水泥对刚玉-尖晶石浇注料抗侵蚀性影响研究

以板状刚玉为骨料,电熔白刚玉、电熔尖晶石、Al2O3微粉和纯铝酸钙水泥为基质,研究了纯铝酸钙水泥加入量对刚玉-尖晶石浇注料抗侵蚀性能的影响.结果表明:纯铝酸钙水泥加入量为4%时,浇注料的侵蚀、渗透指数最大,抗渣侵蚀性能最差;水泥含量≥6%时抗渣侵蚀、渗透指数明显下降,抗渣性逐渐改善.水泥加入量影响浇注料的抗侵蚀性能主要与基质中的物相组成和显微结构有关.随水泥加入量的增加,水泥中的CaO与Al2O3反应形成六铝酸钙,基质中刚玉的含量减少;渣中的CaO与刚玉颗粒反应形成六铝酸钙,产生体积膨胀堵塞气孔,抑制了渣的渗透,使得抗渣侵蚀性能得到改善.     

活性α—Al2O3钢粉对刚玉—尖晶石钢包浇注料性能的影响

研究了活性α－Ａｌ２Ｏ３微粉对刚玉－尖晶石浇注料性能的影响。试验结果表明，活性α－Ａｌ２Ｏ３微粉能促进烧结，通过与水泥、尖晶石及渣反应，改善基质结构，使浇注料强度和抗渣渗透能力提高。活性α－Ａｌ２Ｏ３微粉加入量为６％时，浇注料抗渣侵蚀性能最好。但微粉的加入，会降低浇注料爆破温度。     

RH浸渍管浇注料侵蚀机理的研究

根据相平衡原理和热力学理论,对RH浸渍管浇注料各组元间、熔渣各组元间以及浇注料与熔渣间的化学反应进行了热力学分析。结果表明,SiO2微粉和α-Al2O3微粉对RH浸渍管浇注料使用性能的影响均具有两面性,应适当控制其添加量,并减少水泥结合剂的添加量;RH熔渣组分间发生化学反应,使得熔渣黏度发生变化,当熔渣黏度增大时,浸渍管出现黏渣现象,当大量低熔点物相产生时,熔渣黏度降低,浸渍管易受到熔渣的渗透和侵蚀;RH熔渣与浸渍管浇注料基体相互作用,产生低熔点物相,使浸渍管产生溶蚀,而高熔点物相黏结在浸渍管表面形成黏渣。     

原位生成Sialon增强Al2O3-SiC—C铁沟浇注料抗渣机理研究

采用静态坩埚法进行了Sialon增强Al2O3-SiC-C铁沟浇注料的抗渣实验。结果表明，该种铁沟料具有比传统铁沟料更优异的抗渣性能。通过X-射线衍射和SEM分析可知，其抗渣机理为：添加的Si3N4，Si与Al2O3发生原位反应生成Sialon，使材料内部结合更加紧密，并且生成的Sialon活性较高，氧化放出气体，阻止熔渣的渗入；其次，Sialon向熔渣中溶解，使熔渣成为含N的高硅玻璃，粘度增大；此外，Al2O3与熔渣的MgO反应生成MgAl2O4，形成一阻挡层，这也是Sialon增强Al2O3-SiC-C浇注料具有优异的抗渣渗透及侵蚀性能的重要原因．     

垃圾焚烧炉用低水泥碳化硅浇注料存在的问题

炉内耐火材料质量的好坏是垃圾焚烧炉是否能长周期、满负荷安全生产的关键，特别是垃圾焚烧炉两侧墙下部，因垃圾焚烧产生挥发性的气体、熔融物、飞灰、飞渣等，所以要求耐火材料具有良好的耐磨、耐蚀、抗渣、抗氧化等性能．当前，国内外用于垃圾焚烧炉的耐火材料通常是碳化硅挠注料，该浇注料是以碳化硅颗粒为骨料，再结合低水泥微粉制成．     

