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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2007年第29卷第8期

欄目

礦業與環境
冶金與材料
設備與能源
控制與決策

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礦業與環境

瓦斯水合物在含煤表面活性劑溶液中生成影響因素

吳強, 張保勇

2007, 29(8): 755-758,770. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2007.08.001

[摘要](187)

[PDF 503KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
為促進瓦斯水合物快速生成以預防煤與瓦斯突出,利用可視化實驗系統,進行了14.3~25.4℃和18.66~26.70 Mpa條件下三種含煤表面活性劑溶液體系中瓦斯水合物生成過程的實驗研究,得到了生成過程的p-T-t關系.結合水合物生成速度和含氣率等計算模型對實驗數據進行了計算,并對計算結果和實驗過程進行了分析.結果表明:表面活性劑的加入縮短了水合物生成誘導時間,提高了生成速度和含氣率,合成的水合物樣品含氣率達到136~150;多孔介質(煤)的存在對水合物的生成有較小的延緩;記憶效應對瓦斯水合物生成影響顯著,在擁有水合物分解殘余五面體環等結構的實驗體系中,水合物生成誘導時間縮短10~20倍.

逆流浮選柱柱徑及柱高的設計

徐進永, 周凌鋒, 張強

2007, 29(8): 759-762. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2007.08.002

[摘要](180)

[PDF 356KB](9) [施引文獻] ()

摘要:
論述了柱徑與柱高對逆流浮選柱浮選過程的影響,提出了氣阻、面積負荷的概念.通過研究礦化氣泡的受力及運動,建立了表征礦漿運動的理論模型,并對模型的參數做了經驗處理.給出了用礦漿流速確定柱徑、用柱徑和浮選柱容積來確定柱高的設計方法.通過對細粒鉬鉍礦物的回收實驗表明,在同等實驗條件下,無論是精礦品位還是回收率,按該方法設計的柱體浮選效果明顯好于其他尺寸的柱體.

基于礦床真三維顯示的圖形消隱處理算法

蘇海云, 李仲學

2007, 29(8): 763-765,792. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2007.08.022

[摘要](135)

[PDF 406KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
為了更好地解決地礦實體在平面圖形設備上顯示時凹面礦體及多礦床實體之間的消隱問題,提出了畫家消隱處理的算法.通過采取匯集前平面多邊形、分解多邊形圖形面成三角形的圖形面、排序處理三角形面、建立三角形圖形面深度次序四步驟,對地礦工程三維實體消隱處理,使得原實體中那些被不透明的體素或其他實體擋住的線素或體素不再被輸出,當地礦實體在平面圖形設備上顯示或打印時將使地礦工程三維實體更具真實感.

小球藻USTB01的異養培養和葉黃素的生產

王素琴, 李雅雯, 閆海, 楊帥, 林海

2007, 29(8): 766-770. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2007.08.003

[摘要](181)

[PDF 534KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
研究了異養無光照條件下不同碳源、氮源和碳氮質量比對小球藻生長及葉黃素產生的影響.結果表明,葡萄糖和硝酸鉀分別是支持小球藻USTB01持續快速生長的最佳碳源和氮源.以葡萄糖和硝酸鉀分別作為唯一碳源和氮源時,在初始氮質量濃度都為0.28g·L^-1情況下,碳氮質量比為25:1是促進小球藻生長的優化控制條件.硝酸鉀是促進小球藻USTB01葉黃素生物合成的最佳氮源,但在碳氮質量比從15到30的范圍內,小球藻細胞中葉黃素含量隨碳氮質量比的升高而降低.

冶金與材料

軸承鋼中鈣鋁酸鹽夾雜物的形成及控制

繆新德, 于春梅, 石超民, 杜建峰, 朱惠剛, 成國光

2007, 29(8): 771-775. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2007.08.004

[摘要](219)

[PDF 871KB](14) [施引文獻] ()

摘要:
研究了軸承鋼生產中各因素對鋼中D類夾雜物形成的影響.對國內某特殊鋼廠軸承鋼中夾雜物進行了檢驗分析,發現鋼中D類夾雜物存在多種形式;通過感應爐重熔實驗,發現鋼中Al含量對夾雜物的影響很大,Al過量,在MgO爐襯條件下,會大量生成MgO·Al₂O₃;當鋼中Ca含量較高時,夾雜物全部變性為球狀鈣鋁酸鹽.研究表明,控制鋼水中Ca、Mg和Al成分,是控制D類夾雜的重要手段.通過工廠試驗證明,特定爐渣改性和成分優化對D類夾雜物有一定的改善作用.

