基于粒子图像测速技术的分银炉内速度场及湍流研究

基于粒子图像测速技术(PIV)研究了分银炉内侧吹、底吹、顶吹3种喷吹方式的速度场分布及湍流动能。结果表明,在所有喷吹气量下,顶吹喷吹时熔池搅拌混匀时间远长于侧吹与底吹。底吹喷吹熔池平均运动速度相对于侧吹喷吹高25%~105%。对比底吹与侧吹,底吹喷吹下湍流动能远远大于侧吹喷吹,侧吹湍流动能为400~500数量级,而底吹湍流动能为10万~百万数量级。     

碳酸钠对铝酸钠溶液深度脱硅的影响

在氧化铝的生产过程中,随着循环母液里碳酸钠的积累使物料流量增加,溶液的粘度增大,并影响分解过程A l(OH)3的结晶及生长。试验采用氧化钙为脱硅剂,研究了碳酸钠对铝酸钠溶液深度脱硅条件和结果的影响,确定出较佳反应条件:在脱硅温度90℃、时间110m in、搅拌速度867 r/m in,碳酸钠用量30g/L时,精制液的硅量指数达到3642。硅渣的XRD光谱分析表明,碳酸钠浓度在0~30g/L之间时,促进铝酸钠溶液脱硅;碳酸钠浓度高于30g/L时,抑制溶液脱硅。      

易溶盐对锰渣三轴剪切试验的影响

锰渣因其含有易溶盐而在物理力学特性方面表现出盐渍土的特征。本文以脱盐前后的锰渣为研究对象,利用GDS三轴试验系统对其进行三轴剪切试验研究。结果表明,锰渣的应力-应变曲线可分为初始阶段、应变硬化阶段和破坏阶段;易溶盐流失后,脱盐锰渣更易出现应变软化现象。锰渣的应力-应变发展规律能较好地满足Duncan-Chang（邓肯-张）模型,脱盐锰渣的初始模量和极限强度均小于原锰渣。两种锰渣的孔压发展曲线存在一定差异,脱盐锰渣试件中孔隙水压力衰减的现象更显著。锰渣的破坏应力和抗剪强度参数随干密度的增大而增大,干密度对锰渣的粘聚力影响较大,对内摩擦角影响较小;随着易溶盐的流失,锰渣的强度和刚度均有所降低。     

影响乳化重油粘度因素的实验研究

乳化重油的粘度变化对重油掺水乳化燃烧技术的应用效果有很大影响。对粘度变化的影响因素进行了系统的实验研究。实验发现：乳化重油的粘度与其温度、掺水率有关，随温度的升高而降低，随掺水率的增加而增加；对机械乳化的乳化重油，其粘度随搅拌速度的增大和搅拌时间的延长而有所增加，从而从实验方面论证了粘度增加的本质与能量观点的一致；并且验证和推广了前人提出的经验公式，得出了新的实验公式。图５，表２，参８。     

顶吹浸没熔炼流体流场行为的模拟研究

以云南某厂的艾萨炉为原型, 根据相似定理建立1∶10 的水模型, 借助高速摄影机和三位粒子测速仪(PIV)等仪器研究了内置旋流器的喷枪在喷吹过程中对熔体流动行为的影响。研究结果显示: 由于受到旋流器产生的旋流作用, 大气泡在形成过程中会产生偏移, 熔池内的熔体在横向获得速度分量; 喷枪插入深度越大, 熔池内的小气泡越多; 搅拌混匀时间与旋流器距喷枪底部位置有关。     

底吹炉沉降区内液面波动规律的冷态模型实验

底吹熔池熔炼沉降区的波动行为影响炉内反应后的渣-金属分离,对沉降区波动行为进行研究与调控有利于提高金属的直收率。采用冷态模型实验对底吹炉沉降区内的液面波动行为进行研究。根据单因素实验结果分析,适当增大氧枪直径和倾角、减小气体流量和降低液面高度可有效减缓沉降区液面波动的剧烈程度,但氧枪倾角过大会导致沉降区出现位置后移,不利于渣-金属分离,影响冶金效率。     

褐煤干燥特性与动力学研究

褐煤粒径分布宽,成分多样,初始含水率多变,干燥特性复杂。考察了粒度、密度、初始含水率和温度对褐煤干燥特性的影响,得到了褐煤含水率随干燥时间的变化规律,建立了褐煤干燥动力学方程。结果表明：褐煤干燥经历快速干燥和慢速干燥两个阶段,干燥速率随密度和温度增大而增大,随粒度、初始含水率增大而减小|干燥动力学最佳模型为Page模型,模型常数与粒度、密度、初始含水率和温度有经验关系,方程能较好地预测干燥过程中褐煤的动态含水率。     

