

 对采用生物膜填料塔处理高温烟气中的SO₂和NO_x进行了实验研究,结果表明,生物膜填料塔能够有效地同时去除高温烟气中的SO₂和NO_x.在65 ℃,循环液流量4.0~7.0 L/h,pH=1.5,停留时间150 s,SO₂进气质量浓度2 000~3 000 mg/m³,NO_x进气质量浓度500~1 000 mg/m³的操作条件下,生物膜填料塔对SO₂的去除率可达99.9%以上,对NO_x的去除率为60.2%.     

炉料连续预热式电炉炼钢技术探讨

在废钢入炉熔炼前,利用电炉产生的高温废气进行废钢预热,节能效果明显.炉料连续预热式电炉过程实现废钢连续加料、连续预热及连续熔化,电弧加热熔池、熔池熔化废钢,与普通电炉有着很大的区别.为了实现高效节能、追求流程设备顺行及其指标优化,本文在研究炉料连续预热式电炉工艺特点的基础上,提出如下论点:应对电炉炉衬的砌筑、供电、吹氧去碳、造渣脱磷等予以重视;由于全程平熔池期,给电一开始电弧就加热钢水、就对渣线进行高温辐射,这就必须考虑保护渣线,因此,要求全程造泡沫渣进行埋弧操作;全程平熔池期及变渣线现象,要求渣线镁碳砖的砌筑要向下加厚(～300mm),增加抵御变渣线的能力;炉料连续预热式电炉变压器参数的确定,既要考虑电弧对废钢的熔化(电压要高些)、又要考虑电弧对平熔池的加热及保温的要求(电压要低些),供电上根据电弧的遮蔽状态(废钢或炉渣的遮蔽状态)确定电压的大小;为了最大限度节能及环保,必须采取余热再利用技术,二垩英新的公害值得重视与研究.     

水下目标工频磁场扰动信号检测方法研究

为了解决水下目标磁场近程化探测中磁信号衰减快、干扰强及扰动特征不明确、无法有效探测信号等问题,提出了一种基于混合神经网络与注意力机制(Att-CNN-GRU)的工频磁场水下目标时间序列扰动信号检测方法。将CNN,GRU神经网络与Attention机制相结合拟合信号,构建分类神经网络,对目标信号进行分类识别,同时与未引入注意力机制的CNN-LSTM模型及单一CNN和LSTM网络模型的预测及检测性能进行比较。结果表明,相较于传统方法,信号拟合效果将误差分别减小了36.24%,14.44%和4.878%,目标检测准确率达到83.3%。因此,加入Attention机制的CNN-GRU模型检测性能比CNN,LSTM和CNN-GRU模型更优异,作为辅助手段,能有效解决工频磁场探测中扰动信号微弱、扰动规律不明确、背景噪声多等问题,实现对水下目标造成的工频磁场扰动信号的拟合与检测。     

热输入对深海X70粗晶区组织和韧性的影响

为解决深海X70管线钢在实际焊接中粗晶区(CGHAZ)的脆化问题,在不同热循环工艺下对X70管线钢进行了热模拟研究。采用Gleeble-3800热模拟机模拟X70管线钢CGHAZ,研究CGHAZ在10～60 kJ/cm不同热输入(HI)条件下组织和韧性的变化规律,并通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和夏比冲击试验等手段表征CGHAZ的组织和韧性。结果表明,不同热输入下试验钢的组织主要由粒状贝氏体(GB)、贝氏体铁素体(BF)和马-奥组元(M-A组元)组成;当HI不断增大时,BF比例减少,GB比例增加,M-A组元粗化,冲击吸收能先升高再降低;当HI为20 kJ/cm时,BF和GB可获得优异组合,断口为韧性断裂,冲击吸收能达到173.8 J;当HI大于20 kJ/cm时,断口解离断裂,冲击吸收能下降明显,最低为18.8 J。因此,较低的热输入可提高CGHAZ的韧性,使X70管线钢具有高强度、高韧性和良好的焊接性。研究结果可为优化焊接工艺提供理论依据。     

循环流化床烧结烟气脱硫灰理化性能研究

以采用脱硫剂浆态进料,脱硫塔后采用双旋风分离、双侧返料工艺特点的某钢厂循环流化床烧结烟气脱硫灰为研究对象,从粒径分布、比表面积、元素组成、颗粒微观形貌、晶相组成、红外吸收及热稳定性等方面,考察和电厂循环流化床(CFB)脱硫灰的异同。研究发现,与电厂CFB烟气脱硫灰相比,CFB烧结烟气脱硫灰有以下特点:粒径小,比表面积大,表面结构疏松、多孔,表面活性好;K、Na、Fe等农业可利用元素含量高,同时又含有Pb、Cr、Rb等重金属及放射性元素;S、Si、Al元素含量低;晶相成分中含KCl、CaCO3、CaSO3.0.5H2O、CaSO4等;气氛对其分解温度影响不大,空气气氛下灰分中CaSO3比电厂脱硫灰中CaSO3更易分解。根据研究结论,初步分析了将CFB烧结烟气脱硫灰用于现有电厂半干法脱硫灰利用途径中的优势及瓶颈,为CFB烧结烟气脱硫灰的综合利用与安全处置提供依据和参考,有利于CFB烧结烟气脱硫技术的推广。     

