【摘 要】
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电炉炼钢作为短流程的核心工艺,具有铁元素循环利用率高、能源消耗低及环境效益良好的特点,推动电炉炼钢健康发展符合中国实现“碳达峰”、“碳中和”目标对钢铁绿色发展的要求.电炉炼钢入炉的钢铁原料种类较转炉多且结构灵活,并且对电炉冶炼的工艺过程控制有直接的影响.为创造充分挖掘和发挥电炉炼钢优势的良好起始条件,针对目前电炉炼钢的主要入炉钢铁原料的情况和特点,从其生产储备、工艺过程操作、能源消耗、环境保护等方面入手,分析了废钢、铁水和直接还原铁作为主要原料的使用现状及优缺点,并着重对比分析了直接还原球团特点和技术指标
【机 构】
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中冶京诚工程技术有限公司冶金工程咨询设计部,北京100176;河钢股份有限公司邯郸分公司一炼钢厂,河北邯郸056015;河北科技大学,河北石家庄050018;华北理工大学冶金与能源学院,河北唐山063
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电炉炼钢作为短流程的核心工艺,具有铁元素循环利用率高、能源消耗低及环境效益良好的特点,推动电炉炼钢健康发展符合中国实现“碳达峰”、“碳中和”目标对钢铁绿色发展的要求.电炉炼钢入炉的钢铁原料种类较转炉多且结构灵活,并且对电炉冶炼的工艺过程控制有直接的影响.为创造充分挖掘和发挥电炉炼钢优势的良好起始条件,针对目前电炉炼钢的主要入炉钢铁原料的情况和特点,从其生产储备、工艺过程操作、能源消耗、环境保护等方面入手,分析了废钢、铁水和直接还原铁作为主要原料的使用现状及优缺点,并着重对比分析了直接还原球团特点和技术指标,为探究和优化合理的电炉炼钢入炉钢铁原料结构提供了理论依据.从资源消耗、环境保护等方面考虑,废钢和直接还原球团将成为今后短流程炼钢的主要原料.结合钢铁循环利用技术和产业专业化的逐渐成熟,以及更加绿色环保的氢冶金技术的发展,废钢综合回收利用技术、高品位洁净球团生产技术、氢气竖炉直接还原技术将会是未来电炉入炉钢铁原料生产技术的发展方向,配套新型高效智能电弧炉冶炼技术将会是未来短流程炼钢的发展方向.
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针对现有防辐射混凝土力学强度、抗冲击性能和防辐射性能难以兼顾的问题,研制了一种具有超高强度、低收缩、高防辐射和高抗冲击性能的超高性能混凝土(UHPC),并分析了其主要性能的形成机理.结果表明:制备的低收缩防辐射超高性能混凝土28 d抗压/抗折强度可达120/20 MPa,180 d收缩率可低至385×10–6,辐射屏蔽效率可达85％,动态冲击终裂总能耗可达5600 kJ/m3;其性能主要源于UHPC密实设计原理,高钛重矿渣砂界面增强和“销钉结构”作用,高钛重矿渣砂内养护与膨胀剂交互作用,重晶石粉/砂、高钛
研究了超高性能混凝土(UHPC)湿接缝界面破坏特性、拉伸强度以及拉伸强度比(接缝试件界面拉伸强度相对于整体试件的比值)等.结果表明:所有UHPC湿接缝试件的破坏模式均为脆性破坏;相比于未掺纤维湿接缝试件(界面拉伸强度2.24 MPa),掺纤维UHPC湿接缝试件具有更好的界面粘结性能(界面拉伸强度可达6.64 MPa,拉伸强度比可达68.6％);当纤维体积掺量不大于2.5％时,湿接缝试件的界面拉伸强度、拉伸强度比以及界面断裂韧性均随纤维体积掺量的增大而增大,最佳纤维体积掺量为2.5％;长纤维对UHPC湿接缝
采用电磁无损检测分析自由流动浇筑的应变硬化超高性能混凝土(SH-UHPC)薄板内纤维取向分布,对沿垂直流动方向切割的试件进行直接拉伸试验(DTT)、四点弯曲试验(4PBT)及反分析.结果表明:在水平自由流动状态下,SH-UHPC薄层中纤维趋于垂直流动方向分布;SH-UHPC薄板内抗拉性能(非弹性段)波动大,主要由于纤维取向随着流动距离而不断变化;相比于4PBT,DTT能够更直接、更全面且更准确的得到SH-UHPC的抗拉性能.此外,基于试验及统计数据分析表明,SH-UHPC薄板中(90°方向)抗拉强度修正系
为研究相同流动度下偏高岭土对超高性能混凝土(UHPC)浆体流变性能和静置状态下纤维分布的影响规律,采用流变性能试验、结构重建速率测试和图像分析技术,探讨了偏高岭土对UHPC浆体流变性能的作用机理,并使用结构重建速率表征纤维分散情况.结果表明:流动度相同时,浆体的屈服应力基本相同;随着偏高岭土掺量的增加(5％～10％),UHPC浆体的表观黏度逐渐增加,但其流变特性无明显变化;掺入偏高岭土可以提升浆体的结构重建速率,但减水剂用量的增加会削弱这种提升效果;浆体结构重建速率与静置状态下UHPC中的纤维分散具有良好
充填体是多相复合水泥基材料,被广泛应用于矿山采空区充填.为研究充填体在覆岩作用下的破坏规律,利用单轴压缩声发射试验研究不同灰砂配比的组合充填体受压条件下的声发射特性和材料裂隙演化.结果表明:尾砂占比对组合充填体的声发射特性存在显著影响,在破坏过程中组合充填体的声发射活动由冷缝及软弱面主导,并在试样79％～88％应力峰值时,声发射参数具有显著下降趋势;组合充填体在应力峰值前,声发射能量波动剧烈,b值平稳上升;应力峰值过后,声发射能量降低,b值迅速上升且剧烈地上下波动.利用声发射参数的变化规律可为充填体的破坏
完成了4组粗骨料含量,3个水胶比和4个几何尺寸含粗骨料超高性能混凝土(UHPC)立方体试件的抗压强度试验,分析了粗骨料含量和水胶比等对含粗骨料UHPC立方体抗压强度尺寸效应的影响,结果表明:粗骨料含量对UHPC立方体抗压强度尺寸效应影响较大,含粗骨料UHPC立方体抗压强度尺寸效应度约为不含粗骨料UHPC的1.39倍.随水胶比的提高,含粗骨料UHPC立方体抗压强度尺寸效应逐渐减弱.建议了含粗骨料UHPC立方体抗压强度尺寸换算系数,提出了尺寸效应律参数计算公式,可预测含粗骨料UHPC的立方体抗压强度.
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