溶解温度对聚丙烯酰胺溶解速度和溶液粘度的影响

为了提高聚丙烯酰胺的溶解速度,保证溶液粘度满足要求,研究了溶解温度对聚丙烯酰胺溶解速度和溶液粘度的影响,并简要介绍了低速搅拌和均匀分散投料对聚丙烯酰胺溶解速度和使用效果的影响。试验结果表明:聚丙烯酰胺较适宜的溶解温度为35～60℃,最佳溶解温度为50～60℃;采用低速浆叶搅拌机时,叶轮转速宜小于400 r/min,搅拌时间为1～1.50 h。     

水泥搅拌桩复合地基非线性固结研究

目前对水泥土搅拌桩等弱排水桩复合地基的固结研究较少,且未考虑固结过程中复合地基的非线性特点。对桩周土采用e-lgσ和e-lgk半对数模型,考虑初始有效应力随深度变化,对水泥搅拌桩桩复合地基进行了固结分析,结果表明:Cc/Ck<1时,固结系数随固结时间的增加逐渐增大;Cc/Ck>1时,固结系数随固结时间的增加逐渐减小;假设初始应力随深度不变,将高估地基的固结速率;随着Cc/Ck的增大,固结速率逐渐减小;相比Cc/Ck,加载比q/σav对固结速率的影响不大。     

电石渣制备纳米碳酸钙中浸出与碳化工艺研究

电石渣制备碳酸钙是高效利用电石渣的方法之一。以电石渣为原料,氯化铵为浸取剂,对电石渣浸取,得到氯化钙溶液。在浸取过程中研究初始含钙浓度、反应温度、搅拌速率及反应时间对浸取效果的影响。确定浸取最佳工艺条件为:电石渣浆液初始含钙浓度1.75 mol/L,反应温度20℃,搅拌转速900 r/min,浸取时间控制40 min。在此条件下,钙离子转化率达88%。在碳化过程中,研究了二氧化碳流速、搅拌转速、钙离子浓度及碳化温度对产品质量的影响。当二氧化碳气体流量为1.5 L/h、搅拌转速为1 400 r/min、钙离子浓度为0.25 mol/L、碳化温度为20℃时,效果最佳。纳米碳酸钙产品D90粒度达到2.78μm、白度为97.51%、堆积密度为0.45 g/cm3。     

电解锰渣碱浸提硅工艺及动力学研究

研究了电解锰渣碱浸提硅过程中, 浸出时间、浸出温度、氢氧化钠初始浓度、液固比(溶液体积与电解锰渣质量比)和搅拌速率对二氧化硅浸出率的影响, 探讨了电解锰渣中二氧化硅的浸出动力学。结果表明, 当浸出温度130 ℃、浸出时间5 h、氢氧化钠初始浓度12.5 mol/L、液固比5 mL/g、搅拌速率300 r/min时, 二氧化硅浸出率达到82.04%; 90~130 ℃时, 浸出过程遵循受界面化学反应控制的收缩未反应核模型, 化学反应活化能为72.0 kJ/mol, 表观反应级数为1.12。     

浸入式侧吹气流在熔池中的穿透行为

利用摄像和量纲分析的方法研究了渣罐水模型中浸入式侧吹气体的最大穿透行为,从而为提高气液间的反应速率及氧枪的布局等问题提供参考.研究表明,当喷枪直径一定时,气体的最大穿透深度随气流动量通量的增加而增大,当动量通量相同时,液体的黏度越大,气体的最大穿透深度越小.气体无量纲穿透深度的经验数学表达式计算结果与实测气体穿透深度基本相符.     

A numerical modelling investigation into design variables influencing mixing efficiency in full scale gas stirred ladles

A mathematical model of a full scale gas stirred ladle was implemented in designed experiments to assess the influence of various design variables on mixing efficiency. The discrete phase (DPM) and volume of fluid (VOF) models were used in conjunction to describe the different phases and the standard k–ε approach was used for modelling turbulence. Ladle height was identified as the most influential factor in determining mixing efficiency and could be altered by either changing the aspect ratio or the overall scale of the ladle. Gas injection through multiple tuyeres was also identified as a promising strategy for improving mixing, but the success of this strategy depended greatly on the tuyere arrangement. Incorrect tuyere arrangements created significant flow pattern interference in the ladle, which had a detrimental effect on mixing. At high aspect ratios, it was shown that the cross sectional area of the ladle can become too narrow, causing additional flow pattern interference between the rising plumes and the downward recirculating flows.     

