检索结果-内蒙古大学图书馆

工程科学学报 2025年第4期47卷 654-667页

作者：刘青兰模信自成张江山北京科技大学绿色低碳钢铁冶金全国重点实验室北京100083

在阐述炼钢-连铸区段协同智造技术架构的基础上,本文从工序/装置的过程制造到炼钢-连铸区段制造进行了较为系统的建模研发,首先,在工序/装置层构建了转炉炼钢、钢包精炼和连铸的工艺控制模型;其次,在工序衔接层和生产计划与调度层构建... 详细信息

在阐述炼钢-连铸区段协同智造技术架构的基础上,本文从工序/装置的过程制造到炼钢-连铸区段制造进行了较为系统的建模研发,首先,在工序/装置层构建了转炉炼钢、钢包精炼和连铸的工艺控制模型;其次,在工序衔接层和生产计划与调度层构建了多工序协调控制模型,并通过研发关键工序工艺控制模型、生产计划与调度模型、制造执行系统(MES)同动态知识图谱和数字孪生系统之间的数据接口,实现了MES与生产工艺、流程运行、生产计划与调度之间的有机融合与动态协同,以及认知知识图谱的自主进化和虚拟空间孪生体的可视化运行;最后,完成了从炼钢-连铸区段工序/装置层到计划与调度层再到系统综合层最终到认知知识图谱和数字孪生系统的全方位建模研发.通过机理模型、数据模型与专家知识的协同驱动和虚实模型间的双向交互联动,以及多工序的横向协同与多层级之间的纵向协同,实现了炼钢-连铸区段的协同运行与动态决策.本文从炼钢-连铸流程全局出发进行了系统创新与实践,研究成果对冶金工业高端化、智能化、绿色化发展具有重要的参考价值,对流程工业企业智能制造也有很强的借鉴意义,可为钢铁工业发展新质生产力、解决“卡脖子”问题提供强有力支撑.

关键词：炼钢-连铸区段工艺模型生产运行模式计划与调度运行评价数据接口协同控制动态决策

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转炉钢渣资源化利用研究现状与应用展望

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工程科学学报 2025年第4期47卷 668-681页

作者：刘昕王仲亮包燕平北京科技大学绿色低碳钢铁冶金全国重点实验室北京100083

钢渣是炼钢过程中的主要固体废弃物,产量大储量多且综合利用率仅30%,造成大量资源浪费和环境破坏.近年来钢渣的处理和资源化利用受到广泛关注,相关技术及工艺也取得了长足发展.钢渣理想的利用方式是回到炼钢流程中重复利用,但由于该过... 详细信息

钢渣是炼钢过程中的主要固体废弃物,产量大储量多且综合利用率仅30%,造成大量资源浪费和环境破坏.近年来钢渣的处理和资源化利用受到广泛关注,相关技术及工艺也取得了长足发展.钢渣理想的利用方式是回到炼钢流程中重复利用,但由于该过程没有合适的磷元素流出途径,导致磷在整个生产流程中处于不断富集状态,难以实现钢渣的高效利用.本文针对转炉钢渣处理及利用现状进行了综述,分析了国内外钢渣利用率产生差距的限制性环节,系统总结了渣中磷分离与富集的研究进展,并简述了从炼钢渣中回收磷的经济性.在此基础上,提出钢渣热态循环全量利用技术,若将钢渣中磷分离后有效回收,尾渣可在冶金厂内重复利用,可实现钢渣的高附加值与高效利用.新的钢渣处理工艺及热态全量利用技术的应用,将推动冶金工业低碳绿色化发展.

关键词：钢渣资源化利用全量利用磷磷富集与分离

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2507双相不锈钢中铝含量对氧含量及夹杂物的影响

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钢铁研究学报 2025年第2期37卷 227-235页

作者：赵浩恩成国光鲍道华周孟杰张涛北京科技大学绿色低碳钢铁冶金全国重点实验室北京100083

为了探究2507双相不锈钢中铝含量对氧含量及夹杂物影响,使用实验室真空感应炉熔炼不同Al含量的钢锭,检测钢中的O含量,使用扫描电镜和能谱仪观察夹杂物的形貌、成分及尺寸,对实验结果进行了分析统计,并利用FactSage软件计算Al含量对夹杂... 详细信息

