本文用热力学原理分析了Si-Mn氧化物还原的热力学条件,并根据其热力学分析结果,对水雾化Si-Mn钢粉采用热塑性树脂涂层,在高纯氮气氛中进行脱氧的新工艺研究。使水雾文Si-Mn钢粉在1280℃,1330℃温度下保温120分钟后,其含氧量由3060P.P.M左右降至300P.P.M以下。同时测定了在还原脱氧过程中,不同的树脂用量与还原后钢粉中含氧量之间的关系。解决了含Si Mn等难还原元素水雾化钢粉非真空脱氧问题

采用热态改质方法可直接将冶金熔渣制备成高附加值材料,从而实现熔渣的\热\\渣\双利用,因此这一方法在熔渣资源化利用领域中已成为研究热点.本文选取熔融钢渣和河沙分别为典型熔渣和改质剂,模拟计算分析在1600℃熔渣内掺入改质剂的过程中改质剂掺量对改质熔渣显热的影响,并对研究结果进行工业试验验证.研究表明：随着改质剂掺入,改质熔渣显热呈现先增加后减小的趋势;随改质剂掺量由5%增加到11%时改质熔渣显热反而增加,当改质剂掺量为11%时改质熔渣显热达到最大.从熔渣显热利用和改质效果综合考虑,改质剂掺量的理论最佳区间为11%~19%.现场试验表明,掺入12%左右的河沙后,改质熔渣流动性好,冷却渣安定性等性能改善显著

基于国内转底炉直接还原炼铁在起步阶段亟待解决的热工系统问题，分别以系统分析、热模拟实验和数值模拟为手段，对转底炉分段热工参数进行了研究.建立了转底炉冶金模型和热模型（涉及变量83个、参数20个），模拟计算结果表明，每生产1t金属化球团，需铁精粉1213kg，消耗煤粉283kg、煤气615kg.基于转底炉分区域系统分析，分别进行了预热段、加热段、还原段条件下的热模拟实验研究，确定出不同工况下（nC：nO=0.8~1.2）含碳球团于各段的实时还原进度，并依据含碳球团自还原吸热与热工参数的匹配，确定出各段燃料供应参数.使用Fluent模拟软件对分段热工参数进行了验证，结果表明分段热工参数设计合理，能有效实现转底炉的分段职能，为转底炉的优化设计提供了基础

采用NETZSCH DIL 402C高温热膨胀仪对三种不同化学成分的钢种在30-1150℃温度范围内的热膨胀特性进行了测量，得到线性热膨胀和瞬时线膨胀系数随温度的变化曲线。对实测的热膨胀值进行定量计算和对比分析后发现，钢在加热过程中的线性热膨胀及瞬时线膨胀系数随温度的变化过程可分为室温至相变区、固态相变区和高温奥氏体区三个阶段，每个阶段碳含量对热膨胀的影响程度不同。在整个升温过程中，物理热效应引起的热膨胀占主导作用，不同钢种的物理热膨胀总量基本相同，而相变引起的收缩量大约占整个膨胀绝对变化量的16%，且收缩总量随碳含量的增加而减少，导致最终不同钢种试样的膨胀量不同

在钢铁厂能耗指标分解模型的基础上运用情景分析法,对钢铁厂的主工序吨钢能耗情况进行分析和预测.为评价国内某钢铁厂2009年和2012年的能耗水平,构建了先进工序能耗、近期可行及远期可能余热回收情景,其中近期可行余热回收情景只涉及烧结烟气、热轧烟气和冷轧高温烟气的余热回收,远期可能余热回收情景则包括各工序排放的高温烟气和固体废弃物的余热回收.通过对各情景的比较,得出节能效果最好的是先进工序能耗情景,近期可行余热回收节能效果并不显著,远期可能余热回收可较大幅降低能耗,最后提出了应用先进电炉预热技术、发展高温固体余热回收技术及提高轧钢工序余热回收等进一步节能的建议

