含碳球团还原过程动力学及模型

本文研究了不同条件下含碳球团在Ｎ_２气氛中的还原过程．结果发现，球团中心的还原速度大于其边缘速度，固相反应Ｆｅ_ｘＯ_ｙ＋ｙＣ＝ｘＦｅ＋ｙＣＯ不是含碳球团还原过程的主要反应；以往的含碳球团还原过程模型不能正确地描述其反应过程．本文提出了含碳球团还原过程的新观点，并以此观点为基础建立了含碳球团还原过程模型，试验证明该模型能很好地描述含碳球团的还原过程．     

含碳球团—铁浴熔融还原法关键技术的应用基础研究

系统研究了以非焦煤粉和铁精矿粉为基础的含碳球团－铁浴熔融还原新流程的关键技术。解决了冷固结含碳球团高温强度问题，提出了含碳球团自还原动力学模型，再氧化机理和提高球团预还原速度，抗氧公有力的技术措施和参数，研制出了具有高配碳量，高强度，高自还原速度，高预还原速度，高抗氧化能力的新型含碳球团。同时，研究了含碳球团在铁浴中熔化还原动力学参数，优化得到了控制还原速度，终还原率，熔渣中最低ＦｅＯ含量，泡沫渣     

开孔泡沫金属热传导性能的理论研究与数值模拟

基于Ashby的规则正立方体单胞模型,研究了轻质泡沫金属材料的拓扑构型(孔隙率和孔径大小)对其热传导性能的影响。利用最小热阻法推导了开孔泡沫金属气固两相的等效热传导系数的表达式,并首次采用简化的积分方法,得到了等效热传导系数的近似解析解。应用ABAQUS有限元分析软件模拟了开孔泡沫金属横断面的热流密度分布和稳态热传导Fourier定律,分析了不同孔隙率和孔径大小开孔泡沫材料的热传导性能。结果表明,多孔泡沫金属的热传导系数随着孔隙率的增大而线性减小,且当孔隙率保持恒定时,热传导系数与孔径的大小无关。理论分析和数值模拟结果吻合较好。研究结果对多孔金属的工程应用具有重要的参考价值。     

H2还原铁矿石球团的动力学研究

通过热重分析实验、XRD和金相分析等实验手段,对铁矿石球团在600～1 000℃温度范围内的H2还原过程进行了探讨,并采用未反应核模型对铁矿石球团的H2还原动力学进行分析。结果表明:H2还原铁矿石球团的过程具有明显的阶段性特征,还原速率整体上随着温度的升高而增大,然而在700～900℃温度范围内出现了还原速率的迟滞现象。在本实验条件下,整个还原过程的速率由外扩散、内扩散和化学反应混合控制,反应的表观活化能为39.49 kJ/mol。     

镁合金搅拌摩擦加工温度场模拟及其验证

摘 要:基于有限元分析技术,利用COMSOL Multiphysics多物理场耦合软件建立了镁合金AZ31B的搅拌摩擦加工三维模型.在搅拌摩擦加工的温度场建模中,引入移动坐标系,将瞬态热传导问题变为准稳态对流热传导问题,降低了建模的难度.在搅拌摩擦加工实验的基础上,利用热电偶获取待测点的实时温度值,通过与模拟结果的对比,验证了该模型温度场模拟的准确性和可靠性.     

中高碳钢珠光体球团尺寸的快速精确统计方法

研究了显示中高碳钢珠光体球团界的多种试验方法。结果表明:金相腐蚀方法能快速显示出珠光体球团界;电子背散射技术(EBSD)方法显示出的晶界较为复杂,不能精确统计珠光体球团尺寸。在中高碳车轮钢中,应用此金相腐蚀方法,充分显示出了珠光体球团界,且界线清晰,可以保证进行精确定量统计。统计结果表明,珠光体球团尺寸大小与生产工艺有关,球团尺寸减小,韧性提高。此金相腐蚀方法可以应用在其它中高碳珠光体钢中,而不需对腐蚀方法进行较大调整。     

GH4133高温合金激光深熔焊温度场数值模拟

对航空材料GH4133高温合金激光深熔焊接过程进行了有限元数值模拟分析,建立了高斯旋转曲面体热源的热输入模型,得到了基于小孔模型的温度梯度曲线分布.结果表明,激光焊接小孔深度方向的热传导速率大于小孔径向的热传导速率;小孔前端的热梯度远大于小孔后端,小孔和熔池形状均为长椭圆形;距离焊缝不同位置处各点的升温过程相比焊缝中心具有延迟性,且温度峰值大大降低.     

