工程科學學報

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期刊信息

月刊，1955年創刊

ISSN 2095-9389

CN 10-1297/TF

主管單位：教育部

主辦單位：北京科技大學

編　　輯：《工程科學學報》編輯部

出　　版：科學出版社

主任委員：楊仁樹

副主任委員(主編)：吳愛祥

地　　址：北京市海淀區學院路30號

電　　話：(010)62333436

傳　　真：(010)62333436

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2003年第25卷第6期

欄目

礦業與環境工程
冶金科學與工程
材料科學與工程
機電與控制工程
研究快報

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礦業與環境工程

酸處理紅輝沸石-氫氧化鈉-鋁酸鈉-水的水熱反應體系A型沸石的形成機理

申少華, 方克明, 張術根, 王大偉

2003, 25(6): 489-494. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2003.06.001

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[PDF 1386KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
以酸處理紅輝沸石為原料,采用水熱反應晶化合成工藝,合成出了質量較高的4A沸石產品。在大量實驗基礎上,利用X射線衍射分析、掃描電鏡觀察等系統地研究了反應過程。在整個反應過程中,酸處理紅輝沸石和鋁酸鈉不斷溶解,固相的SiO₂和Al₂O₃不斷轉化為液相的SiO₂和Al₂O₃。這表明,A型沸石的形成是以液相各組分濃度的過飽和為動力,以液相為傳質的,因此為液相轉化機理。

砷酸根及鉻酸根在低聚合羥基鐵-蒙脫石復合體表面的競爭吸附

王雪蓮, 廖立兵, 姜浩, 王文強

2003, 25(6): 495-500. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2003.06.001

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[PDF 659KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
在模擬氧化及酸性土壤條件下,用制備的低聚合羥基鐵-蒙脫石復合體進行了砷酸根、鉻酸根離子的競爭吸附實驗,研究了砷酸根離子和鉻酸根離子不同用量及不同添加順序對競爭吸附的影響,并與蒙脫石和含水氧化鐵進行了對比。結果表明,低聚合羥基鐵-蒙脫石復合體對砷酸根及鉻酸根離子有不同的吸附能力,但在實驗條件下砷酸根及鉻酸根離子在低聚合羥基鐵-蒙脫石復合體表面不發生競爭吸附。砷酸根和鉻酸根的吸附順序對其吸附量有一定的影響。競爭吸附實驗的砷酸根、鉻酸根吸附量均高于對其單陰離子的吸附量,此現象在復合體表面最為明顯,說明復合體具有獨特的陰離子吸附性能。

含炭難處理金礦石碘法浸出

李桂春, 盧壽慈

2003, 25(6): 501-503,523. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2003.06.001

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[PDF 454KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
用非氰試劑——碘從礦石中浸出黃金,目的是研究碘化浸金取代劇毒氰化物提金的可行性;采用了熱力學方法對碘-碘化物溶金的可能性進行了簡單分析,用碘-碘化物溶液對含炭難處理金礦石進行了浸出工藝條件實驗及與氰化浸出的對比實驗,取得了較理想的實驗結果:浸出4h金浸出率達到95%,氰化法直接浸出12h金浸出率80%;碘化法浸金速度快,金浸出率高。

應用∑△p_i/d_i確定有效細粒群的最佳配比

孫恒虎, 段鴻杰, 劉華生

2003, 25(6): 504-506. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2003.06.001

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[PDF 403KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
為提高填充料漿質量及指導料漿管輸設計,論證了級配特征參數∑△p_i/d_i與極限體積分數C_vm的相關性,得出了粗、細兩種充填物料混合后體積分數達到最大值時的級配最佳的結論,并給出了求解極限體積分數的方程組。

爆破震動對高速路邊坡影響的數值模擬

林士炎, 李長洪, 喬蘭, 劉寶許

2003, 25(6): 507-509. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2003.06.001

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[PDF 433KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
以京秦高速公路某段路塹邊坡爆破開挖為例,采用數值模擬的方法分析了爆破震動波在邊坡介質中的應力場、位移場、速度場等的分布規律,多方面研究了爆破震動效應對山區高等級公路巖質邊坡穩定性的影響。現場振動測試結果驗證了數值模擬計算的可靠性。

瓦斯流動對電磁輻射頻譜的影響

聶百勝, 何學秋, 孫繼平, 王恩元, 劉貞堂

2003, 25(6): 510-514. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2003.06.001

