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高炉使用含碳复合炉料的原理

钢铁 doi:10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140240

高炉炼铁正朝着高产、低污染、低能耗的方向发展，为了实现这一目标，包括高炉使用含碳复合炉料等一些革新的炼铁技术已经被提出或实际应用。铁焦、热压含碳球团是将铁矿粉和煤粉按一定比例混合后制成的新型含碳复合炉料。研究结果指出，含碳复合炉料相比于传统的高炉炉料（烧结矿和球团矿）具有高温强度高、还原性能好以及原料适应性强等优势。阐明了高炉使用含碳复合炉料的基本原理，介绍了铁焦制备的工艺流程及应用情况，重点进行了热压含碳球团制备工艺流程、冷态冶金性能、高温冶金性能、高炉使用热压含碳球团等试验研究，最后利用多流体高炉数学模型对高炉使用热压含碳球团操作进行了模拟研究。研究表明，高炉使用一定量的含碳复合炉料可以降低热空区温度，增加产量，降低焦比，高炉热利用效率明显提高，操作性能得到有效改善。

关键词: 高炉炼铁 , 含碳复合炉料 , 铁焦 , 热压含碳球团 , CO2减排

船用10Ni5CrMoV高强钢的疲劳性能

刘德重 , 冯琼 , 张升才 , 耿黎明 , 王宏涛

材料科学与工程学报

通过对三轴疲劳加载试验后带有裂纹的10Ni5CrMoV钢T型焊接节点试样进行金相、硬度、断口试验,利用光学显微镜、扫描电镜对低合金高强钢10Ni5CrMoV的焊接接头的组织、结构和性能进行分析,并结合有限元方法研究其对疲劳特性的影响.分析结果表明:10Ni5CrMoV钢的组织主要为回火索氏体,焊接接头有明显的分区界限,各区的硬度不同,断口呈现韧性断裂的形貌.进一步研究表明,热影响区硬度高于母材区和焊缝区,断口含有孔洞、夹杂等缺陷,裂纹扩展路径受组织和外力影响较大,疲劳寿命对应力集中比较敏感.利用有限元模拟方法计算得到焊趾根部弯曲疲劳寿命,分析结果与试验有较好的吻合程度.因此,改善热处理工艺,改进结构设计,可以提高低合金高强钢10Ni5CrMoV的疲劳特性.

关键词: 船用高强钢 , 组织 , 疲劳寿命

高炉炼铁过程数学模拟的研究进展

储满生 , 王宏涛 , 柳政根 , 唐珏

钢铁 doi:10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140253

高炉是最复杂的冶金反应器之一。为了更好地理解、优化和智能控制高炉炼铁过程，人们开发出大量的高炉数学模型。回顾了全高炉反应动力学数学模型的发展历程，重点介绍了典型研究成果——多流体高炉数学模型的创建实例及其应用；概述了国内外高炉智能专家系统的开发和应用情况；对高炉数学模型的未来发展做出了若干展望，指出CFD-DEM高炉模型、全高炉综合数学模型和专家系统的有机结合是未来高炉过程数字化和控制的发展方向。

关键词: 高炉 , 炼铁 , 数学模型 , 专家系统 , 多流体理论

道路建筑材料的生态设计与实践

王宏涛 , 王志宏 , 刘宇 , 陈文娟

中国材料进展 doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2016.10.03

道路建筑材料的生态设计是将材料的环境负荷、使用性能和经济成本综合考虑到材料设计过程之中,以生命周期评价(LCA,Life Cycle Assessment)思想为指导,使用生态化改造设计开发与环境相协调的材料.本研究以天然石料沥青混凝土道路面层为参考基准,通过确定产品设计目标,需求分析,实施设计以及评价等步骤进行钢渣沥青混凝土道路面层的生态设计.结果表明:钢渣沥青混凝土的全生命周期环境负荷比天然石料沥青混凝土约低14.17％,使用性能比其高出31.87％,建设1 km道路所需经济成本比其低8.37％,且生态设计综合评价结果也优于天然石料沥青混凝土.因此,钢渣沥青混凝土在环境负荷、使用性能、经济成本和综合表现上均要优于天然石料沥青混凝土,即钢渣沥青混凝土路面比天然石料沥青混凝土路面更符合生态设计要求,为道路建筑材料的绿色设计和选材提供了依据.

