中间包钢液非等温现象的水模型研究

钢液的非等温现象对中间包内流体流动和传热有着重要的影响。笔者用热态水模型研究了中间包内钢液的流动规律。结果表明：温度变化导致钢液的密度不均匀,使自然对流影响钢液流动;还给出了不同温差、不同控流装置下中间包内钢液温度的分布,并讨论了在不同条件下自然对流对钢液流动的影响。     

双辊薄带连铸中分配器的优化设计

薄带生产过程中,熔池内钢液的分布以及熔池液面的波动是影响带钢质量的重要因素.分配器对实现稳定的薄带连铸过程和保证薄带的质量具有重要的作用.针对所设计的不同结构的分配器,进行了流场、压力场计算,并对其进行分析,为优选出满足双辊薄带连铸要求的分配器提供依据.     

注入钢液温度降低时中间包非稳态过程数值模拟

利用所建立的中间包非稳态传输过程数学模型对包浇注一个包次周期中中间包工作过程进行了数值模拟.在中间包非稳态过程模拟中首先采用稳态速度场和温度场作为计算的起始速度场和湿度场,以此为基础,完成一个包次浇注过程的计算后,用其所得物理场作为初始速度场和湿度场,进行中间包注入钢液温度降低所产生的非稳态过程模拟计算.模拟结果表明,这样处理更加逼近中间包的真实状态.通过对数值模拟结果的分析,发现在钢包一个包次浇注过程中,中间包中出现两次"流动逆转"和"温度逆转",且第一次逆转有利于中间包冶金功能的发挥,第二次逆转的作用相反,应设法避免和推迟中间包内第二次逆转现象的出现.     

双辊薄带连铸侧封板热应力模拟及试验研究

采用有限元法模拟了双辊薄带连铸带钢工艺中侧封板的三维温度场和热应力.通过对侧封板的温度和应力的耦合数据模拟,得到在薄带连铸过程中侧封板的温度和应力分布规律,结合试验分析了造成侧封板破损的主要原因.     

Ni-ZrO_2金属陶瓷导电性能及力学性能的研究

采用传统粉末冶金法(粉末压坯—烧结)制备了致密Ni-ZrO_2金属陶瓷,并测试了金属陶瓷试样的常温及高温电导率和抗弯强度。采用通用有效介质方程GEM计算得到Ni-ZrO_2金属陶瓷的室温电导逾渗阈值为0. 376,临界指数t为1. 738。当Ni的体积分数小于30%时,金属陶瓷呈离子电导特性,电导率随温度的升高而升高;当Ni的体积分数大于40%时,金属陶瓷呈电子电导特性,电导率随温度的升高而降低。Ni-ZrO_2金属陶瓷的抗弯强度随Ni含量的增加而增加,高温抗弯强度较室温抗弯强度低。     

熔融富铌渣电解提铌的试验研究

为实现富铌渣中铌资源电化学选择性还原和分离,采取熔融氧化物电解技术,对含铌SiO_2-CaO-FeO-Nb_2O_5渣体系进行电解试验,以研究电解电势、熔渣组成等因素对富铌渣电化学还原率的影响。结果表明:熔融氧化物电解可实现含铌熔渣中铌资源的提取;铌还原率随着电解电势的增大而提高,随着熔渣中Nb_2O_5和FeO含量增加而降低。通过对熔渣电解过程的分析并结合电化学还原原理,建立了富铌渣电化学还原过程中的控制方程,揭示了降低气氛氧分压、提高电解电势、选择合适的熔渣体系等途径提高电化学还原效率的规律,为富铌渣中铌资源的电化学提取分离提供理论依据。     

热风炉冷风分布的计算机模拟研究(Ⅱ)

应用紊流三维数学模型模拟内燃式热风炉内冷风在格子砖柱中的分布,寻求改善其分布的途径.讨论了加设不同布置的水平导流板对气流分布的影响.模拟结果表明,在支柱空腔内加设水平导流板改变了原有大回旋流场,使回旋流变成大面积的单向流.通过在支柱空腔内加设水平导流板可以发展边缘气流,这恰好与加设竖直导流板的作用相反,水平导流板和竖直导流板的结合使用有望实现冷风在格子砖柱中的均匀分布.     

热风炉冷风分布的计算机模拟研究(Ⅲ)

应用紊流三维模型模拟内燃式热风炉内冷风在格子砖柱中的分布,寻求改善其分布的途径,讨论了不同布置的水平导流板和竖直导流板的结合使用对气流分布的影响,模拟结果表明,在支柱空腔内加设水平导流板改变了原有大回旋流场,使回旋流变成大面积的单向流,发展了边缘气流;支柱空腔内加设竖直导流板抑制了边缘气流的发展,加强了中心气流。通过水平导流板和竖直导流板的适当结合,可以实现冷风在格子砖内的均匀分布。     

Density functional theory study on hydrogenation mechanism in catalyst-activated Mg（0001） surface

A small amount of Fe3O4 catalyst is known to substantially improve the adsorption and desorption thermodynamics and kinetics of Mg-based materials. Using density functional theory in combination with nudged elastic band method, the dissociative chemisorptions of hydrogen on both pure and Fe-doped Mg(0001) surfaces were studied. The adsorption energy calculations show that a weakly physisorbed state above pure and Fe-doped Mg surface atoms can serve as a precursor state to dissociative chemisorption. Then, the dissociation pathway of H2 and the relative barrier were investigated. The calculated dissociation barrier (1.08 eV) of hydrogen molecule on a pure Mg(0001) surface is in good agreement with comparable experimental and theoretical studies. For the Fe-doped Mg(0001) surface, the activated barrier decreases to 0.101 eV due to the strong interaction between the s orbital of H and the d orbital of Fe.     

Mg-Mg2Ni1-xMex的氢化反应动力学

利用新动力学模型分析了第三组元Co和Fe取代Ni后对Mg-Mg2Ni吸氢反应动力学的影响规律,探讨其吸氢反应的控速环节,并求解出活化能,同时验证该新模型同样适用于该体系的动力学研究。结果表明：Mg-Mg2Ni1-xMex（Me=Co,Fe;x=0,0．1,0．3）氢化反应的控速环节是氢在氢化物层的扩散步骤,Co和Fe取代Ni后对Mg-Mg2Ni的氢化反应速率有影响,但未改变其吸氢反应动力学机制,理论预报值与实验实测值较符合：对于相同吸氢条件,同等取代量的Mg-Mg2Ni1-xCox的特征吸氢时间比Mg-Mg2N1-xFEX氐的低,说明Co比Fe取代Ni更有利于提高材料的氢化反应速率。