0Cr18Ni9不銹鋼中非金屬夾雜物來源

范光偉, 王貴平, 李志斌

2007, 29(8): 776-780. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2007.08.005

[摘要](175)

[PDF 660KB](12) [施引文獻] ()

摘要:
為了研究不銹鋼連鑄坯中非金屬夾雜物的主要類型及其主要來源,用掃描電鏡分析了0Cr18Ni9不銹鋼連鑄坯中的夾雜物成成,并分別在AOD渣、大包渣及中間包渣中加入示蹤劑進行了三次示蹤實驗.實驗結果表明,0Cr18Ni9不銹鋼連鑄坯中的非金屬夾雜物主要為CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO系夾雜物,其次為MgO-Al₂O₃類尖晶石和硫化物;非金屬夾雜物的主要來源是AOD還原期的還原產物、脫硫產物和出鋼時混入鋼水中的AOD渣滴;AOD出鋼后,大包頂渣、中間包覆蓋劑和結晶器保護渣不會對鋼液造成明顯污染.

連鑄中間包內夾雜物去除行為的水模型研究

張勝軍, 鄭淑國, 朱苗勇

2007, 29(8): 781-784,826. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2007.08.006

[摘要](182)

[PDF 618KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
通過選擇乳狀液滴模擬夾雜物和連鑄中間包水模型實驗,考察了控流裝置、澆鑄速度、夾雜物粒徑對中間包內夾雜物去除行為的影響規律.結果表明:擋墻-擋壩組合控流夾雜物去除效果最佳,中間包內強湍流區夾雜物的碰撞聚合以及向上和表面流速的增加是主因;中間包注流區加入抑湍器,雖然其流體流動特征發生改變,但對夾雜物去除率的影響并不顯著;較高的澆鑄速度下,單純靠控流裝置的優化已不能很好地改善夾雜物的去除效果.

鈣處理工藝對低碳冷鐓鋼潔凈度的影響

高振波, 梁海慶, 吳堅, 胡義貴, 李頌, 杜松林

2007, 29(8): 785-788. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2007.08.007

[摘要](176)

[PDF 405KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
對鈣處理工藝過程中夾雜物變性處理需要的鈣含量以及硫化鈣的生成條件進行了熱力學計算,確定了LF處理后硫含量需控制的上限和鈣處理后鈣含量所需的下限;實驗研究了溫度和喂鈣線量對鈣收得率的影響以及鈣處理后弱吹氬時間與鋼中鈣和鋁的損失的關系.以理論計算和實驗結果為基礎,優化鈣處理工藝,保證LF處理后鋼液含硫不大于0.007%(質量分數),按每爐鋼喂鈣線100~200 m、喂鈣線后弱吹氬25 min,最終低碳冷鐓鋼夾雜物合格率達提高到92%.

高級別管線鋼精煉工藝分析

劉建華, 包燕平, 李太全, 韓麗娜, 董獻, 楊伶俐

2007, 29(8): 789-792. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2007.08.008

[摘要](179)

[PDF 338KB](11) [施引文獻] ()

摘要:
對LF-VD、RH-LF和LF-RH三種精煉流程生產管線鋼過程進行了系統取樣和綜合分析.結果表明:三種工藝均可生產高級別管線鋼,但LF-RH流程可生產純凈度和潔凈度更高的產品;不同精煉手段具有不同的精煉功能,但由于生產流程中相續精煉工序渣量和渣組成等的相互關聯和制約,各精煉工序均會受到上下游精煉工序的影響.

脈沖電場處理對鋼的凝固組織和元素分布的影響

王海川, 張旺勝, 廖直友, 閔常杰, 王世俊, 董元篪

2007, 29(8): 793-797. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2007.08.009

[摘要](202)

[PDF 1074KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
通過改變脈沖電場的電壓對鋼液進行處理,研究了脈沖電場處理對鋼液凝固元素遷移特性和晶粒細化的影響.利用ImageJ軟件統計分析了試樣的晶粒數和晶粒分布,利用原位分析儀分析了鋼中主要元素C、Si、Mn、P和S的分布與偏析情況,探討了不同電壓下脈沖電場對鋼液凝固過程元素遷移特性的影響.實驗結果表明,隨著脈沖處理電壓升高,晶粒明顯得到細化,鋼中元素Si、Mn和P具有相似的分布,而P和S具有相反的分布特性.

組織形貌對X80管線鋼性能影響

任毅, 張帥, 王爽

2007, 29(8): 798-802. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2007.08.019

[摘要](188)

[PDF 997KB](12) [施引文獻] ()

摘要:
通過光學顯微鏡和透射電鏡對不同工藝生產的X80管線鋼的微觀組織、位錯形態及析出相等進行了對比分析.結合力學性能檢測,研究了X80組織形貌對力學性能的影響.研究表明,針狀鐵素體晶粒大小、析出相分布、位錯密度及位錯形態對材料強度、韌性、脆性轉變溫度有明顯的影響,通過固溶強化、細晶強化、位錯強化、析出強化等綜合強化方式獲得了綜合力學性能良好的X80管線鋼.