关键词: 道路建筑材料 , 生态设计 , 生命周期评价 , 沥青混凝土

利用粉煤灰制备高纯氧化铝新技术

吴玉胜 , 张丽丽 , 王宏涛 , 冯鑫

中国材料进展 doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2017.03.06

粉煤灰是火力发电厂排放的固体废弃物,实现高铝粉煤灰的高附加值利用是行业的研究热点.研究了硫酸氢铵溶液浸出粉煤灰制备高纯氧化铝的工艺技术,结合SEM、XRD等手段对获得的产物进行了表征.结果表明,通过调整相应的工艺参数可获得片状、条状等形貌的氧化铝前躯体产物.前躯体在500℃条件下煅烧4 h可获得比表面积为571.32 m2/g、孔体积为 0.75 cm3/g 、孔径尺寸为 6.15 nm的介孔氧化铝.随着煅烧温度的升高,氧化铝颗粒趋于球形转变.经1200℃煅烧形成的氧化铝粒径大约为60 nm,纯度≥99.92%.获得的氧化铝产品可用做催化剂载体材料、复合材料、精细陶瓷等领域.

关键词: 粉煤灰 , 硫酸氢铵 , 碳酸铝铵 , 氧化铝 , 浸出

基于模糊RBF神经网络的复合材料结构脱层损伤监测研究

王宏涛 , 刘朝勇 , 郑世杰

兵器材料科学与工程 doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2011.01.001

提出一种径向基函数(RBF)神经网络和模糊聚类分析相结合的复合材料结构脱层损伤监测方法.该方法融合神经网络学习能力强和模糊逻辑推理自适应、自组织、容错性好等优点,简化神经网络学习数据获取及模糊推理规则建立的过程.利用有限元方法对含有脱层损伤的复合材料试件进行数值模拟,以前六阶弯曲模态频率构建训练样本,将实验模态分析结果经送入训练好的模糊RBF神经网络进行预测,从而实现对复合材料梁的脱层损伤定位和损伤程度评估.实验结果表明,模糊RBF神经网络鲁棒性好,精度高.

关键词: 模糊推理 , RBF神经网络 , 损伤监测 , 模态频率 , 复合材料

基于组态王的包钢耐火配料系统设计

胡万里

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2010.01.023

介绍了利用组态王作为监控,可编程控制器作为下位机,实现了耐火厂散料配料系统的自动化生产,该系统具有手动功能和自动功能,手动功能具有现场手动和上位机手动功能,自动功能具有全自动和半自动功能.该系统可实现配方和配料制度的任意更改,投资低,故障少,自动化程度高.

关键词: 组态王 , 配料 , 上位机

“王”字型左手材料结构的设计与仿真

孙振 , 竹有章 , 何星 , 杨成莱 , 李磐石

材料科学与工程学报

针对目前由金属开口谐振环与金属杆构成的左手材料结构存在构造比较复杂、工艺实现较难的缺点,设计实现了一种基于金属条的改进结构一”王”字型结构.通过理论分析和电磁仿真软件Ansoft HFSS 10模拟仿真,利用散射参量法提取参数结果表明该结构可以在X波段实现介电常数和磁导率同时为负.讨论研究了该左手结构的金属条宽度、中间缺口宽度、中间条宽度三个结构尺寸参数变化对谐振频率和透射峰幅值的影响,结果表明三个参数的变化都会对二者产生影响,其中金属条宽度改变对透射峰值影响幅度相对较大,缺口宽度改变对谐振频率影响幅度相对较大.

关键词: 金属条 , 左手材料 , 负折射率 , 谐振频率 , S参数