基于CEEMD-GRU组合模型的快速路短时交通流预测

为了提高短时交通流预测精度,提出了基于互补集成经验模态分解(complementary ensemble empirical mode decomposition, CEEMD)和门控循环单元(Gated Recurrent Unit, GRU)组合模型的快速路短时交通流预测方法。首先,运用互补集成经验模态分解算法,将非稳定的原始交通流时间序列数据分解为相对平稳的多个模态分量;然后,将分解后的模态分量分别建立GRU模型进行单步预测;最后,叠加每个分量的预测值,获取最终预测结果,并采用上海市南北高架快速路实测交通流数据进行实例验证。结果表明:CEEMD-GRU组合模型的预测效果明显优于GRU神经网络模型、EMD-GRU组合模型以及EEMD-GRU组合模型,平均预测精度分别提升了33.4%,25.6%和18.3%。CEEMD-GRU组合模型能够有效提取交通流数据特征分量,提高预测精度,为交通管控提供科学决策依据。     

融合深度特征和FHOG特征的尺度自适应相关滤波跟踪算法

为了解决核相关滤波跟踪算法在复杂场景下跟踪效果差的问题,提出了一种融合深度特征和尺度自适应的相关滤波目标跟踪算法。首先,通过深度残差网络（ResNet）提取图像中被跟踪区域的深度特征,再提取目标区域方向梯度直方图（FHOG）特征,通过核相关滤波器学习,分别得到多个响应图,并对响应图进行加权融合,得到跟踪目标位置。其次,通过方向梯度直方图（FHOG）特征,训练一个PCA降维的尺度滤波器,实现对目标尺度的估计,使算法对目标尺度发生变化有很好的自适应能力。最后,根据响应图的峰值波动情况改进模型更新策略,引入重新检测机制,降低模型发生漂移概率,提高算法抗遮挡能力,在标准数据集OTB100中与其他7种目标跟踪算法进行比较。结果表明,相比原始KCF算法,改进后的KCF算法精准度提升了29.4%,成功率提升了25.9%。所提算法实现了对跟踪目标位置的精准估计,提高了尺度自适应能力和算法速度,增强了算法抗遮挡能力。[JP]     

成捆特钢棒材端面字符识别算法研究

为实现特钢棒材生产信息的全流程可追溯,分析特钢棒材生产环境及形状特点,采用基于双标志点的标记方案进行标记并利用机器视觉技术实现成捆特钢端面字符的识别。首先,采用Hough变换将成捆特钢棒材端面图像分割成单根;其次,采用基于小波变换的图像增强算法完成单根特钢棒材端面图像的增强;再次,将MSER算法和边缘检测算法相结合完成单根特钢棒材字符区域的检测,并基于投影法完成字符的分割;最后,通过创建和训练SVM分类器完成每一根特钢棒材端面字符识别,并将成捆特钢棒材端面字符识别结果输出保存。结果表明,新算法可以满足成捆特钢棒材生产过程中字符识别要求,字符识别准确率可达到97.35%。新算法将Hough变换、基于小波变换的图像增强算法、MSER算法、边缘检测算法、投影法及SVM分类器等算法融合到特钢棒材端面字符识别过程中,为特钢棒材生产过程中的信息获取、信息传递及信息追溯的技术实现提供了参考。     

价值方程推导及其在节能评价中的应用

热价值理论主要用于评价能量的有效利用程度.在该理论的基础上,结合热力学第二定律,推导出了依附于冷体、热体的价值方程.以加热炉钢坯热装和空(煤)气预热的算例为例,计算了两种情况下依附于钢坯和炉气的热价值和价值.结果表明,价值和热价值均随钢坯热装温度、空(煤)气预热温度的提高而提高;依附于炉气的价值在炉内传热良好且烟气入炉温度达到1 700 K甚至更高时高于其热价值,说明此条件下量得到了比热量更好的利用程度.     

EAF steelmaking process with increasing hot metal charging ratio and improving slagging regime

A new electric arc furnace (EAF) steelmaking process with increasing hot metal charging ratio and improving slagging regime simultaneously was developed and applied in a 50 t electric arc furnace for more than a year at No. 1 Steelmaking Plant of Shanxi Taigang Stainless Corporation Limited. The essential fact of the new EAF steelmaking process was to charge hot metal in two portions or steps: firstly, 35wt%-40wt% hot metal was pretreated by blowing oxygen in a specially designed reactor for decar burization and improving hot metal temperature and melting premelted slag; secondly, 30wt% hot metal was charged into EAF with high basicity refining slags from ladle furnace (LF)-vacuum degassing furnace (VD) refining process. The results show that the hot metal charging ratio can reach to about 65wt%-70wt% for the new EAF steelrnaking process; meanwhile, the tap-to-tap time of a 50 t EAF can shorten by 5-10 min, the electricity consumption can decrease by 35-50 kW·h/t, the lime consumption can reduce by 10.5 kg/t of molten steel, and the content of harmful heavy metals in molten steel can be easily controlled to less than the upper limits of aimed steel specification or grade compared with the traditional EAF steelmaking process. In addition, the dephosphorization ability shows a slight strengthening, however, a small degree of lessening for desulphurization ability is observed for the new EAF steelmaking process, but the weakness of desulphurization ability cannot become an obstacle to its further application since a stronger desulphurization ability can be achieved during secondary refining of LF coupled with VD after EAF steelmaking process.     

烧结镁砂煅烧竖炉内气固传热特性数值分析

以年产5×10⁴t烧结镁砂竖炉为研究对象,基于多孔介质理论,建立竖炉内三维稳态气固流动传热模型,并模拟研究竖炉热工参数对床层内气固传热过程的影响.研究结果表明:冷却风流量每增加10%,出口烟气温度降低50℃,出口球团温度降低80℃;冷却段长度每增加5%,出口球团温度降低25℃.以竖炉出口烟气温度和球团温度为优化目标函数,得到竖炉最适宜结构和操作参数,即煅烧风流量为2606.67m³/h,冷却风流量为2203.34m³/h,预热煅烧段长度为6.64m,冷却段长度为11.70m.在此竖炉运行工况下,出口球团温度为288.75℃,出口烟气温度为414.32℃.