用空氣直接氧化錳的水解物制備高視密度初級化學二氧化錳

鄒興, 侯麗娟, 鄒潔鋼

2007, 29(8): 803-806. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2007.08.010

[摘要](146)

[PDF 443KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
研究了在催化劑R存在下用空氣直接氧化氫氧化錳制備高視密度初級化學二氧化錳的方法.該方法是在硫酸錳溶液中加入氨水后獲得的錳水解物濾餅在堿性介質中進一步處理,獲得的氫氧化錳在一定溫度和催化劑存在下用空氣直接氧化,將二價錳氧化為四價錳.研究結果表明:氫氧化錳的氧化速度很慢,獲得的初級產品中二氧化錳質量分數小于66%;催化劑R能加速氫氧化錳的氧化,且在催化劑R存在下溫度、氫氧化錳顆粒大小等因素對其氧化速度有影響;在催化劑R存在和優化條件下,獲得了視密度為1.7~1.8和二氧化錳質量分數大于83%的初級二氧化錳.

基于應變梯度理論的假設應變有限元方法

陳章華, 余順利

2007, 29(8): 807-810. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2007.08.020

[摘要](139)

[PDF 363KB](10) [施引文獻] ()

摘要:
采用基于應變梯度理論的假設應變有限元方法研究了微尺度梁彎曲的尺寸效應.在假設應變單元設計中,非局部的應變梯度項通過圍繞高斯點的胞元進行數值積分得到.在本構方程中引入等效應變梯度項,在積分本構方程時就可以反映材料在微細變形時的尺寸效應.為了驗證本方法的正確性,對微尺度下的懸臂梁進行了模擬計算.計算結果與已發表的實驗結果比較吻合,表明可以模擬出材料微細變形的尺寸效應,具有較好的計算精度.

設備與能源

F數計算及其與板坯連鑄結晶器內鋼水卷渣的關系

陸巧彤, 王新華, 于會香, 張炯明, 王萬軍

2007, 29(8): 811-815. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2007.08.011

[摘要](200)

[PDF 444KB](12) [施引文獻] ()

摘要:
為了控制板坯連鑄結晶器內鋼水的卷渣,提出一種用結晶器流場數值模擬計算結果對前人研究出的液面波動指數F數進行計算的方法,研究了F數與液面波動及板坯澆注工藝參數的關系.研究表明:從結晶器流場的數值模擬計算結果中調用相應的計算F數所需的參數,可以方便地計算出F數.調整澆注工藝參數將F數控制在3~5就可以將液面波動控制在±(3~5) mm的合理范圍內,從而減小或避免結晶器內的卷渣.

水口側孔傾角對大方坯結晶器流場和液面波動的影響

王維維, 張家泉, 陳素瓊, 董進明

2007, 29(8): 816-821,844. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2007.08.012

[摘要](159)

[PDF 1264KB](12) [施引文獻] ()

摘要:
基于湍流模型與多相流模型的耦合,實現了對結晶器流動與自由液面波動行為的計算模擬.分析研究了不同側孔傾角對對稱多側孔水口澆注大方坯結晶器內流場及自由液面波動的影響規律.結果表明:水口側孔向下角度每增加5°,結晶器寬面和窄面沖擊點位置分別下降約13mm和10mm;一定浸入深度下,鋼水出口向下傾角的大小對大方坯結晶器液面波動影響不大,在3mm以內;結晶器壁面附近的鋼液較水口附近鋼液活躍.推薦水口側孔向下傾角為20°.

LF精煉爐蓋內惰性氣氛的流動模擬

溫良英, 陳登福, 張生富, 白晨光, 龍戰軍

2007, 29(8): 822-826. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2007.08.013

[摘要](136)

[PDF 839KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
采用耦合數值求解的方法,計算并分析了LF精煉爐蓋內氣體流動的速度分布狀態以及液面附近惰性氣體氬(Ar)的流動行為和分布.結果表明:露弧加熱期和埋弧加熱期爐蓋的合理抽氣壓力分別為-200~-250 Pa和-120 Pa;底吹氬氣量過小不能在液面上部彌散,而增大到20~50 m³·h^-1,在液面附近彌散且流動分布狀態相似,有利于液面附近惰性氣氛的保持;液面距鋼包上邊緣的距離增大,氬氣在液面上部回旋的區域擴大,可防止鋼液增[N]或[O].

