冶金化工過程研究的案例
氣體流量傳感器在冶金過程監視與控制中流量測量的重要性
冶金生產中需要許多傳感器，如壓力傳感器、溫度傳感器和流量傳感器。其實這個過程中重要的是流量傳感器，冶金生產過程中需要測量各種流量,這不僅是統計的需要，也是控制熱工過程的需要。例如，在冶金行業的連鑄鋼、連軋鋼和煉鋼電爐的冷卻水溫度的流量控制過程中。由于流量是一個動態量，因此流量的測量是一項復雜的技術，從被測流體來說，包括氣體、液體和混合流體這3種不同物理性質的流體；從測量條件來說，又是多種多樣的，僅在冶金工業生產中使用的液體—-水的測量中，就由于生產系統的不同，分為凈環水、濁環水、軋鋼廢水、冶煉廢水、生活廢水等不同介質。
另一方面從流量表現方式來說一般有兩種方式表示流量。一種是瞬時流量， 即單位時間內通過某一 段管道的流體量。單位是米/小時、升小時、千克/小時、 噸/小時等。這些計量單位的大小主要用來了解當時設備的工況用的。另一種是累計流量，是指經過一 段時間后,如班次、日、月等通過管道的總流量，以升、米或重量示,用以滿足統計的需要。但是在冶金生產過程中，我們需要測量這兩個參數,這就需要使用帶數字顯示的流量傳感器，一般有兩個顯示，一個是瞬時流量顯示,一個是累積流量顯示。
因而冶金行業流量測量結果多半用于過程監視與控制，精度要求不高，但穩定性、可靠性要求高。故而使用氣體流量傳感器，氣體流量傳感器是一種具有合金膜和絕熱微橋結構的設備，其中有加熱器和溫度傳感元件。這種橋式結構的流量傳感器可以靈敏、快速地響應膜片上方空氣或其他氣流的流量變化ISweek工采網 氣體流量傳感器 - AFE-01由歐洲專業流量廠家代工生產，AFE-01具有以下特點:體積非常小，雙流向檢測、檢測小質量物體的流動、簡單的信號處理電路和標定、完全固定的機械元件、優異的重復性和長期穩定性、適合醫療，儀表行業，OEM客戶使用.
展開 干貨 | 鎳礦濕法冶金技術應用進展及研究展望（收藏）
3、鎳礦生物冶金技術研究應用進展
3.1氧化鎳礦生物冶金技術研究現狀
氧化鎳礦生物冶金技術是在傳統的生物冶金技術興起后起步的，不同于硫化鎳礦，氧化鎳礦生物冶金所采用的浸礦菌種為真菌，其相應的浸礦機理也有一定的差異。目前，該技術處在初始研究階段，其浸礦菌種、作用機理、工藝流程等仍需進行更深入的研究。
氧化鎳礦生物冶金的浸礦機理分為機械破壞和化學溶解兩方面，機械破壞是指微生物的作用對礦石基質結構的破壞，是一種可視的宏觀作用；化學溶解是指微生物代謝產物對礦物結構的破壞，主要包括酸解、絡合、堿解、生物還原作用等，其中有機酸的酸解和絡合作用至關重要【19】。GADD【20】認為真菌新陳代謝產生的草酸、檸檬酸、甲酸、乙酸、丙酮酸、乳酸等有機酸在浸礦過程中起到了主導作用，浸礦環境的pH值、鹽度等條件對礦物的溶解影響很大。LIAN等【21】則采用透析膜對比煙曲霉菌與某礦物直接接觸和間接接觸時K+溶出量，結果表明直接接觸下K+的溶出量為間接接觸時的3倍。兩者的結論驗證了真菌生物浸出存在著有機酸的酸解作用以及生物大分子的絡合作用，同樣也表明真菌的生物浸出也存在著類似于直接作用和間接作用的作用機理。
氧化鎳礦的浸礦菌種以青霉菌和煙曲霉菌為主。
展開 鋼鐵冶金過程中高爐煤氣CO和O2在線監測
目前, 鋼鐵工業總能耗已占全國工業總能耗的15%左右, 而鋼鐵企業生產過程中的能源有效率僅為30%左右。在鋼鐵聯合企業，高爐煉鐵又是能耗最高的環節。鋼鐵工業的節能主要包括減少浪費和增加回收兩個方面，其中大力回收生產過程中產生的二次能源（例如副產煤氣等）是一個非常重要的途徑。鋼鐵生產過程中的副產煤氣資源包括高爐煤氣、焦爐煤氣和轉爐煤氣。其中高爐煤氣排放量約占64 %, 焦爐氣約占29 % , 轉爐氣約占7 %, 因此高爐煤氣的有效利用是鋼廠節能降耗的重中之重。