硅热法炼镁时球团在加热过程中的传热及温度分布

本文通过实验与计算阐述了硅热法炼镁球团还原过程中的温度分布，在确定球团导热为一维不稳太民导热时，球团内温度分布只是半径和时间的函数，可以用无穷级数来计算。球团大真空条件下受热，其导热过程对少有６种以上。球团在填充层内 扔效导热系数为１．３Ｗ／（ｍ．ｋ）。球团的还原效率达８５％以上时，不存在反应界面，不存在残核，但必须使热量的传递超越反应界面达到球团中心。     

钢中珠光体球团尺寸的EBSD表征技术

借助光学显微镜和扫描电镜等研究了珠光体球团的表征方法,从阻止裂纹扩展的有效性出发,选择内部取向接近、外部取向差较大的球团簇作为评价珠光体球团尺寸的指标。结果表明,珠光体中铁素体的取向分布与球团吻合,即铁素体的大角度晶界就是球团(簇)界,所以可以通过表征铁素体的晶粒尺寸来评价珠光体球团尺寸。该方法的关键点在于晶界如何定义和样品如何制备。从对EBSD法的可行性分析可知,以15°作为晶内最大取向差来划分珠光体球团。对于珠光体钢,电解抛光法更适用于珠光体中渗碳体片层较宽的样品,而对于珠光体中渗碳体片层过窄的情况更适合选用离子抛光法。      

硅热法炼镁工艺中单个球团及球团填充层的传热学分析

对球团简化处理,通过理论计算得到球团的温度分布;通过类比填充床的传热规律,分析球团在还原罐内的传热及还原罐径向传热情况,提出加强罐内的对流传热,可有效的提高罐内传热效果、缩短球团的加热时间.     

Nonisothermal Behavior of Oxidation of Natural Ilmenite Pellet

1 ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｏｘｉｄａｔｉｏｎｏｆｉｌｍｅｎｉｔｅｐｌａｙｓａｎｉｍ ｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｕｐｇｒａｄｉｎｇｔｈｉｓｍａｔｅｒｉａｌ .Ａｓｒｅｐｏｒｔｅｄｐｒｅｖｉｏｕｓｌｙ[1 ,2 ],ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｏｘｉｄａ ｔｉｏｎｏｆｎａｔｕｒａｌｉｌｍｅｎｉｔｅｐｅｌｌｅｔｗｉｔｈｐｕｒｅｏｘｙｇｅｎ ,ｂｅｃａｕｓｅｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｒａｔｅｉｓｔｏｏｆａｓｔａｎｄｔｈｅｈｅａｔｉｓｔｏｏｈｉｇｈ ,ｉｔｃａｎｎｏｔｂｅｔｒｅａｔｅｄａｓａｎｉｓｏｔｈｅｒｍａｌｒｅａｃｔｉｏｎ…     

高温钢板连续喷水冷却换热系数的研究

采用有限差分法建立了高温钢板连续喷水冷却过程中一维非稳态传热条件下冷却水换热系数的计算模型,将试验测量到的数据应用该模型计算出了试验过程中冷却水与高温钢板间的换热系数[h。]分析结果表明：在流量一定的情况下,压力对换热系数的影响较明显,而在压力一定的情况下,流量对换热系数的影响较小,冷却水的换热系数随喷水密度的增加而增大,随钢板表面的温降呈先增加后减小的趋势。总结出了钢板表面温度为400～1 000 ℃,喷水密度为90～180 L/(m2·min)的条件下,喷水冷却换热系数[h]的经验计算公式。     