为了探究2507双相不锈钢中铝含量对氧含量及夹杂物影响,使用实验室真空感应炉熔炼不同Al含量的钢锭,检测钢中的O含量,使用扫描电镜和能谱仪观察夹杂物的形貌、成分及尺寸,对实验结果进行了分析统计,并利用FactSage软件计算Al含量对夹杂物种类与含量的影响。在Al含量对O含量影响的研究中发现,钢中O含量先随Al含量的增加迅速降低,并逐渐转变为随Al含量的增加而升高,在Al质量分数为0.1%~0.3%时,O质量分数保持在0.001%左右。在Al含量对夹杂物影响的研究中发现,Al_t质量分数小于14×10^(-6)时,钢中Al的含量不足以生成Al_(2)O_(3)类夹杂物,钢中Si、Mn和Cr元素会与O反应生成SiO_(2)-MnO-Cr_(2)O_(3)类夹杂物。当Al_t质量分数达到44×10^(-6)时,钢中除了SiO_(2)-MnO-Cr_(2)O_(3)类夹杂物外,还开始出现聚集的Al_(2)O_(3)类夹杂物,同时,观察到由于Al不足而未被Al完全还原的SiO_(2)-MnO-Cr_(2)O_(3)类夹杂物。当Al_t质量分数高于98×10^(-6)时,此时钢液中的Al足以将SiO_(2)-MnO-Cr_(2)O_(3)类夹杂物全部还原,观察到钢中夹杂物全部为Al_(2)O_(3)类夹杂物。另外,统计了不同Al含量下钢中夹杂物尺寸,发现当钢中Al含量较低时,SiO_(2)-MnO-Cr_(2)O_(3)类夹杂物的平均尺寸大于Al_(2)O_(3)夹杂物的平均尺寸;而随着钢中Al含量的不断升高,Al_(2)O_(3)夹杂物的最大尺寸和平均尺寸都逐渐增大。根据热力学计算的结果,为了获得较低O含量及及较小夹杂物尺寸的2507双相不锈钢,需要将钢中铝质量分数控制在72×10^(-6)以上。

关键词： 2507双相不锈钢铝-氧平衡 Al_(2)O_(3)夹杂物热力学计算夹杂物控制 SiO_(2)-MnO-Cr_(2)O_(3)类夹杂物

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不同原料配比烧结混合料与制粒参数的适应性优化

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烧结球团 2025年第1期50卷 45-53,77页

作者：王伟袁亚强韦润培陈富松康宏毅左海滨北京科技大学绿色低碳钢铁冶金全国重点实验室北京100083

为应对烧结原料配料多样性所带来的复杂挑战,明确不同原料配比下如何通过对制粒参数的调节达到最佳的制粒效果至关重要。本文采用一系列制粒试验,研究了不同制粒水分、制粒时间以及混合料碱度等参数对制粒效果的影响,并通过负压、流速... 详细信息

为应对烧结原料配料多样性所带来的复杂挑战,明确不同原料配比下如何通过对制粒参数的调节达到最佳的制粒效果至关重要。本文采用一系列制粒试验,研究了不同制粒水分、制粒时间以及混合料碱度等参数对制粒效果的影响,并通过负压、流速、平均粒径和透气性指数等关键性参数对制粒效果进行了综合评价。结果表明,在恒定制粒水分下,延长制粒时间对含有较高比例黏附性粉末及高碱度配料方案的制粒效果提升显著;在相同制粒时间下,适当增加制粒水分能普遍提高烧结混合料制粒效果,尤其对含强亲水性矿粉较高的原料配比方案及低碱度原料配比方案效果显著,而对高碱度原料配比方案改善的趋势最为明显。

关键词：制粒参数制粒水分制粒时间原料配比透气性

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CoS_(2)@PANI正极材料构筑及其在铝电池中的电化学性能

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中国有色金属学报 2025年第1期35卷 234-244页

作者：雷海萍魏天威罗乙娲涂继国焦树强北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 北京科技大学绿色低碳钢铁冶金全国重点实验室北京100083

本文以聚苯胺(PANI)复合硫化钴(CoS_(2))材料构建了一种新型的复合正极材料CoS_(2)@PANI,并对其在铝离子电池中的电化学性能进行了研究。通过扫描电子显微镜(SEM)对材料形貌进行了表征,结果表明,CoS_(2)和CoS_(2)@PANI正极材料具有非均... 详细信息

本文以聚苯胺(PANI)复合硫化钴(CoS_(2))材料构建了一种新型的复合正极材料CoS_(2)@PANI,并对其在铝离子电池中的电化学性能进行了研究。通过扫描电子显微镜(SEM)对材料形貌进行了表征,结果表明,CoS_(2)和CoS_(2)@PANI正极材料具有非均匀的微米颗粒结构。通过循环伏安测试和恒流充放电测试了复合材料的性能,发现CoS_(2)@PANI正极材料具有较高的比容量和良好的循环稳定性,Al-CoS_(2)电池的首圈放电比容量约为100 mA·h/g,而Al-CoS_(2)@PANI电池的首圈放电比容量约为230 mA·h/g,循环100圈后,比容量还保持在196 mA·h/g。以上结果均表明,CoS_(2)@PANI正极材料能够有效提高铝离子电池的能量密度和循环寿命,展示PANI材料在材料改性方面的应用潜力。