高爐煤氣是高爐煉鐵過程中的副產煤氣，是一種無色、無味、有毒的低熱值氣體燃料。主要成分為CO、CO2、N2 、H2O、及少量H2，各成分的含量與高爐所用燃料、生鐵品種和冶煉工藝密切相關，其常見的組成如表1所示。
其中最具有二次利用價值的CO含量僅為25-30%，而惰性組分CO2和N2約占70%，使得高爐煤氣的熱值很低，一般僅為730-800×4.18 KJ/Nm3左右，而燃料熱值只有達到2200×4.18KJ／Nm3左右，才能滿足工業爐理論燃燒溫度的要求。
目前，高爐煤氣的利用并不充分，大部分冶金工廠高熱值煤氣緊缺，而高爐煤氣富余，存在不同程度的高爐煤氣放散現象，達不到煤氣111的有效利用。很多鋼鐵聯合企業一方面在放散高爐煤氣，一方面又要購入重油、天然氣或者燒自產焦油等作為能源補充。高爐自身熱風爐會用掉40 %～50% 的高爐煤氣, 其余大部分如果放散到大氣中，將會造成環境的污染和能源的浪費。國家計委、經貿委、科委頒發的《中國節能技術大綱》中要求, 冶金重點企業高爐煤氣排放損失率應為4 %以下。
因高爐煤氣中含CO量在30%以下，造成燃燒速度低、火焰長，因此高爐煤氣的理論燃燒溫度為1400~1500℃。高爐煤氣中有大量N2和CO2，其主要可燃的成份為CO、H2和CH4（含量很少），故其發熱值較低。
展開 強強聯合丨譜尼測試攜手冶金規劃院推進碳信貸標準研究
參加本次審定會還有中國特鋼企業協會、中國科技產業化促進會等行業協會的領導和專家，以及來自冶金工業規劃研究院、鞍鋼股份有限公司、寶武特種冶金有限公司、中信國際商貿有限公司、建龍北滿特殊鋼有限責任公司、河鋼集團石鋼公司、江蘇天工集團有限公司、河冶科技股份有限公司、青島特殊鋼鐵有限公司、光大銀行、平安銀行的專家委員和標準參編單位代表。
國務院印發的《2030年前碳達峰行動方案》提出：“完善綠色金融評價機制，建立健全綠色金融標準體系。大力發展綠色貸款、綠色股權、綠色債券、綠色保險、綠色基金等金融工具，設立碳減排支持工具，引導金融機構為綠色低碳項目提供長期限、低成本資金，鼓勵開發性政策性金融機構按照市場化法治化原則為碳達峰行動提供長期穩定融資支持。”
譜尼測試參與的碳信貸相關標準研究，將圍繞貫徹落實黨中央、國務院關于碳達峰碳中和的重大戰略決策，為實現2030年前碳達峰、2060年碳中和的目標提供助力。
譜尼測試集團是中國節能協會碳交易產業聯盟的理事單位和“碳達峰與碳中和”服務工作組成員、中國電子節能技術協會低碳經濟專業委員會成員、碳標簽授權評價機構，也是經深圳市市場監督管理局備案的深圳碳交易試點的核查機構。
2017年至今，譜尼測試已完成山東、廣東、天津、深圳、遼寧、黑龍江、山西、新疆、寧夏、青海等多個省、市、自治區政府組織的重點企業年度溫室氣體排放核查和復查工作，涉及企業超過500家。譜尼測試參與的《建筑材料碳足跡識別評估體系與減排關鍵技術及應用》課題榮膺“2021年度華夏建設科學技術獎”。
展開 
化工生產氧化過程中氧氣含量的測量
化工生產氧化過程中氧氣含量的測量及氧分析儀的選擇取決于采用的反應步驟，可將空氣(如用于生產順丁烯二酸酐或鄰苯二甲酸)、富氧空氣 (如用于生產丙烯睛)或純氧氣體(如用于生產醋酸乙烯)等作為氧化劑使用。在固定反應器或流化來反應器的異質氣相中進行的氧化處理被廣泛用于大家化學品的生產中。