在Gleeble-3800热模拟试验机上进行大变形等温压缩试验,研究Cr-Co-Mo-Ni齿轮钢的高温热变形行为和显微组织,分析材料流变应力与变形温度和应变速率的关系,建立热变形过程的本构方程和热加工图.该材料的流变应力随着温度的升高而下降,随应变速率的增加而增加;用双曲正弦函数式可描述其在热变形过程中的流变应力,热变形活化能为487.21k J·mol-1;热加工图显示的适宜加工区间为温度1000-1100℃,应变速率0.1-1 s-1.在热模拟试验基础上进行该钢种锻造工艺的有限元模拟,并结合热加工图分析初锻温度和加工道次对于锻件温度和应变速率的影响,得出适宜的模锻工艺参数为初锻温度1000-1100℃,锻造道次15次

系统运用材料物理学、弹性力学、热力学、工程测试技术的理论知识以及有限元数值仿真、实验分析等方法,研究高温应变片热输出误差的影响因素并得出补偿修正模型.首先根据材料电阻温度效应理论及热膨胀理论研究了高温应变片热输出的耦合特性,建立耦合作用下高温应变片的热输出模型,得到了构件、胶层和应变片三者耦合作用下应变片热输出的理论表达式;然后根据材料的电阻温度效应推导出不同栅丝材料的电导率参数,利用有限元仿真得到不同材料栅丝的热输出特性,选择其中的两种栅丝材料作为本文的研究对象得到其在耦合作用下的热输出并与实验数据对比,相对误差小于7%.最后基于理论模型和实验结果,建立了高温应变片热输出补偿模型,补偿修正后结果与理论值误差在9%以内,补偿效果良好

针对工业生产700 MPa级高强度调质态钢板，通过Gleeble3500热模拟机进行模拟焊接试验，利用光学显微镜、硬度仪、场发射扫描电镜等设备对比研究了稀土Ce对高强钢焊接热影响区（HAZ）显微组织、晶粒度和力学性能的影响。研究结果表明，焊接热输入为25 kJ·cm?1和50 kJ·cm?1时，无稀土钢焊接热影响区冲击功分别为84.8 J和24.5 J，Ce质量分数为0.0018%的钢焊接热影响区冲击功分别为110.0 J和112.0 J，因此钢中加入适量Ce能够有效改善钢板焊接韧性。对比分析两种实验钢焊接热影响区晶粒尺寸和显微组织可以看出，随着焊接热输入值增大，高强钢焊接热影响区显微组织均逐渐从马氏体、下贝氏体转变为上贝氏体和粒状贝氏体组织，且奥氏体晶粒尺寸明显增大。但相同焊接热输入下，含Ce钢焊接热影响区晶粒尺寸显著减小，组织更加细小，且脆性的上贝氏体组织减少，从而显著提高了700 MPa级高强钢的焊接性能

针对340MPM机组（Multi-Stand Pipe Mill限动芯棒连轧管机组）芯棒服役过程建立三维有限元模型，研究芯棒在服役过程中温度场变化规律.同时，通过对热应力的研究，分析了芯棒热疲劳裂纹萌生机理及裂纹在芯棒内部的扩展规律.对比实测数据与模拟结果，认为所建立的有限元模型能够反映芯棒温度变化趋势.芯棒首次脱管后表面最高温度为630℃，此后经历三次反复的水冷降温和空冷返温过程，冷却结束后表面最高温度为98℃.脱管后，芯棒表面轴向和环向压缩热应力均达到900 MPa，第三次水冷结束时刻，轴向拉伸热应力达到186 MPa，环向拉伸热应力达到221 MPa.芯棒的拉压交变热应力使其表面出现热疲劳裂纹并逐渐扩展，环向裂纹扩展至距表面17.5mm深、轴向裂纹扩展至距表面20mm深时会显著受阻，热应力对轴向裂纹的促进作用强于环向裂纹

2-1 能量系统的㶲分析模型 2-2 能量系统的㶲分析实际应用 实例1：蒸汽动力装置的㶲分析 实例2：负压热水锅炉的㶲分析 实例3：㶲分析在小型热电厂中应用