关键词：铝离子电池正极材料 CoS_(2)@PANI 循环性能

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多反应区动力学结合烟气分析的钢液质量控制

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钢铁 2025年第1期60卷 84-91页

作者：崔博轩李晶宋沈杨王长城北京科技大学绿色低碳钢铁冶金全国重点实验室北京100083 广西盛隆冶金有限公司广西防城港538000

为了准确地预测转炉过程成分变化及其终点成分,结合质量平衡与热平衡原理建立了转炉多反应区动力学机理模型并利用大量生产数据进行修正,实现了转炉生产过程熔池成分、熔池温度以及渣成分的离线预测。在此基础上,将模型部署于某钢厂150 ... 详细信息

为了准确地预测转炉过程成分变化及其终点成分,结合质量平衡与热平衡原理建立了转炉多反应区动力学机理模型并利用大量生产数据进行修正,实现了转炉生产过程熔池成分、熔池温度以及渣成分的离线预测。在此基础上,将模型部署于某钢厂150 t转炉在线运行,模型在运行过程中可根据烟气分析结果对碳含量和脱碳速率的预测值进行修正。模型通过综合考虑吹氧量、冶炼枪位和加料量等关键冶炼信息,实现了对冶炼过程渣成分的实时预测,并对过程的枪位和辅料加入量提供了科学指导。应用结果表明,转炉冶炼300 s前脱碳速率相对较低,平均脱碳速率为7 kg/s,随着冶炼进行,在300~600 s内脱碳速率趋于稳定,维持在10.0~11.6 kg/s;在600 s后,脱碳速率呈现逐渐下降的趋势。基于模型预测结果,由于脱碳速率在7 min时升高至19 kg/s,渣中FeO质量分数被消耗至10%以下,1 min后会产生返干风险,此时应采用提高枪位的方式减少(FeO)的消耗,提高渣中(FeO)含量至合适范围。模型终点碳质量分数预测结果平均偏差在±0.005%以内,终点磷质量分数预测结果平均偏差在±0.005%以内,温度平均偏差在±10℃以内。提高了冶炼过程稳定性与可控性,有效避免了返干、喷溅等情况的发生,确保了冶炼过程的安全与高效,为钢铁企业实现绿色、智能生产提供了有力支撑。

关键词：转炉动力学模型脱碳多区反应终点预测烟气钢液返干喷溅

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共沉淀法制备纳米级YAG:Ce^(3+)荧光粉的分散性与均一性研究进展

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中国稀土学报 2025年第2期43卷 235-255页

作者：刘英男田俊行谢吉焕吴劲频孙学义庄卫东北京科技大学绿色低碳钢铁冶金全国重点实验室冶金与生态工程学院稀贵金属绿色回收与提取北京市重点实验室北京100083

石榴石基YAG:Ce^(3+)荧光粉具有制备成本低、发射光谱宽、激发光谱与蓝光芯片契合度高等优点,已在显示、照明等领域获得广泛应用。纳米级YAG:Ce^(3+)荧光粉凭借尺寸小、光损失低、器件封装稳定性强等特点,在mini-LED,micro-LED等前沿领... 详细信息

石榴石基YAG:Ce^(3+)荧光粉具有制备成本低、发射光谱宽、激发光谱与蓝光芯片契合度高等优点,已在显示、照明等领域获得广泛应用。纳米级YAG:Ce^(3+)荧光粉凭借尺寸小、光损失低、器件封装稳定性强等特点,在mini-LED,micro-LED等前沿领域表现出突出的应用潜力。性能优良的纳米级YAG:Ce^(3+)荧光粉依赖于良好的颗粒分散性以及尺寸、组分均一性。本文基于对纳米级YAG:Ce^(3+)荧光粉的分散性与均一性的成因分析,根据共沉淀制备方法中前体制备、后处理以及焙烧的三大过程,系统阐述原料加入量、滴定方式、分散剂、陈化过程和焙烧条件等工艺条件对材料结构、形貌及性能的影响及其作用机理。基于上述多因素协同作用,对共沉淀法制备均一性、分散性及发光性能优良的纳米级YAG:Ce^(3+)荧光粉提供指导。

关键词： YAG:Ce^(3+) 纳米级荧光粉共沉淀分散性均一性

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50t双流板坯中间包结构优化及工业应用

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炼钢 2025年第2期41卷 65-73页

作者：王博金进文朱宏伟吕子宇顾超包燕平韦泽北京科技大学绿色低碳钢铁冶金全国重点实验室北京100083 宁波钢铁有限公司浙江宁波315807

中间包作为钢液凝固前的最后一个精炼装置,在提高钢液洁净度方面起着重要作用。为了解决中间包夹杂物去除效果不佳的问题,提高铸坯洁净度,以某厂50 t中间包为研究对象,建立1∶4的物理模型来研究不同的长水口浸入深度、挡墙与挡坝相对距... 详细信息