氧化锌碱法脱氯工艺研究及应用

基于湿法炼锌用次氧化锌原料必须进行脱氯预处理的特点, 采用碳酸钠碱液湿法工艺对氧化锌脱氯工艺进行了研究, 研究结果表明, 最佳工艺条件为: 温度80 ℃以上, 液固比5∶1, 搅拌速度为500 r/min, 碱浓度2%以上, 反应时间为1 h, 此时氧化锌含氯量可降到了0.07%以下。投入工业实践应用思路是, 采用一段碱液和一段清水洗涤的逆流二段工艺, 在恒定碱量时, 通过降低液固比为2∶1, 溶液碱浓度提高, 脱氯效果明显, 渣中含氯量降到0.03%以下。     

钢渣中非稳定性物质微观结构和性能的研究现状与展望

钢渣中f-CaO、f-MgO和RO相等非稳定性物质是影响其安定性的主要物质,限制了钢渣大规模资源化利用。直接法研究表明：在中、高碱度钢渣中存在大量的大尺寸球形呈聚集分布的f-CaO,降低碱度和气淬、热焖等处理方式可降低f-CaO含量和颗粒尺寸;化学合成CaO法研究表明,Fe和Mn离子掺杂会使f-CaO致密度升高,晶粒尺寸减小,其中Mn²⁺对晶粒尺寸减小作用更强。进一步论述了钢渣中f-CaO水化特性、钢渣体积膨胀率,以及f-CaO水化膨胀的相应数学模型和钢渣集料体积膨胀演化模型,压蒸粉化率与单粒径钢渣膨胀力的相互关系等进展。之后,综述了钢渣中f-MgO和RO相微观结构和水化特性,结果表明：钢渣碱度增加可促进方镁石形成,有利于MnO固溶到MgO-FeO固溶体;RO相水化活性与碱度、KM=nMgO/n(FeO+MnO)直接相关,钢渣中RO相并非稳定,当KM≥1时可能造成稳定性破坏。最后,指出了今后的研究方向：在不同钢渣碱度、处理工艺、陈化时间、水化程度等因素下,非稳定性物质在钢渣中水化反应速度、离子传输过程、显微结构层面力的传导机制;钢渣中活性矿物水化产物离子对非稳定性物质水化过程影响及其与钢渣膨胀特性、长期稳定性的关系;钢渣稳定性的判定标准、评价方法与其长期稳定性的关系。     

ZGC－40型渣罐运输车的研制

由我院研制的２ＧＣ－４０型渣罐运输车作为我国第一代产品已成功问世，并较好地应用于炼钢生产的钢渣运输中。本文阐述了渣罐运输车在国内外的应用概况和本文所述车型主要系统的功能及特点。通过工业性生产试验，表明该车性能达到设计标准，能满足生产要求，具有良好的经济效益和社会效益。     

含铜硫酸渣中铜的浸出及浸出动力学分析

为了研究黄铁矿经高温焙烧制取硫酸后产生的铜品位为0.87%硫酸渣的铜浸出动力学规律,采用X射线衍射分析等方法分析了矿石的性质,研究了矿石粒度、初始酸浓度、液固比、搅拌速率、浸出温度和浸出时间等因素对硫酸渣矿样中铜浸出的影响,采用未反应收缩核模型对硫酸渣浸出过程进行动力学分析。结果表明,各因素对硫酸渣铜浸出的浸出率有较大影响;从浸出过程控制模型、浸出动力学方程、浸出反应表观活化能方面确定了硫酸渣浸出过程的主要控制步骤为内扩散过程控制,得出浸出反应的表观活化能Ea=19.96 kJ/mol。     

未燃煤粉对高炉炉渣流动性的影响

为了研究未燃煤粉对高炉炉渣流动性的影响,通过X射线衍射分析、扫描电子显微镜和能谱分析仪等分析手段研究了未燃煤粉在炉渣中的存在状态,以及对炉渣性能的影响。结果表明,未然煤粉颗粒呈均匀状分布于炉渣中,添加未燃煤粉前后炉渣粘度与温度的关系均满足阿伦尼乌斯方程,并且粘度值随着温度的降低均呈现出增大的趋势。随着未燃煤粉固体颗粒质量分数的增加,炉渣粘度呈线性增大的趋势,并且炉渣中未燃煤粉含量越多,转速对非均相熔体粘度的影响越明显。     

煤泥浮选调浆过程能量输入优化研究

浮选调浆过程中能量输入既会促进煤泥吸附捕收剂,也会使捕收剂从煤泥颗粒表面脱附,是影响浮选效果的关键因素。以临涣选煤厂浮选入料为研究对象,探究叶轮搅拌转速、搅拌时间、煤油浓度等因素对浮选过程中捕收剂吸附率、煤泥表面积利用率、浮选回收率等指标的影响机制。随着叶轮搅拌转速和搅拌时间增大,捕收剂吸附率、煤泥表面积利用率和浮选效率均先增大后减小。随着煤油浓度增大,捕收剂吸附率和浮选效率先增大后减小,而煤泥表面积利用率逐渐增大后稳定。     

基于离散元的膏体搅拌影响因素分析

膏体在泵送或自流输送至井下前,必须经过充分搅拌,以使其保持均质状态,增强可泵性能并确保充填强度.为研究搅拌工艺参数对膏体均质性的影响,首先探究膏体流变特性,开展坍落度试验测量膏体的流变参数;再以膏体流变性质为基础,将全尾砂膏体视为具有强黏性的湿颗粒群,采用Hertz-Mindlin with JKR接触方法建立膏体离散...