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[PDF 550KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
制造了大直徑密封缸體,建立了瓦斯氣體流動及電磁輻射測試的實驗系統,用傅里葉變換對不同壓力梯度和不同種類瓦斯氣體在煤體中流動時電磁輻射的頻譜進行了分析。結果表明,瓦斯氣體流動產生的電磁輻射頻帶一般在較低頻帶,瓦斯流動時電磁輻射的主頻帶基本隨壓力梯度的升高而增大。壓力梯度越大,瓦斯流動速度越高,對煤體的破壞作用越強,動電效應也越明顯,裂隙振蕩的頻率也越高,從而產生的電磁輻射也越強,頻率也越高。

冶金科學與工程

高爐噴煤交叉式雙槍的基礎研究

吳鏗, 魏欣, 張向國, 楊天鈞, 陳春元, 李安軍

2003, 25(6): 515-519. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2003.06.001

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[PDF 537KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
在冷態模擬實驗中,就交叉射流的參數對主變形率的影響進行了研究。增加交角、提高出口動量比和保持兩槍之間適當的距離都有利于提高混合效果。對不同類型噴槍的煤粉燃燒率進行了熱態模擬實驗,發現采用交叉式氧煤雙槍和雙煤槍可以獲得比單槍較高的燃燒率。這表明交叉射流為煤粉在風口前的燃燒提供了良好的傳熱和傳質條件。

含BaO渣系精煉極低硫鋼的動力學

李素芹, 朱榮, 李士琦, 王新華, 熊國宏

2003, 25(6): 520-523. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2003.06.001

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[PDF 441KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
通過1 kg硅鉬棒管式爐高溫化學動力學實驗,在實現鋼中硫含量[S] ≤ 5×10^-6的前提下,對極低硫鋼的精煉脫硫反應機理進行了研究,確定了極低硫鋼精煉脫硫的反應級數、反應速率常數、反應的限制性環節和影響因素.

保護渣性能對結晶器內傳熱的影響

成澤偉, 陳偉慶, 李聯生, 于平, 姚家華

2003, 25(6): 524-527. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2003.06.001

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[PDF 422KB](8) [施引文獻] ()

摘要:
在實驗室模擬研究了結晶器內酸性保護渣的傳熱情況。結果表明:增加保護渣的粘度、提高保護渣的凝固溫度,結晶器與坯殼之間渣膜的傳熱系數和熱流密度都減小而熱阻增加。通過調整保護渣的性能,可調節渣膜的傳熱系數,使其適應連鑄坯生產的要求。

低堿度頂渣控制簾線鋼中MnO-Al₂O₃-SiO₂類夾雜物成分的實驗研究

王立峰, 張炯明, 王新華, 靳慶峰

2003, 25(6): 528-531. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2003.06.001

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[PDF 558KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
在實驗室中使用高溫管式爐對以工業純鐵為原料配制的簾線鋼進行脫氧和頂渣熔煉,研究了頂渣成分對MnO-Al₂O₃-SiO₂類夾雜物的成分的影響。結果表明,在頂渣堿度為0.7~1.36時,隨著頂渣中Al₂O₃含量的增加,夾雜物中的Al₂O₃含量也隨之增加。當頂渣中Al₂O₃含量低于8%時,MnO-Al₂O₃-SiO₂類夾雜物的成分在塑性區范圍。通過控制脫氧條件和頂渣的成分可以把MnO-Al₂O₃-SiO₂類夾雜物的成分控制在塑性區內的。

基于UML煉鋼-連鑄車間生產調度系統建模

劉偉, 李鐵克, 周志

2003, 25(6): 532-536. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2003.06.001

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[PDF 543KB](8) [施引文獻] ()

摘要:
為了適應煉鋼-連鑄生產調度系統對實時性和動態性的要求,用Unifled Modeling Language(UML)對該問題建立了需求模型、靜態模型和動態模型,探討了使用UML建模的特點及關鍵技術。結果表明,UML能夠將系統的結構與數據良好的結合起來,精確體現系統的需求。

材料科學與工程

氫對不銹鋼鈍化膜納米力學性能的影響

姚遠, 喬利杰, 孫冬柏, 褚武楊

2003, 25(6): 537-541. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2003.06.001