结合系统对刚玉质浇注料显微结构及性能的影响

以板状刚玉骨料和细粉为主要原料,分别以硅微粉、Al2O3-SiO2凝胶粉和铝酸钙水泥为结合剂,制备了3组不同结合系统的刚玉质浇注料,研究了浇注料经不同温度热处理后的物相变化及物理性能,采用X射线衍射及扫描电镜技术研究了其相组成和显微结构特征。结果表明,以硅微粉为结合剂的浇注料在1100℃时有莫来石晶核析出;继续升温,莫来石长大并出现液相。以凝胶粉为结合剂的浇注料在1100℃时出现方石英,不利于莫来石的生成。以铝酸钙水泥为结合剂的浇注料经1500℃处理后,水泥矿物转化为六铝酸钙（CaO·6Al2O3,CA6）相,这种呈片状的CA6相在基质结构内部交叉穿插,有利于提高浇注料的高温抗折强度和抗热震性能。     

SiCp／ZL101复合材料显微组织研究

用光学显微镜和电子探针对经不同处理的SiC颗粒(SiC_p)增强铝基复合材料SiC_p/ZL101的显微组织与界面元素分布进行了研究,用扫描电镜和X-ray衍射对SiC_p的形貌、相组成及SiC_p/ZL101的相组成进行了分析。结果表明,利用改进的气体保护液态搅拌设备能够制备SiC_p均匀分布、界面结合良好的SiC_p/Al复合材料。其中以氧化处理SiC_p增强ZL101复合材料的界面结合为好。在实际液态搅拌工艺条件下,SiC_p与ZL101合金液不发生形成Al_4C_3的界面反应。用氧化SiC_p作增强物时,SiC_p表面的SiO_2膜能与铝合金液元素发生形成MgAl_2O_4尖晶石的界面反应。     

轻骨料混凝土断裂行为的细观数值模拟

基于细观尺度,将轻骨料混凝土看作由轻骨料、砂浆基质、两者之间的粘结界面层和气泡组成的四相复合材料。采用蒙特卡罗方法,随机生成轻骨料与气泡的位置和大小数据,在有限元计算软件ANSYS中建立二维的轻骨料随机分布数值模型,再将该模型导入ABAQUS中,在任意相连的两单元之间插入零厚度粘结单元,在单轴拉伸和压缩载荷作用下得到轻骨料混凝土数值试件的裂缝扩展路径及破坏形式。结果表明:通过该方法建立的数值模型,可模拟得出轻骨料混凝土试件的裂缝扩展路径,从而有助于在细观尺度上对轻骨料混凝土的力学性能进行深入研究。     

开裂混凝土中氯离子扩散行为的细观数值模拟

为了研究氯离子在开裂混凝土中的扩散性能,考虑混凝土细观结构的非均质性,将含有裂纹的混凝土试件视为由砂浆基质、骨料、界面过渡区以及裂纹组成的四相复合材料,建立了带有单条裂纹的二维细观有限元模型.数值模型中,骨料不具有渗透能力,砂浆基质和界面中的氯离子扩散性能由水灰比确定,裂纹相中氯离子扩散系数与裂纹宽度的定量关系由文献中已有试验数据的拟合获得.研究了骨料分布形式对氯离子扩散行为的影响,分析并探讨了不同裂纹宽度下混凝土中的氯离子扩散行为.数值结果与试验数据的良好吻合说明了该方法的准确性.研究结果表明:骨料的随机分布形式基本不影响混凝土中氯离子的扩散行为;裂纹宽度小于50μm时,混凝土中氯离子的扩散行为基本不受裂纹的影响;裂纹宽度介于50~170μm时,氯离子的扩散随裂纹宽度增大而明显加剧;裂纹宽度大于170μm时,氯离子在裂纹附近的扩散趋于二维扩散形态.     

纳米碳酸钙加入量对刚玉质浇注料性能的影响

以纯铝酸钙水泥为结合剂,研究纳米碳酸钙的加入量对刚玉质浇注料性能和显微结构的影响。结果表明,添加的纳米碳酸钙在热处理后与基质中的氧化铝反应形成片状的六铝酸钙,影响了浇注料的性能;随着纳米碳酸钙加入量的增加,在110℃热处理后浇注料的显气孔率和体积密度变化不大,耐压强度和抗折强度都略有增大,而在1000、1500、1600℃热处理后,浇注料显气孔率均逐渐增大,相应的体积密度均逐渐减小,耐压强度和抗折强度均逐渐降低。纳米碳酸钙的加入量能提高试样的强度保持率,但热震后试样的强度均明显降低;浇注料经1000～20℃一次水冷后强度保持率逐渐提高,热震性能有所改善;XRD和SEM分析结果表明,在高温热处理过程中纳米碳酸钙与刚玉反应形成片状的六铝酸钙,对结构产生不利影响,从而导致在高温热处理后,随着纳米碳酸钙加入量的增加,浇注料的显气孔率逐渐上升,强度逐渐降低。     