流化床反應器是一種利用氣體或液體通過顆粒狀固體層而使固體顆粒處于懸浮運動狀態，并進行氣固相反應過程或液固相反應過程的反應器。流化床氧化往往依靠富氧空氣進行操作，由于其含氮量高，化工生產氧化過程中氧氣含量的測量及氧分析儀的選擇便為固體顆粒提供了有效的流化氣體流。
工采網的一款All氧氣傳感器，微量氧氣燃料電池，GPR-12-333這種先進的電流型氧傳感器在嚴格的應用程序下提供優良的穩定性和準確性。所有傳感器都經過極其廣泛的穩定性測試。分析工業公司提供的氧氣傳感器。
展開 中石化SEI│石油化工過程控制與優化PPT課件
編 輯 | 化工活動家
來 源 | SEI
懇請各位同行，不要不打招呼就“拿走”發到貴公眾號上，感謝！
中石化PPT│化工反應過程之固定床反應器詳細解讀
編 輯 | 化工活動家
來 源 | 中石化
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清華大學CJChE丨基于自適應多尺度卷積神經網絡的化工過程故障診斷模型
表1 CSTR模擬設置的4種操作工況
表2 CSTR跨工況遷移訓練的故障診斷準確率對比
圖7 TEP故障診斷混淆矩陣
表3 不同方法對TEP跨工況遷移故障診斷的結果對比
作者及團隊介紹
趙勁松，清華大學化學工程系教授，博士生導師；現任過程系統工程研究所所長，工業大數據系統與應用北京市重點實驗室副主任；兼任中國工程師聯合體文化與倫理委員會常務副主任委員，中國化工學會工程倫理教育工作委員會主任委員，中國過程系統工程專業委員會副主任委員，中國公共安全科學技術學會預測預警專業工作委員會副主任委員等，是國務院安委會危險化學品安全專業委員會專家組成員、國家生態環境部第一屆生態環境應急專家組成員，北京市安全生產領域學科帶頭人。《中國化學工程學報（英文版）》副主編，國際期刊Computers & Chemical Engineering, Process Safety and Environmental Protection 編委。主要研究方向包括化工過程安全，人工智能與工業大數據技術等。科研成果轉化入選國家“十三五”科技創新成就.
展開 南京理工大學化工學院AFM：在新一代濕度響應驅動器研究領域取得進展
圖1 PDMM/BCNF復合膜制備工藝方案以及微觀結構
本項工作中，研究團隊采用原位自發聚合的方法在MXene納米片層表面均勻修飾了一層聚多巴胺（PDA）薄層，在幾乎不犧牲MXene導電性的同時，解決了MXene納米片抗氧化性的科學問題；此外利用結構優化調控的超細化細菌纖維素納米纖維（BCNF）（相關研究成果詳見本團隊另一項工作Cellulose, DOI: 10.1007/s10570-021-03765-2）作為粘結支撐柔性基底，通過與MXene/PDA在減壓環境中的相互誘導自組裝過程，獲得了具有仿珍珠層狀結構的薄膜驅動器（PDMM/BCNF），有利于水分子快速傳輸納米通道的進一步實現。這種薄膜驅動器對環境中的濕度變化高度敏感，具有響應快(1.6 s)、變形大(176°)、驅動力輸出高(6.5 N m-2)的特點，同時兼具高電導率、優異的抗拉強度和韌性等優勢。
圖2 PDMM/BCNF薄膜對水蒸氣的可逆響應
