化工冶金学家陈家镛

1958年中国科学院化工冶金研究所(现过程工程研究所)的创建,与建国初期的国家经济发展和国防建设的需求紧密相关。1956年陈家镛受到世界著名冶金学家叶渚沛的邀请,到正在筹建中的化工冶金研究所工作。作为国内该领域开拓者和学术带头人,陈家镛院士的学术经历是本文主线。以他带领同事们开展湿法冶金研究为案例,分析了国家重大战略需求与科学技术研究之间的关系。重点介绍了他在冶金、化工、材料等研究领域做出的重要学术贡献,以及将代表性科研成果经过中间试验应用于实际生产、解决企业所面临的技术难题的情况。藉此反映了以过程工程研究所为代表的国立科研机构,围绕国家重大战略需求开展科技攻坚的历程与成果。     

冷矫机弯辊控制的完善与优化研究

本文据国内矫直机的使用情况,提出完善弯辊功能,解决辊缝标定清零及运行中的问题,提升轧钢厂运行效率与产品质量。     

聚4-乙烯吡啶基碱性膜的制备及性能分析

采用自由基聚合制备聚4-乙烯吡啶(P4VP)。引入溴乙醇(BE)对制备的P4VP进行季铵化处理,合成一系列不同季铵化取代度的季铵化聚4-乙烯吡啶(QPVPE),最后,引入戊二醛(GA)与QPVPE进行交联,制备得到适合燃料电池使用的交联型聚4-乙烯吡啶基碱性膜。实验过程中,借助傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外光谱(UV)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA,DTG)及力学性能测试等分析手段,对得到的导电膜结构及其理化性能进行分析,并对其导电性能进行性能测试。结果表明,QPVPE77.6%-GA16.87%膜综合性能最佳,该膜的电导率为10.48 mS/cm、含水率(WU)86.4%、溶胀率(SR)66.8%、拉伸强度为23.97 MPa。在25℃条件下,于1 mol/L的KOH溶液中浸泡192 h后,电导率损失为19%。因此,该膜具有较好的耐碱性能。     

超大断面开切眼锚网索支护参数研究

针对上湾矿12煤埋深浅、煤层厚、地应力小的特点,采用理论计算及数值模拟分析的方法对12402工作面超大断面开切眼支护结构进行了研究,提出了合理的锚网索支护参数,在现场予以实施,并对超大断面开切眼变形进行了监测,监测结果表明:该支护结构能控制开切眼变形,保证开切眼整体稳定。在保证安全的前提下能提高掘进效率,节省支护投资,对同类型超大断面开切眼支护有一定指导意义。     

钼电极表面Y2O3-玻璃基涂层抗氧化性能研究

目的提高钼电极在玻璃炉窑烘窑过程中的抗氧化性能。方法在纯钼基体表面制备不同Y2O3含量的玻璃基抗氧化涂层。对涂层分别在800、1000、1200℃下进行抗氧化测试,利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)对涂层在氧化前后的形貌、成分和物相进行检测,利用热分析仪对涂层粉体进行差热分析(DTA)。结果随着Y2O3成分含量的增加,硅酸盐玻璃的软化点温度不断降低,晶化放热峰也越来越低。Y2O3含量为10%和20%的涂层表面结构完整,整体比较致密,在1200℃高温氧化条件下,在第1h内出现增重,之后随着加热时间的延长,增重趋于稳定。Y2O3含量为30%的涂层表面呈致密片状结构,部分出现脱落,样品在氧化过程中出现明显失重。结论Y2O3含量为10%的Y2O3-玻璃基涂层经过1200℃抗氧化实验后,表面完整,试样增重较少,性能优良。涂层截面分为过渡层、中间层和最外层。过渡层主要为MoO2和MoO3,中间层主要是BaMoO4,最外层主要是SiO2。涂层抗氧化机理为互熔反应型保护机理和惰性熔膜屏蔽型保护机理。     

树脂结合剂金刚石堆积磨料砂轮磨削YG8硬质合金

为探究金刚石堆积磨料在树脂结合剂砂轮中的磨削性能，采用ZLB-60旋转式制粒机制备了金刚石浓度为150%、200%、250%的陶瓷结合剂金刚石堆积磨料，其单颗粒静压强度分别为61 N、65 N、36 N。选用金刚石浓度为200%的金刚石堆积磨料与相同原始粒度的单颗粒金刚石配比制备金刚石浓度为100%的树脂结合剂金刚石砂轮，在自制磨削平台上对YG8硬质合金进行磨削性能测试。磨削结果显示:当金刚石堆积磨料体积分数为30%时，树脂结合剂金刚石砂轮的磨削性能最佳，磨削比为145.11，磨削效率为13.64 g/h，较相同原始粒度单颗粒金刚石砂轮的分别提高了152%和40%。      

微波烧结法制备含钪扩散阴极及其发射性能研究

采用溶胶凝胶结合氢还原法制备出Sc均匀掺杂的钨粉,随后采用微波烧结法成功制备出浸渍型含钪扩散阴极。对Sc掺杂钨粉特性、Sc掺杂钨海绵基体微观结构、阴极发射性能和阴极表面活性物质分布进行了分析,结果显示:Sc以Sc2O3的形态均匀分布于平均粒径1μm的钨粉中,海绵体骨架主要由大小均匀的亚微米级准球形颗粒构成,表面孔结构良好,孔分布均匀,平均孔径在0.46μm左右,Sc_2O_3均匀分布于基体之中。电子发射测试结果表明,该阴极950℃b时脉冲偏离点电流密度Jdiv为137.59 A/cm~2,发射斜率1.431。激活后的阴极表面Ba:Sc:O的原子比例为1.8:1:2.2,同时阴极表面存在大量的纳米粒子,对阴极发射有促进作用。     

回转窑尾气脱硫系统技术改造

介绍了DS-SO2尾气处理系统在郴州丰越环保科技有限公司回转窑煅烧车间的应用情况。为解决原有回转窑尾气脱硫系统运行费用较高的问题,采用DS-SO2尾气处理系统代替原来的钠碱法脱硫系统,减排效果明显,经济效益显著。改造后尾气SO2脱除效率达到99%以上,尾气排放ρ(SO2)≤1 mg/m3、ρ(NOx)≤60 mg/m3、颗粒物(ρ)≤10 mg/m3,远低于气体污染物排放限值要求;每年可节约成本约752万元,取得巨大的经济效益。     

1.5 mm厚热轧高强耐候SPA-H带钢的开发

薄规格带钢生产中面临温降大、板形控制难、穿带速度快、轧制稳定性差等难题，通过对SPA-H带钢化学成分、连铸工艺、温度和板形控制的分析研究，确定了合理的工艺参数，开发出1.5 mm极限规格高强耐候SPA-H带钢。结合连铸拉速和结晶器液面控制，过程温度控制和设备精度控制，实现了1.5 mm热轧集装箱用SPA-H带钢的稳定轧制和批量供应，其板形和尺寸精度高，力学性能稳定，满足了用户的要求。