宝钢1930板坯连铸异钢种连浇的水模实验研究

对宝钢连铸一分厂60t中间包进行了1：3水模实验，主要研究非稳态条件下拉速、余钢量对不同钢种连浇时交接部长度的影响，以利于改进现场的操作。     

双钙钛矿结构固体氧化物燃料电池阴极SmBaFe_(2-x)Co_xO_(5+δ)的制备与性能研究

采用溶胶-凝胶法制得双钙钛矿钐钡铁钴氧化物[SmBaFe_(2-x)Co_xO_(5+δ)(x=0,0.5,1.0,1.5)]系列阴极材料,并对制得的SmBaFe_(2-x)Co_xO_(5+δ)进行了测试。研究结果表明:制得的SmBaFeCoO_(5+δ)形成了单一的钙钛矿结构,颗粒较小,分散较均匀,颗粒之间连接性好并拥有适当的孔隙率,与电解质结合较致密,在Co掺杂量x=1.0,850℃条件下,制得的SmBaFeCoO_(5+δ)的极化界面电阻(Rp)最小为0.763,电导率最大达到58.68S/cm,在固体氧化物燃料电池(SOFC)领域具有较好的应用前景。     

冶金过程中的气液两相流模拟

冶金过程是一个涉及高温、多相流动和复杂物理变化及化学反应的多个反应单元体串联和并联的冶炼过程。目前由于单元反应器现场条件的复杂性和测量观测手段的限制,数值模拟和物理模拟相结合的研究方法已成为重现和解析其物理现象及传输机理不可或缺的手段。在洁净钢的冶炼中,由于气相的参与,形成了复杂多变的气液两相流,对反应器内的传输行为产生重要影响。两相流模拟的核心在相界面上,相间动量传递模型和相间作用力模型的精确性是准确预报不同两相流体系中气相分布的关键。本文综述了冶金过程中基于Euler体系模拟气液两相流动的几种基本模型,以及相间作用力模型和湍流模型。总结了不同冶金过程和反应器内(转炉炼钢、电炉炼钢、精炼、中间包、结晶器)气液两相流动传输行为数值和物理模拟的应用和发展趋势。     

石墨烯载体上直接合成具有Pt(100)择优取向的催化剂及其电催化性能研究

以石墨烯为载体,乙二醇为还原剂,采用油浴法,通过加入不同添加剂作为形状导向剂合成了Pt(100)晶面择优取向的催化剂,并探讨了催化剂的性能。利用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、感应耦合等离子原子发射光谱 (ICP-AES)及扫描电镜(SEM)对所合成的催化剂进行微观表征,利用电化学工作站对所合成的催化剂进行电化学性能测试。结果表明,添加KBr参与合成的Pt(100)晶面取向的催化剂,其微观粒子的立方体形貌最为规整,且形成最彻底。同时,其电催化性能最优,电化学活性表面积为42.43m2/g,对乙醇氧化的峰值电流密度为417.67A/g,1100s的稳态电流密度值为149.50A/g,对乙醇催化氧化反应的活化能最低,对乙醇氧化峰电流密度保持率为82.26%。     

Mn元素对硼钢热浸镀Al-Si镀层组织的影响

硼钢热浸镀铝硅合金时,通常会有一定量Mn溶解于镀液中,对热浸镀镀层组织及合金层产生影响。研究了热浸镀用Al-10Si-2Fe合金中Mn元素对镀层组织及合金层的影响。结果表明:Mn元素的添加能够改变铝硅层中富铁相的形貌,当添加质量分数为0. 8%的Mn时,针状富铁相完全转化为汉字状的富铁相。Mn元素的添加也会对铝硅镀层中合金层的厚度产生影响,即随着Mn含量的添加,合金层及Fe_2Al_5层的厚度先增加后减小,Mn的质量分数为0. 8%左右时合金层及Fe_2Al_5层最厚。     

Ni添加对直接乙醇燃料电池Pt基催化剂催化性能的影响

本文通过水热法制备出孔径分布范围3.1~4.2nm,比表面积为174.72m₂/g的CeO₂作为助催化剂,以碳纳米管为载体,采用微波辅助乙二醇法制备PtNiCeO₂/C催化剂,探究Ni添加对Pt基催化剂电催化性能的影响。利用X射线衍射仪(XRD)、比表面积及孔径分析仪(BET)、扫描电镜(SEM)和电子能谱(EDAX)对所制备的CeO₂及催化剂进行微观表征,利用电化学工作站对所制备的催化剂进行电化学性能测试。结果表明,添加CeO₂且催化剂中Pt与Ni的比例为5:1时,制备的催化剂电催化性能最优,其电化学活性表面积为90.41m₂/g,对乙醇催化氧化的峰电流密度值为837.67A/g,1100s的稳态电流密度值为178.33A/g,说明添加一定量的Ni,可提高催化剂的抗中毒能力和电催化性能。     

磁场对含CaO铁氧化物还原的影响

以分析纯Fe_2O_3和Fe_2O_3掺杂2.5%CaO (质量分数) 2种体系为研究对象,在1073 K、75%CO+25%CO_2(体积分数)气氛中进行有磁和无磁条件下的等温还原实验,研究了磁场作用下CaO对铁氧化物还原的影响。结果表明:磁场加快了铁氧化物还原生成金属Fe的反应速率,反应过程中相组成未发生变化;磁场促进了Ca元素在Fe_2O_3+2.5%CaO体系内的扩散,还原样品呈疏松多孔状。通过热力学计算可知,磁场降低了Fe_2O_3还原和CaFe_5O_7相分解反应的Gibbs自由能,提高了反应平衡常数,使铁氧化物的还原和中间相CaFe_5O_7的分解反应更容易进行。     

层流预混火焰的数学模型及数值计算

采用复杂化学动力学反应模型,模拟研究了层流预混火焰问题,并给出实验和实际燃烧器中温度场,物质场的分布状况,分析了复杂动力学反应模型对实际燃烧状况的影响,通过此方法,可以准确地描述实验火焰数据,为优化燃烧器的设计提供理论依据。     

150t顶底复吹转炉底枪改造对其冶金特性的影响

本文采用现场生产数据统计和数值模拟计算相结合的方法对150 t顶底复合吹炼转炉底枪改造前后的冶金特性进行分析,结果表明,改造后的底枪对熔池内钢液的搅拌力增强,显著改善了炉内的冶金动力学条件,加快了熔池内传质及化学反应速率,冶炼过程更接近于平衡态,各项经济技术指标良好,冶金性能优越。     

双辊薄带连铸布流系统的数理模拟

为了对双辊连铸布流系统进行优化,根据相似原理建立了双辊薄带连铸机布流系统的1:1模型.通过物理模拟与数值模拟研究了IV号布流系统3种方案在不同工况下的流态与液面波动情况,并与I号布流系统进行对比.研究结果表明,在流量为10~18m3/h的情况下,IV号布流系统的2方案与3方案布液面波动与I号布流系统相比有了明显的改善,布流器两侧的液面波高减小了2~5mm,而布流器中部的波高增大了1~3mm,使得整个熔池液面波动的均匀性更好,与数值模拟的结果一致.