在該研究報告中，研究團隊從結構設計的角度驗證了高效濕驅動執行器的制備策略，揭示了PDA增強MXene抗氧化性能的機理，改善了目前基于MXene的驅動器的典型問題。同時系統討論了PDMM/BCNF薄膜的驅動特性，包括它作為一種新型的濕控電氣開關、機械臂和快速移動的濕驅動電機的可行性(圖3)。值得注意的是，由于該薄膜的制備方法簡單，工作性能穩定，可作為一種多功能化的致動工作單元，通過進一步的結構組裝實現復雜的致動行為，并用于多種智能化電子器件、可穿戴設備和軟機器人。
展開 同軸送粉TIG熔覆過程數值模擬與試驗研究
圖5 電弧的流場數值模擬結果
2.5.3 電勢分布
同軸送粉TIG熔覆過程電弧的電勢分布如圖6所示。本研究采用直流正接方式，即鎢極為陰極，工件為陽極，工件接地，電勢為0。圖6a為130 A電流下電弧電勢分布云圖。可以看出，鎢極尖端電勢變化較大，靠近工件變化較小，當電流分別為100、130、160 A時對應的最高電勢差分別為12.75、13.27、13.80 V，電壓變化較小，對熔覆過程影響小。
圖6 電弧的電勢分布
2.5.4 粉體顆粒運動軌跡模擬
圖7為不同時間下同軸送粉TIG熔覆的粉體顆粒運動軌跡數值模擬結果。可知，大部分粉體顆粒成功進入熔池區域，通過COMSOL軟件對粉體顆粒的分布進行統計，可知，共釋放了270顆粉體顆粒，其中192顆粉體顆粒到達熔池參與熔覆過程，只有少部分粉體顆粒飛出熔池區或殘留在工件表面，粉體顆粒的利用率為71%，提高了熔覆質量和性能。
圖7 粉體顆粒運動軌跡數值模擬結果
3 試驗驗證
3.1 試驗條件
同軸送粉TIG熔覆試驗用時代逆變WSM-400型焊機，北京隆源生產的AFS系列送粉器，送粉氣和保護氣均為質量分數為99.99%的高純氬氣，母材為316L不銹鋼，尺寸為250 mm×150 mm×10 mm，可在寬度方向進行多次熔覆，熔覆材料由比例為98∶2的316L粉末和SiC粉末均勻混合而成，其粒徑分別約為20、8μm。為保證送粉效果，鎢極伸出長度為7 mm，鎢極尖端距母材316 L不銹鋼板表面距離為8 mm，對應的電弧電壓約為15 V，使用CCD相機對電弧進行拍攝。
展開 基于電控超越離合器的AMT起步過程研究
4 結論
文章針對AMT 的起步過程進行研究，設計了適用于起步過程的多模式可控離合器，對其進行運動學仿真及樣機試驗，結果表明該離合器原理正確，楔合與解楔性能優異，變速器整體性能可靠。通過與傳統結構AMT 起步過程的沖擊度、溫升進行仿真對比，新型的傳動方案在降低起步過程主離合器的滑摩功和溫升方面有一定的優勢，本結構方案對實車的改進具有借鑒意義，后續可結合電控離合器的多模式切換與汽車運行狀態進行優化控制研究，進一步改善系統性能。
基于Gaussian的IRC方法研究有機小分子的裂解過程
圖5 IRC軌跡的應勢能曲線
圖6 H2CO裂解過程的反應物，過渡態和產物結構
本案例基于Gaussian的IRC計算方法，對H?CO裂解反應路徑進行了系統研究。通過過渡態搜索與IRC路徑分析，可以全面揭示反應過程中結構與能量的演變規律，為理解分子反應機制提供了重要理論依據。該方法為研究復雜化學反應提供了一種高效且可靠的計算手段。
最后，如果您對于該案例感興趣，歡迎通過公眾號“320科技工作室”與我們聯絡，獲取完整的案例支持與個性化定制解決方案！
細長條連桿零件材料熱處理及孔精加工過程研究
結論
零件結構雖簡單，但在生產過程中會涉及多方面問題：機械性能、熱處理方式、鉸孔方法等，需要在實際加工過程中不斷實踐以攻克加工難點。機械加工學習過程漫長而任重道遠，吾輩需上下而求索。
曹小燕助理工程師，主要從事零件圖紙施工，工藝流程及工藝指令編寫，相關工裝夾具設計，數控及線切割編程。
——文章選自《鍛造與沖壓》2022年第15期