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[PDF 594KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
利用電化學實驗方法和納米力學探針技術,通過測量載荷-位移關系曲線,研究了氫對不銹鋼鈍化膜納米力學性能的影響。結果表明:隨氫含量的增加,不銹鋼鈍化膜的臨界破裂載荷降低,位移偏移量減小,氫導致鈍化膜的徑向抗拉強度(應力)和彈性模量降低,鈍化膜隨氫含量的增加而逐漸軟化。

鋁合金微弧氧化陶瓷層的耐磨性

李金富, 方克明, 熊仁章, 王永康

2003, 25(6): 542-544. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2003.06.001

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[PDF 415KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
應用微弧氧化這一高新表面改性技術在LY12鋁合金表面形成陶瓷膜層,并對其在常溫下的耐磨性能進行了對比測試與分析。實驗結果表明,微弧氧化陶瓷膜層的表面磨損外觀比較均勻,磨損痕跡也比較輕微,其表面硬度達到2500HV,是基體的10倍以上。由此可見,微弧氧化技術大大改善了鋁合金表面耐磨特性和硬度。

穿甲試驗靶彈孔微觀結構和絕熱剪切帶特性

李金泉, 黃德武, 段占強, 叢美華

2003, 25(6): 545-548. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2003.06.001

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[PDF 1197KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
發射海37彈道炮對60鋼裝甲靶板穿孔周圍的微觀結構進行了研究。在彈孔表面發現有鎢的成分,說明在高速侵徹過程中產生的高壓可以使鎢熔化。彈孔周圍的絕熱剪切帶沿主剪應力方向形成,與靜態塑性變形滑移線方向接近,絕熱剪切帶上不均勻的變形將產生微裂紋和微孔洞。在彈孔周圍同時發現相變帶和形變帶兩種絕熱剪切帶。

正極材料LiFePO₄的電化學性能的改進

胡環宇, 仇衛華, 李發喜, 趙海雷, 王碧燕

2003, 25(6): 549-552. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2003.06.001

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[PDF 593KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
采用固相反應法合成了LiFePO₄正極材料。在20mA/g的電流密度下進行恒電流充放電,比容量可以達到135mAh/g。為了改進LiFePO₄的性能,提高其高倍率性能,嘗試了兩種途徑并合成出Li(Fe_0.8Mn_0.2)PO₄和LiFePO₄/C。低倍率充放電實驗得出的兩個樣品的比容量分別可達到145mAh/g和144mAh/g,而且表現出了良好的循環性能和平坦的電壓平臺。以上兩種方法制備出的材料均具有較好的高倍率性能。

TiSiW₁₂O₄₀/TiO₂催化合成丁醛乙二醇縮醛

楊水金, 余協卿, 孫聚堂

2003, 25(6): 553-555. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2003.06.001

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[PDF 449KB](7) [施引文獻] ()

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以固載雜多酸鹽TiSiW₁₂O₄₀/TiO₂為多相催化劑,對以丁醛和乙二醇為原料合成丁醛乙二醇縮醛的反應條件進行了研究。實驗表明TiSiW₁₂O₄₀)/TiO₂是合成丁醛乙二醇縮醛的良好催化劑。較系統地研究了醛醇的物質的量的比、催化劑用量、反應時間諸因素對收率的影響,得到最佳反應條件為:n(丁醛):n(乙二醇)=1:1.5,催化劑用量為反應物料總質量的0.5%,環己烷為帶水劑,反應時間1.0 h。上述條件下,丁醛乙二醇縮醛的收率可達81.9%。

變規格連軋時的速度與秒流量相等法則

鄭申白, 韓靜濤, 趙中里, 吳傳真, 張鵬程, 楊方敏

2003, 25(6): 556-559. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2003.06.001

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[PDF 521KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
用理論方法研究了連軋時速度與張力的相互關系,分析了連軋時速度和張力所起的作用,提出了連軋速度理論。認為穩定張力連軋可以分解成帶張力的獨立機架軋制,但張力與速度要和前后架協調一致。在改變輥縫軋制時,機架間存在張力作用下的軋件斷面變化的過渡穩定段,此時軋件各斷面速度相等,但不能使用機架間秒流量相等法則。

H型鋼軋制過程的計算機仿真

王欣, 王長松, 尹佐勇, 陶登奎, 馬光亭

2003, 25(6): 560-562,567. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2003.06.001