中间包作为钢液凝固前的最后一个精炼装置,在提高钢液洁净度方面起着重要作用。为了解决中间包夹杂物去除效果不佳的问题,提高铸坯洁净度,以某厂50 t中间包为研究对象,建立1∶4的物理模型来研究不同的长水口浸入深度、挡墙与挡坝相对距离、挡墙到长水口中心的距离以及挡墙和挡坝的高度对中间包流场的影响,通过分析中间包流场和RTD曲线得到中间包流场优化方案。结果表明,当长水口浸入深度为50 mm、挡墙与挡坝相对距离为50 mm、挡墙到长水口中心的距离为400 mm、挡墙高度为282 mm、挡坝高度为64 mm时,中间包冶金效果最好;采用优化方案后,中间包内死区比例降低,平均停留时间延长。工业化试验的结果表明,优化后铸坯中的全氧质量分数下降16.3%,夹杂物数量密度减少17.1%。

关键词：中间包流场挡墙与挡坝 RTD曲线夹杂物

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氧气高炉不同喷吹机构下煤粉燃烧行为的数值模拟研究

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冶金能源 2025年第2期44卷 3-8页

作者：张立坤彭星王静松左海滨王广薛庆国佘雪峰北京科技大学绿色低碳钢铁冶金全国重点实验室中冶京诚工程技术有限公司

文章通过构建直吹管—喷枪—风口—回旋区的气粉流动燃烧三维数值模型,深入分析了三种不同风口喷吹机构(传统高炉TBF-T、氧气高炉OBF-T1和OBF-T2)下的煤粉燃烧行为。结果显示,相较于传统高炉TBF-T,OBF-T1和OBF-T2显著提高了回旋区的温... 详细信息

文章通过构建直吹管—喷枪—风口—回旋区的气粉流动燃烧三维数值模型,深入分析了三种不同风口喷吹机构(传统高炉TBF-T、氧气高炉OBF-T1和OBF-T2)下的煤粉燃烧行为。结果显示,相较于传统高炉TBF-T,OBF-T1和OBF-T2显著提高了回旋区的温度和高温区面积,煤粉燃尽率从58.2%分别提高到80.5%和76.9%。OBF-T1工况虽然提高了燃尽率,但可能引起风口内部较大的温度梯度,缩短风口使用寿命;而OBF-T2避免了高温区的产生,但氧气向回旋区下侧的扩散受阻。通过剖析煤粉与煤气在风口回旋区内的燃烧机理,为设计更长寿命和更高效的风口提供了理论依据。

关键词：氧气高炉风口机构回旋区煤粉燃烧数值模拟

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钾长石-氧化钙-氯化钙体系钙化焙烧提取钾

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河北冶金 2025年第2期 75-80页

作者：蒲京成钟怡玮郭占成北京科技大学绿色低碳钢铁冶金全国重点实验室北京100083

随着白云鄂博铁矿的开采,每年弃置的富钾板岩超过200万吨,其中蕴含大量钾盐资源。为实现难溶性钾盐的利用,以富钾板岩为研究对象,研究了钙化焙烧法在钾长石-氧化钙-氯化钙体系中提取钾盐的工艺。通过对CaO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)三元系相... 详细信息

随着白云鄂博铁矿的开采,每年弃置的富钾板岩超过200万吨,其中蕴含大量钾盐资源。为实现难溶性钾盐的利用,以富钾板岩为研究对象,研究了钙化焙烧法在钾长石-氧化钙-氯化钙体系中提取钾盐的工艺。通过对CaO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)三元系相图分析,反应生成Ca_(2)Al_(2)SiO_(7)的趋势较大,CaCl_(2)中的Ca^(2+)可以置换出钾长石中的K^(+),有CaO存在时会与SiO_(2)结合促进Ca^(2+)置换K^(+)。因此,采用正交实验和单因素分析,考察了CaO加入量、CaCl_(2)加入量、焙烧温度、焙烧时间对钾提取率的影响。结果表明,增加CaO和CaCl_(2)的加入量、提高焙烧温度和延长焙烧时间均有利于提钾。其中氯化钙加入量对钾提取率的影响最为显著,其次为焙烧温度和焙烧时间,氧化钙的加入量对体系钾提取率的影响最弱。该体系适用于挥发法提钾,最优工艺条件为m(富钾板岩)∶m(CaO)∶m(CaCl_(2))=6∶5.4∶1.2,焙烧温度为1573 K,焙烧时间1 h,此时钾的提取率可达95%以上。

关键词：富钾板岩焙烧浸出钾 CaO CaCl_(2)

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