對金屬板料拉伸成形過程中破裂的研究
金屬板料在拉伸成形的過程中，由于受多種因素的共同影響，包括成形零件的形狀、大小、深度，材料本身的厚度、硬度和坯料尺寸，模具中凸、凹模圓角的大小、凸凹模間隙的大小，以及壓邊力設置等，使得金屬板料在拉伸成形過程中，有時會出現破裂或嚴重拉薄的現象，導致零件報廢無法使用。盡管可采取CAE 分析的方式，通過對拉伸系數、拉伸凸、凹模圓角、壓邊力設置等工藝參數的調整優化，改善拉伸成形的破裂狀況；但有的時候這種調整并不能從根本上解決破裂的問題。
通常，在拉伸成形過程中無法有效改善或避免破裂時，工藝上就會考慮對拉伸成形零件進行回火或局部退火，以軟化材料；或者犧牲材料性能抑或改變零件形狀，以改善拉伸成形性能。而如此改變的結果，要么增加零件的生產成本，要么降低零件的部分功能。
本文從另一個角度，即如何合理利用拉伸成形過程中的破裂，以改善金屬板料的拉伸成形，并結合實際工作中的兩個實例，介紹拉伸成形過程中破裂的合理利用。
拉伸成形過程中破裂產生的原因及其對策
根據金屬板料在拉伸成形過程中其材料在變形區域內的應力應變分析可知，當處于材料變形區域內的材料受到的某一矢量方向上的拉應力大于材料本身的抗拉強度，且此時材料又無法沿著較大的受力方向做相應移動時，此處的材料就會破裂。
因此，為了不使材料被拉破或嚴重拉薄，從理論上來說，就是要改變在拉伸成形過程中材料的受力狀況或使材料在受到較大外力時，可以在相應的方向上做相應的移動。
在實際生產中，人們歸納總結了許多的方法和經驗，如：改變拉伸成形凸、凹模圓角半徑大小并使其粗糙度變小，改變壓邊力的設置，調整每道工序的拉伸系數，注意控制好凸凹模之間的間隙等等，其目的均是改變材料在拉伸變形區域內所受的應力大小及其材料變形程度，使其所受的拉應力小于材料本身的抗拉強度，以避免材料破裂。
展開 船舶碰撞同步損傷過程研究MSC.Dytran
船舶碰撞一般涉及撞擊船和被撞船兩方，發生碰撞時它們同時會有不同程度的損傷變形，但對這一過程進行準確地理論分析卻非常困難。本文采用非線性有限元數值仿真方法，同時考慮了撞擊船和被撞船結構雙方的變形，對船舶碰撞同步損傷過程進行了研究。
一、前言
船舶碰撞是船體結構在很短的時間內，在巨大沖擊載荷作用下的一種復雜的非線性動態響應過程。一般來說，碰撞至少涉及一艘被撞船和一個碰撞物體，或者兩艘船舶。根據被撞船中心線與碰撞船或物體速度矢量的相對位置，碰撞分為正碰和斜碰，而結構響應與相對位置有很大的關系。
在最危險的直角碰撞中，撞擊船艏和被撞船舷側結構的相對剛度和能量吸收是兩個關鍵。在一般的船舶碰撞研究中，不論是理論方法還是有限元分析方法，通常只考慮被撞船舷側的變形，而把撞擊船的船艏設定為剛體以簡化計算及分析。比如，一般的船舶舷側板遭球鼻艏撞擊時的理論公式及簡化公式中，都將撞擊船艏視為剛體，從而大大簡化碰撞分析過程。在有限元模擬船舶碰撞的分析中，通常將被撞船的舷側撞擊區處理成可變形結構，撞擊船的艏部作剛體處理，這樣可以大大簡化分析和計算，也是偏安全的，一般可以作為近似結果。但若從碰撞研究的角度來看，考慮碰撞雙方的真實變形和吸能，對船舶碰撞過程進行真實模擬也是必不可少的，因此本文采用大型動態分析軟件MSC.Dytran，對撞擊船艏部和被撞船舷側的同步損傷特性進行碰撞仿真研究。
二、碰撞模型
為了研究一種比較普遍且危險的狀態，本文假設兩艘相同型號的船發生垂直碰撞，碰撞時它們的吃水狀態相同，正浮于水面。為了減少建模工作量，縮短計算時間，不必將兩艘船舶的全船模型作為有限元分析的計算模型。
展開 