含铝低密度钢由于其较好的综合力学性能和低密度特征引起结构钢领域研究人员的广泛关注.本文利用ThermoCalc热力学计算软件结合TCFE 7数据库,计算中锰中铝含量Fe-Mn-Al-C钢在不同温度的热力学平衡状态,总结其两相区相比例的变化规律,通过平移和修正等处理方法,绘制针对中锰中铝钢合金成分和相设计的类Schaeffler相图.结合马氏体转变温度的计算讨论对应不同合金成分条件下相种类存在可能,并通过已有材料的相比例和相形貌实验结果分析绘制的类Schaeffler相图的准确性和适用性.绘制的Fe-Mn-Al-C类Schaeffler相图可以直观地提供不同合金成分所对应的相比例、相种类等信息,可用于新型含铝低密度钢的合金设计

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

为研究Q420C角钢在大矫直应变过程中的铸坯凝固传热行为以及AlN析出对铸坯和轧材质量的影响,本文通过ProCAST模拟软件和射钉试验,对不同参数条件下铸坯表面和角部温度以及坯壳厚度等进行模拟计算,并提出了凝固坯壳厚度修正公式.通过Gleeble实验得出,铸坯在1008~1364℃温度范围内时具有较好的热塑性.对AlN析出的热力学和动力学研究表明,铸坯应避开在AlN析出\窗口\内矫直,轧制前加热炉均热温度控制在1160~1200℃,终轧温度控制在850℃以上可减少AlN在奥氏体晶界沉淀析出.经过工艺试验,成功开发出Q420C角钢,轧材平均合格率达到90%,综合性能指标满足要求

采用FLAC3D程序和离散裂隙网络技术构建的遍布节理岩体模型能同时考虑节理岩体中节理和岩体的作用,具有概念清晰、建模快捷、计算效率高等特点.首先对现场结构面测绘数据进行统计分析,获得其概率分布特征参数,在此基础上分两尺度考虑节理并确定其离散裂隙网络模型;其次基于离散裂隙网络模型构建相应的节理岩体模型,研究其强度特征并获取工程岩体单轴抗压强度;结合Hoek-Brown、Mohr-Coulomb准则及最大围压拟合综合确定节理岩体力学参数;最后将拟合所得参数用于边坡稳定性分析,分别运用强度折减法和极限平衡法计算两种模型的安全系数,对比发现计算结果基本一致,表明所提出的研究思路用于确定节理岩体参数是可行的

在对岩体可爆性影响因素进行综合归纳分析的基础上,对14种岩石静载和动载特性参数、岩石容重以及岩体完整性系数测试与计算的结果进行了线性相关性统计分析.结果发现,岩石静载抗拉强度、容重和岩体整体性系数三个指标线性相关性较低或基本不相关,可以同时采用且仅采用这三个指标对岩体的可爆性进行可靠描述.基于此结果,同时考虑到岩石爆破破坏的动载特性,对本钢矿业公司某矿山的14种岩石容重、静载抗拉强度、岩体整体性系数、动载冲击强度进行了加权聚类分析,提出了该矿山岩体可爆性分级的方法

含铝TRIP钢钢液中Al易与结晶器保护渣中的SiO2发生氧化-还原反应,使其保护渣中Al2O3的质量分数由3%快速增加到30%左右,w(Al2O3)/w(SiO2)由0.10增加到1.44,导致黏度发生大的波动.研究了Al2O3含量和w(Al2O3)/w(SiO2)对含铝TRIP钢保护渣黏度的影响,建立了高Al2O3含量保护渣系黏度的计算模型.结果表明:随着Al2O3质量分数由3%增加到17%,综合碱度R<1的保护渣黏度先增大再减小,而R≥1的保护渣黏度变化较小;随着Al2O3质量分数由17%增加到30%,保护渣的黏度快速增大;随着w(Al2O3)/w(SiO2)的增大,Al-TRIP钢保护渣的黏度呈现先快速减小而后迅速增大的趋势

在综合分析区域地质(震)特征、岩体空间变异性特征、开采技术条件和支护模式的基础上,利用FLAC3D程序,定量评价了破碎岩体巷道非对称破坏与变形特征.与现场监测对比分析表明,顶部破碎岩层深度、劣化后的岩体强度以及支护模式的合理性等对巷道岩体破坏的影响比较显著,锚杆(索)将破碎岩体与深层稳定岩体承接起来共同控制结构稳定性,从而进一步验证了计算模型的正确性和可行性.工程实践表明,加固后完整稳定顶部岩体与两帮煤体共同控制了非对称载荷作用和煤壁力学强度的劣化,减少了非对称变形、煤壁挤压及滑落失稳,进而有效遏制冒顶的发生

建立了钢铁企业长流程CO2过程排放模型,给出总排放和工序排放的计算方法.计算发现:国内某800万t产量规模的典型钢铁企业CO2总排放在2007年达到1561.64万t,吨钢排放1.85t CO2;工序排放从大到小依次为炼铁、焦化、烧结、轧钢、炼钢、熔剂焙烧和球团工序,其中炼铁和焦化工序排放分别占总排放的58.83%和11.25%.为了评价钢铁企业能源消耗和CO2减排关系,提出钢铁企业CO2综合排放因子和能耗碳饱和指数评价方法.研究表明,为了减少CO2排放,钢铁企业不仅需要降低总体能耗,还需要降低能耗的碳饱和指数,能耗碳饱和指数与能源结构相关,能源结构中CO2总影响系数大的能源种类消耗量越大(例如焦炭),碳饱和指数越高,越不利于CO2的减排.这说明实现钢铁生产的生态园区化、优化能源结构以及加强钢铁生产的能源转换功能对钢铁企业减排有显著作用

利用极化曲线、线性极化和电化学阻抗谱(EIS)研究了Q235钢在20~70℃、含水20%的大港土中的腐蚀行为.实验表明:Q235钢的腐蚀电流密度随温度升高而增大,线性极化电阻Rp及电荷转移电阻Rt随温度升高而减小;在阳极极化100~200 mV区间,Q235钢的电极过程受到了一定阻滞,E~lgI曲线在该极化区间内的斜率随温度升高而呈指数衰减;利用腐蚀电流密度和线性极化电阻所计算的Stern公式中的B值要大于活性区均匀腐蚀所对应的B值,在实验温度范围内,其数值基本维持在44.2 mV左右;线性极化电阻Rp是整个电极反应过程的综合体现,在含水20%的大港土中,由于受扩散过程控制,Rp的数值要比电荷转移电阻Rt大得多

提高裂纹尖端应力强度因子值的计算精度,对于准确分析受力结构的起裂条件和破坏模式具有重要意义.本文采用3D打印技术获得了不含残余应力的平板模型,高精度打印预置裂纹避免了传统加工过程产生残余应力的缺点;综合考虑奇异场和非奇异场对裂纹尖端区域应力场的影响,引入远场边界控制的三个常数项应力,提出了光弹性多参数法;采用三点弯曲试验,运用最小二乘法计算了不同载荷下纯I型和I-Ⅱ混合型应力强度因子值,并与理论解对比分析.结果表明:对于纯I型应力强度因子,计算结果的平均误差为6.1%,对于I-Ⅱ混合型应力强度因子,计算结果的平均误差分别为6.4%和5.5%,多参数法与理论解相比较小的计算误差验证了该方法的可靠性和准确性,可为精确计算应力强度因子的光弹性实验研究提供借鉴