连铸中间包钢液中夹杂物颗粒运动轨迹的数值模拟

用数学模型的方法计算了中间包具体工艺条件下钢波的流场,在此基础上采用Ｇｉｌｌ法计算跟踪了夹杂物的运动轨迹,得到夹杂颗粒上浮去除的极限尺寸,分析了中间包去除夹杂物的优经条件。     

罐式还原的数值模拟

本文建立反应罐径向一维非稳态数学模型,它包括多孔介质热量传递方程、多孔介质质量传递方程、多相化学反应速率方程和理想气体状态方程,利用该模型对整个实验过程进行模拟.通过实验数据和模拟数据的比较,可以得出该模型能较准确的描述反应罐直接还原的实验过程,得出半焦层中碳的化学反应热与导热量属于一个数量级,化学反应与多孔介质传热共同决定了还原反应速率.靠近半焦粉层的铁矿还原度较高,而靠近铁矿层中心其还原度较低,呈现U字分布.     

顶吹转炉内二次燃烧初期的一个数学模型

本文在对顶吹转炉内气体流动，燃烧，传热研究的基础之上，合理耦合了炉内液滴北生，运动及传热的模型，给出了一个较全面的描述炉内燃烧与传热的数学模型。应用该模型研究了美国常用的１８０ｔ Ｂａｓｉｃ Ｏｘｙｇｅｎ Ｆｕｒｎａｃｅｓ炉内二次燃烧初期泡沫渣还未大量形成的燃烧及传热情况，得出了这一时期不同的二次氧枪设计与炉内二次燃烧率及热量传输效率之间的关系。     

添加剂对褐铁矿煤基直接还原强化作用研究

利用热重分析法探索了碳酸钠、硼砂和氟化钙3种添加剂对褐铁矿煤基直接还原行为的影响。结果表明,3种添加剂都能使褐铁矿球团在还原过程中失重率增加;3种添加剂都可以降低褐铁矿球团达到最大反应速率时的温度,最低温度依次为984 ℃、964 ℃和986 ℃;硼砂使得褐铁矿球团最大反应速率提高显著,提高幅度为0.29%/min,碳酸钠和氟化钙为0.1%/min和0.06%/min,硼砂的还原效果最优。3种添加剂的强化还原机理为:碳酸钠可以增强碳的气化反应以及产生碱金属效应;硼砂有助于还原过程中原子的传输;氟化钙改善还原动力学条件,促进离子间的相互扩散。     

处理辐射传热的一个热流数学模型

本文从辐射与传输的最基本原理出发,引进等价热流、正向投射热流,反向投射热流、正向赝投射热流及反向赝投射热流概念,定义出一个具有统计意义的比热流参数,建立了一般情况下的热流微分方程,并在几种特殊入射强度分布的情况下用Monte-Carlo方法求解出比热流参数的具体值。对于工程上的实际问题,在简化条件下给出了计算比热流参数的具体公式,同时给出常用情况下的边界条件,构成了完备的数学模型。该模型与文献[2]中的模型有所不同,能较好地说明文献[2]方程计算结果偏小的问题。     

金属熔体中夹杂物的生长动力学

在单颗粒框架下,对冶金熔体中夹杂物生长的两种主要形式“扩散反应析出”和“碰撞长大”进行适当的物理简化和数学建模,推导了夹杂物的生长速率,建立了夹杂物生长的动力学理论。利用该理论,解释了早期日本学者的实验结果,并对几种生长机理进行了定量比较。结果表明：从生长过程看,夹杂物的初期生长依赖于反应长大（起主要作用）和布朗运动碰撞,后期生长依赖于湍流碰撞（占主导地位）和Stokes碰撞;从流程看,碰撞长大在粗炼环节十分显著,在连铸环节基本可以忽略,而在精炼环节则处于过渡状况。     

改性粘土对复合橡胶力学性能的影响

为了改善天然橡胶的综合性能,通过添加一定比例的改性粘土的方法改变复合橡胶的综合性能。实验表明,改变改性粘土的添加量,复合橡胶的力学性能将会受到影响。当粘土添加量（质量分数）达到10%时,复合橡胶的拉断强度、撕裂强度、300%定伸应力和邵尔A硬度等力学性能大幅度提高。     

Dy2S3的非均相合成及表征

稀土硫化物可以作为潜在的热电材料和环保颜料.在管式炉中1 050℃下采用CS2硫化Dy2O3得到Dy2S3.用LS-230型粒度分析仪、DX-2000型X射线衍射仪、S-3400型扫描电镜、CEGENESIS型能谱仪分析了Dy2S3的晶体粒度、结构、晶型和元素组成.结果表明,Dy2S3单相纯度高,粒度小.     

加入聚乙烯的含碳铁矿球团的直接还原

以包头地区褐铁矿和无烟煤为主要原料,加入聚乙烯颗粒制成含碳铁矿球团,直接还原制备珠铁. 考察了还原温度、还原时间、配碳量及聚乙烯加入量对含碳铁矿球团直接还原的影响. 结果表明,影响含碳铁矿球团还原率的因素为还原温度、还原时间、配碳量、聚乙烯加入量. 最佳还原条件为C/O摩尔比1.2,加入聚乙烯量4%(w), 1350℃下保温5 min. 该条件下产物还原率最高,达99.87%. 加入一定量聚乙烯可缩短球团还原时间、降低还原温度、提高还原效率. 添加2% CaF2不仅使渣铁分离效果明显,且分离的渣可自然粉化,有利于筛分得到高品质珠铁.     

O2/CO2气氛下多种碳基随机孔模型的建立

传统随机孔模型基于简单一步反应建立,不适用于处理O₂/CO₂气氛下焦炭颗粒复杂气固反应。针对此问题,基于焦炭本身具有多种碳基的特点,以及焦炭颗粒在O₂/CO₂气氛下燃烧的特性,建立复杂气固反应下的多种碳基随机孔模型和孔隙结构模型。模拟直径为100 μm的焦炭颗粒在O₂/CO₂气氛下燃烧的过程,使用FORTRAN语言自主编程计算并分析结果。研究表明,燃烧初期颗粒呈现竞争效应,孔隙内部气体浓度产生剧烈波动。波动的生成原因是化学反应与物理扩散之间的竞争,可以通过增加环境氧浓度和减小焦炭颗粒粒径来改善。所提出的多种碳基随机孔模型对于表征O₂/CO₂气氛下焦炭颗粒的燃烧特性有着良好的适应性。