Application of Air-cooled Blast Furnace Slag Aggregates as Replacement of Natural Aggregates in Cement-based Materials:A Study on Water Absorption Property

The influence of air-cooled blast furnace slag aggregates as replacement of natural aggregates on the water absorption of concrete and mortar was studied, and the mechanism was analyzed. The interface between aggregate and matrix in concrete was analyzed by using a micro-hardness tester, a laser confocal microscope and a scanning electron microscope with backscattered electron image mode. The pore structure of mortar matrixes under different curing conditions was investigated by mercury intrusion porosimetry. The results showed that when natural aggregates were replaced with air-cooled blast furnace slag aggregates in mortar or concrete, the content of the capillary pore in the mortar matrix was reduced and the interfacial structure between aggregate and matrix was improved, resulting in the lower water absorption of mortar or concrete. Compared to the concrete made with crushed limestone and natural river sand, the initial absorption coefficient, the secondary absorption coefficient and the water absorption capacity through the surface for 7 d of the concrete made from crushed air-cooled blast furnace slag and air-cooled blast furnace slag sand were reduced by 48.9%, 52.8%, and 46.5%, respectively.     

ZrB2基层状复合材料力学性能与应力影响分析

通过层压复合技术制备出Mo/ZrB2层状复合材料,该复合材料的抗弯强度达到471 MPa,同时具有高的断裂韧性7.64 MPa·m1/2.研究发现材料内部的残余应力引起裂纹扩展阻力增大,裂纹发生偏转,材料因此得到强韧化.采用非均匀应变模型分析层状复合材料的内部残余应力,结果表明:基体层受拉应力,最大为64 MPa,界面层受压应力,最大为320 MPa,同时在层间存在剪切应力,最大为1.149MPa.基体层和界面层的厚度比对材料内部应力分布影响较大.     

高钛型高炉渣炉内堵塞与液泛行为研究

在高温熔滴炉上模拟高炉软熔带料柱结构,考究了高钛型高炉熔渣在焦炭层中的透过性。研究了气体流量、ＴｉＯ２含量、ＴｉＯ２还原度和渣－焦界面性质对熔渣在焦层中的堵塞与液泛行为的影响。     

Influence of Mineral Admixtures on the Permeability of Lightweight Aggregate Concrete

The permeability of lightweight aggregate concrete was studied. Some efforts were taken to increase the resistarwe of lightweight aggregate concrete (LC) to water penetration by using the mineral admixtures of fiy ash, granulated blast furmwe slag or silica fume. Accelerated chloride penetrability test and liquid atmosphere press method were used to study the anti-permeability, of lightweight aggregate concrete. The experimental results show that fly ash, granulated blast furnace slag and silica fume can decrease the permeability of lightweight aggregate concrete, but the effect of granulated blast furnace slag is poor. According to the SEM and pore structure analyzing results, an interface self- reinforcing effect model was presented and the reinforced mechanism of mineral mixture on LC was discussed according to the model described by authors.     

钛在铁水中的行为

由热力学计算结果分析了高炉冶炼含ＴｉＯ２铁矿时钛的物理化学行为,指出：有固体碳存在果,渣界面不能有纯ＴｉＮ生成,应该析出Ｔｉ（Ｃ３Ｎ）固溶体,     

Dynamic mechanical properties and wave propagation of composite rock-mortar specimens based on SHPB tests

Filled inclusions in rock discontinuities play a key role in the mechanical characteristics of the rock and thereby influence the stability of rock engineering. In this study, a series of impact tests were performed using a split Hopkinson pressure bar system with high-speed photography to investigate the effect of interlayer strength on the wave propagation and fracturing process in composite rock-mortar specimens. The results indicate that the transmission coefficient, nominal dynamic strength, interlayer closure, and specific normal stiffness generally increase linearly with increasing interlayer stiffness. The cement mortar layer can serve as a buffer during the deformation of composite specimens. The digital images show that tensile cracks are typically initiated at the rock-mortar interface, propagate along the loading direction, and eventually result in a tensile failure regardless of the interlayer properties. However, when a relatively weaker layer is sandwiched between the rock matrix, an increasing amount of cement mortar is violently ejected and slight slabbing occurs near the rock-mortar interface.     