冷轧带钢轧制力计算方法的比较

介绍了三种常用的冷轧带钢轧制力计算方法间的比较及一种新带钢变形的实时计算方法。     

Additive Manufacturing of Catalyst Substrates for Steam–Methane Reforming

Steam–methane reforming is a highly endothermic reaction, which is carried out at temperatures up to 1100 °C and pressures up to 3000 kPa, typically with a Ni-based catalyst distributed over a substrate of discrete alumina pellets or beads. Standard pellet geometries (spheres, hollow cylinders) limit the degree of mass transfer between gaseous reactants and catalyst. Further, heat is supplied to the exterior of the reactor wall, and heat transfer is limited due to the nature of point contacts between the reactor wall and the substrate pellets. This limits the degree to which the process can be intensified, as well as limiting the diameter of the reactor wall. Additive manufacturing now gives us the capability to design structures with tailored heat and mass transfer properties, not only within the packed bed of the reactor, but also at the interface between the reactor wall and the packed bed. In this work, the use of additive manufacturing to produce monolithic-structured catalyst substrate models, made from acrylonitrile–butadiene–styrene, with enhanced conductive heat transfer is described. By integrating the reactor wall into the catalyst substrate structure, the effective thermal conductivity increased by 34% from 0.122 to 0.164 W/(m K).     

保护渣固态渣膜传导及辐射耦合传热特性研究

保护渣固态渣膜传热特性包括传导传热和辐射传热两种,固态渣膜传热特性会对铸坯表面质量产生重要影响。提出了一种能够描述多层介质中多次反射的数学模型并计算了通过渣膜的辐射传热量。基于能量守恒方程建立了一维稳态下的传导与辐射的耦合传热模型。根据计算所得的温度分布及辐射传热量讨论了影响保护渣综合传热的因素。计算结果表明：（1）通过固态渣膜的辐射传热量随着[T2/(1-R)]的增加而逐渐增加;（2）固态渣膜反射率一定时,固态渣膜的吸收率越大,渣膜温度随距离的变化偏离线性关系越明显,靠近结晶器侧渣膜的温度随着固态渣膜反射率的增加而降低;（3）通过渣膜的辐射传热量在综合传热中所占的比例在10%～50%之间。由于辐射传热量降低的同时传导传热量在综合传热中所占的比例可能会升高,因此改变固态渣膜的光学性质并不一定能降低通过渣膜的综合传热量。     

1550轧机高难度大型支承辊制造技术的开发

叙述了宝钢１５５０轧机大型支承辊的制造难点、所采取的技术对策及最后的制造质量。通过相应的基础研究和模拟试验,上重厂已生产出满足严格技术要求的这种大型支承辊。     

空调管翅式换热器接触状态研究

空调管翅式换热器中铜管和翅片并不是完全接触,其接触状态会影响到换热器的传热。从理论和模拟两方面分析出间隙厚度为影响传热的主要因素之一,并以间隙厚度和接触长度占比作为接触状态的表征指标。通过模拟得到结论:随着间隙厚度减小,接触长度占比增加,从铜管传递到翅片的热量越多,翅片分布温度越高,传热效果越好。     

生物质压缩成型工艺参数

以玉米秸秆、锯末、棉杆为原料,进行改进后热压缩成型工艺试验,通过松弛密度这一指标得到最佳工艺参数范围;并利用OLYMPUS BX51-金相显微镜观察玉米秸秆成型后颗粒的微观形貌,从微观角度研究成型工艺参数与成型块微观结构之间的关系。试验结果表明,最佳参数范围是,粒度0～2mm、含水率15%～23%、温度130℃～150℃、长径比5.28;以玉米秸秆为例,微观形貌分析得出的最佳工艺参数范围与试验得出的基本一致。     

UNGERER矫直机的结构与特点

介绍宝钢冷轧机组中UNGERER矫直机主要参数的选择，详述该矫直机的结构及其特点，并在工艺方面的重要改进。     

电弧炉热装铁水工艺的应用与优化

对装入量为１８ｔ的电弧炉热装铁水工艺进行了试验和应用,并从铁水装入时间,供氧制度,供电制度和造渣等方面对工艺进行优化,在生产中取得了较好的效益,也提出了今后的努力方向。