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[PDF 595KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
為解決H型鋼軋制缺陷問題,用塑性有限元軟件建立了H型鋼的軋制模型,模擬了軋制過程,并用熱力耦合法分析了軋件的變形和金屬流動情況和腹板的軋制力分布。仿真結果與實測數據基本吻合。

斜軋零件應力應變特征與內部低周疲勞損傷機制

楊海波, 張立杰, 馬國華, 胡正寰

2003, 25(6): 563-567. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2003.06.001

[摘要](0)

[PDF 525KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
采用ANSYS/LS-DYNA軟件,建立了斜軋零件基本變形過程的三維有限元分析模型,對不同工況下的斜軋過程進行了計算機數值模擬分析。仿真結果揭示了斜軋過程中軋件內部應力應變場的分布規律;導致Mannesmann缺陷的主要原因是在發生大塑性應變變形情況下,金屬內部在承受交變應力作用下產生低周疲勞損傷和破壞。

機電與控制工程

鋁箔軋機中生成熱分配的實驗及分析

尹鳳福, 李謀渭, 張少軍, 李東明

2003, 25(6): 568-571. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2003.06.001

[摘要](0)

[PDF 478KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
系統分析了鋁箔軋機軋制過程中熱量轉移及熱量平衡的過程,提出了一種熱量轉移的觀點。實際測量了三種不同噴嘴開放狀態下分段冷卻的軋件表面溫度,采用理論分析與實驗相結合的方法,求出了對應工況下軋件和工作輥所吸收熱量的熱功率,得到了生成熱在軋件與軋輥間的分配系數,軋件分配系數大致為0.11~0.33,軋輥分配系數為0.67~0.89。隨冷卻能力的增強,軋輥分配系數增大,軋件分配系數減少。

寶鋼2030冷軋帶鋼板形識別和統計系統

戴江波, 吳文彬, 張清東, 王俊飛, 王慧

2003, 25(6): 572-574,583. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2003.06.001

[摘要](228)

[PDF 459KB](19) [施引文獻] ()

摘要:
為了實現對每卷帶鋼板形質量的定量評價,應用模糊分類理論構建了板形實測應力的板形缺陷(浪形)模式識別方法,提出了整卷帶鋼全部各幀應力值的識別結果的板形評價方法,開發了軋后帶鋼板形質量的識別和統計系統。實踐表明該系統能在線及時提供每卷帶鋼板形定量的實物質量指標。

基于漏磁的表面裂紋識別及評估

劉美全, 徐章遂

2003, 25(6): 575-579. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2003.06.001

[摘要](0)

[PDF 498KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
通過建立工件表面兩條相互平行槽形裂紋的磁偶極子模型,研究了裂紋漏磁信號之間的相互作用關系,根據漏磁信號的峰值特性對裂紋的幾何參數進行了定量評估。通過漏磁信號振幅隨兩裂紋的深度比和裂紋間距的關系計算了其中較小裂紋的深度。實際檢測結果表明,綜合利用兩個鄰接裂紋的漏磁信號進行評估的矢量軌跡法對相鄰裂紋的定量評估具有較好的可視效果,該方法簡單易行,能夠快速準確地對裂紋進行估計。

雙饋感應發電機調速風力機

魏毅立, 李華德, 吳振奎, 尚德舜

2003, 25(6): 580-583. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2003.06.001

[摘要](0)

[PDF 459KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
研究了低成本寬范圍雙饋感應電機調速風力機,根據數學模型導出矢量控制系統,討論了三種四象限功率變換器。該風力機在低風速時槳距角不變,保持最佳葉尖速比以獲得最大風能;在高風速時儲存或釋放部分能量,槳距角僅完成限制最大輸出功率,減少機械應力,風能儲存在風力機機械慣性中,減少力矩沖擊。

環境條件對質子交換膜燃料電池性能的影響

毋茂盛, 余達太, 李果, 張洋平

2003, 25(6): 584-586. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2003.06.001

[摘要](0)

[PDF 349KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
研究了不同環境溫度、濕度條件下小功率質子交換膜燃料電池(PEMFC)堆的性能。結果表明:環境溫度、濕度對PEMFC堆的性能有很大影響,隨著相對濕度的增加,PEMFC堆的最大輸出功率顯著提高;當相對濕度小于30%或者當環境溫度降至10℃以下時,PEMPC堆的性能嚴重下降。