NUMERICAL SIMULATION AND ANALYSIS ON THE VELOCITY FIELD IN BATH OF A ROUND ELECTRIC CLEANING FURNACE

Theapplicationoftheelectriccleaningfurnacetotheefficientrecoveryofvaluablemetalshasreachedahighpointofdevelopmentinnonferrousmetallurgytoprocessslagbearinghighcontentofvaluablemetals.Asthesizeandratingofsuchfurnacescontinuetoincrease,theneedforasoundtheoreticalbasisforthedesignandtheoperationbecomesurgent.Theflowofliquidslaghasanimportanteffectontheheatetficiency,therecoveryratioofvaluablemetalsandlifespanoftheelectriccleaningfurnace.Atpresent,however,itisstilldifficulttomeasurethefluidvelocit…     

轻集料混凝土的抗渗性能研究

利用快速氯离子渗透试验和溶液气压法研究了粉煤灰、矿渣和硅灰三种矿物掺合料对轻集料混凝土抗渗性能的影响.结果表明,掺合料的加入能够显著提高轻集料混凝土的抗渗性能;利用SEM、孔结构试验探讨了掺合料提高轻集料混凝土抗渗性的作用机理,研究结果为深入开展高性能轻集料混凝土的研究提供了参考.     

薄壁衬层再生复合管材层间界面力学行为分析

本文通过带腐蚀缺陷管道钢与薄壁衬层单面粘结试件的拉剪试验和T形板面粘结试件的法向拉伸试验,对薄壁内衬再生复合管材层间界面力学行为进行研究。单面粘结试件切向力作用下,随着带腐蚀缺陷管道钢腐蚀程度的增加,粘结层与基层管道钢剥离所占的比例逐渐减小,层间极限承载力逐渐增大,界面粘聚力随着腐蚀损失率的增加略有增加,但随着粘结材料失效所占比例的增加,这种增加趋势慢慢趋于平缓,层间界面切向破坏以粘结材料内聚力失效为主。利用差值法建立复合管材层间界面切向应力位移“双线性”本构关系模型。T形板面粘结试件的法向拉伸试验结果表明,试件法向力作用下的破坏形式基本相同,破坏以粘结层内聚力失效破坏为主,界面法向应力位移变化关系也可简化为“双线性”界面法向应力位移本构关系模型。基于“双线性”本构关系模型及试验结果,建立了带腐蚀缺陷管钢修复后的有限元分析模型。通过与试验结果对比分析得出“双线性”界面内聚力模型在有限元模型分析中能够准确模拟薄壁内衬复合管材层间力学性能。研究内容和结果可为埋地管道非开挖连续内衬修复技术提供理论依据。     

电磁制动结晶器内电磁参数对钢液流动行为影响数值模拟

采用数值模拟方法研究了电磁参数（上、下磁极间距和线圈电流强度）对结晶器内流场和钢/渣界面波动行为的影响。结果表明,全幅两段式电磁制动结晶器内上部磁极和下部磁极覆盖区域磁感应强度会相互影响,上部（下部）磁极线圈电流强度的增加,会导致对应的下部磁极（上部磁极）覆盖区域内磁感应强度增加;施加全幅两段式电磁制动可以显著抑制结晶器内钢液流速和稳定弯月面波动;当上、下磁极间距增大时,钢液射流对结晶器窄面的冲击强度增大,钢/渣界面处湍动能和钢液流速增大;随着上部磁极线圈电流强度增大,钢液射流对结晶器窄面的冲击强度基本不变,钢/渣界面处钢液流速和湍动能减小;随着下部磁极线圈电流强度增大,钢液射流对结晶器窄面的冲击强度略微减小,钢/渣界面处流速和湍动能减小。