大型板帶軋機機架制造工藝研究

朱昌逑

2007, 29(8): 827-830. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2007.08.014

[摘要](106)

[PDF 587KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
為實現大型軋機制造的國產化和降低軋機設備投資,結合馬鋼2250mm熱軋機和2130mm冷軋機薄板生產線的特點和需要,對大型板帶軋機機架的制造工藝進行了研究.經預裝配測試,軋機機架的制造精度完全達標,各項性能指標完全符合設計的技術質量要求.2250mm熱軋薄板和2130mm冷軋機薄生產線的工業試驗結果表明:在確保軋機機架質量的前提下,降低了設備投資,縮短了制作時間.

工程車輛蓄能式液壓制動系統充液特性

林慕義, 張文明

2007, 29(8): 831-836. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2007.08.021

[摘要](160)

[PDF 614KB](8) [施引文獻] ()

摘要:
在對新型蓄能器充液閥結構與性能分析的基礎上,建立了制動系統充液特性動態分析數學模型,分析了充液過程中充液閥的動態特性及功率消耗,得到了系統參數及充液閥結構參數對充液特性的影響規律.實驗驗證了仿真模型的正確性.

新型非對稱齒輪滾刀設計理論與方法

李威, 劉延軍, 邱麗芳, 王小群

2007, 29(8): 837-840. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2007.08.015

[摘要](186)

[PDF 481KB](14) [施引文獻] ()

摘要:
從齒輪嚙合和滾刀設計的基本原理出發,提出了非對稱漸開線圓柱齒輪滾刀的設計方法,推導了相應的計算公式,給出了計算實例,實現了非對稱齒輪滾刀的參數化實體模型.根據齒輪加工原理,分別用面向對象的Visual Basic和Autolisp語言對非對稱齒輪范成加工進行參數化編程,模擬仿真了非對稱齒輪加工的包絡過程.

微梁諧振器中的空氣阻尼

馮闖, 趙亞溥, 劉冬青

2007, 29(8): 841-844. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2007.08.018

[摘要](134)

[PDF 388KB](12) [施引文獻] ()

摘要:
為了研究空氣阻尼對諧振器工作性能的影響,基于Euler-Bernoulli假設、梁彎曲振動理論和氣體阻尼理論,建立了考慮氣體阻尼的梁振動方程,結合邊界條件對方程進行了求解,得到了兩種不同情況下氣體阻尼對微梁諧振器的諧振頻率和品質因子的影響.通過兩種阻尼對諧振器影響的比較分析,指出在梁形狀保持不變(長寬比和高寬比不變)情況下,微梁諧振器存在一個臨界壓膜厚度,此臨界厚度可為器件的設計提供參考.

控制與決策

轉爐煉鋼廠工序產能和品種鋼鑄機配置

劉青, 尹佳, 田新中, 胡黎寧

2007, 29(8): 845-849. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2007.08.016

[摘要](155)

[PDF 526KB](8) [施引文獻] ()

摘要:
以邢鋼轉爐煉鋼廠生產運行研究為基礎,從物質量基本參數角度,對轉爐、LF、連鑄機三者的工序產能進行匹配分析和綜合研究.運用OPT技術分析得出連鑄機是原流程協調運行的"瓶頸",通過對提升連鑄機生產能力的三種方法的分析,提出將連鑄機由4流增加至5流是適合邢鋼工藝的最佳工序產能匹配方案.最后,對中小噸位轉爐流程的轉爐、LF和連鑄機匹配模式進行探討,認為三者"一一對應"匹配模式是可行的.

基于功能區域方法的項目安全性分析

溫曉龍, 宋存義, 林海, 金龍哲, 崔巍

2007, 29(8): 850-854. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2007.08.017

[摘要](132)

[PDF 412KB](6) [施引文獻] ()

摘要:
利用傳統方法進行工業項目的安全性分析,安全效益和安全價值都只能部分地反映系統的安全狀況,所得分析結果對改善方案安全效果的作用很有限且應用性不強.通過引入價值分析理論,建立安全效益-價值聯立方程和優選判據,再結合最合適區域法,最終形成了功能區域分析方法和理論.將功能區域方法應用于實際工程項目中,根據項目技術數據得出最合適曲線和區域分析結果,極大地改善了項目的安全價值和成本.

一種基于聚類的支持向量機增量學習算法

王玲, 穆志純, 郭輝

2007, 29(8): 855-858. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2007.08.023

[摘要](139)

[PDF 410KB](7) [施引文獻] ()

摘要:
提出了一種基于聚類的支持向量機增量學習算法.先用最近鄰聚類算法將訓練集分成具有若干個聚類子集,每一子集用支持向量機進行訓練得出支持向量集;對于新增數據首先聚類到相應的子集,然后計算其與聚類集內的支持向量之間的距離,給每個訓練樣本賦以適當的權重;而后再建立預估模型.此算法通過鋼材力學性能預報建模的工業實例研究,結果表明:與標準的支持向量回歸算法相比,此算法在建模過程中不僅支持向量個數明顯減少,而且模型的精度也有所提高.