电解铝预焙阳极炭块焙烧质量分析 一、前言 我公司焙烧有54炉室和18炉室两个生产系统，焙烧炉是敞开式、w型环式炉，分别采用煤气和重油做燃料进行加热升温。54室焙烧炉结构为8火道7料箱，料箱尺寸为：3440×730×4170mm，每炉平装生块84块，有三个火焰系统每个火焰系统为18个炉室。18室焙烧炉结构为9火道8料箱，料箱尺寸为：5330×703×5240mm，每炉立装生块192块，一个火焰系统。两系统年生产能力达到8万吨。 二、制定合理的升温曲线 焙烧是炭素制品生产中的一个重要工序，生坯炭块的焙烧是生坯炭块在专门设计的加热炉内周围用填充料隔绝空气，按一定升温速度将生坯加热到1000℃---1050℃左右的生产工序。在焙烧过程中生坯炭块主要是进行粘结剂的分解和聚合反应。焙烧的升温速度、温度梯度及最高温度对阳极质量都有很大影响。 生坯炭块在焙烧过程中主要是粘结剂的焦化过程，即是沥青进行分解、环化、芳构化和缩聚等反应的综合过程。具体生坯炭块在焙烧炉内焦化过程与温度加热变化如下表。 我公司根据生坯炭块在焙烧炉内焦化的过程及54室焙烧炉室、18室焙烧炉室的结构和煤气、重油的热值计算，分别对54室焙烧炉室和18室焙烧炉室采用了252小时和168小时的加热炭块升温曲线的生产过程。移炉周期分别采用36小时和28小时。 低温预热阶段 200℃左右 制品粘结剂开始软化 中温阶段 200℃--300℃ 制品内吸附的水和化合水以及低分子烷烃被排出。 400℃ 以上变化最为突出 500℃--650℃ 碳环聚合形成半焦 高温烧结阶段 700℃以上
半焦结构分解，逐渐形成焦炭，构成乱层堆积结构基本单位的六角网状平面。 900℃以上 这种二维排列的碳原子网格进一步脱氢和收缩，以后就变成了沥青焦。 燃料生产大规格炭块和炭块平装的生产要求，及用重油作为燃料生产大规格炭块和炭块立装的生产要求，该曲线容易操作又安全，尤其在排出挥发份阶段，排出的挥发份不但能充分燃烧，焦化反映比较彻底，而且对低温炉室起到一个很好的预热作用，使系热得到合理利用，烟气进入烟斗后温度平均为200 ℃，到净化系统温度在60℃--130℃，达到技术要求，有利于净化系统对烟气的净化与排放。从产品质量取样结果分析看，理化指标和外观质量都比较好，故我公司54室焙烧炉室采用252小时加热升温曲线，18室焙烧炉室采用168小时加热升温曲线是合理的。 三、炭块变形破损原因分析及解决 生炭块经过焙烧后出下列几种废品 1．立装炭块炭碗塌陷变形 18室焙烧炉室立装炭块经焙烧后炭碗塌陷变形，导致阳极导杆不能安装。其原因: 1.1立装炭块在炉室内填充料不能将炭碗填实, 炭碗内有空隙。在焙烧炭块过程中制品处在软化阶段时,由于炭碗内有空隙炭碗处制品塌陷引起变形,造成废品。 1.2生炭块粘结剂用量偏高。 1.3振动成型压力较低。 我公司现使用纸板将装满填充料的炭碗先固定后再装炉。具体是先将填充料填满炭碗,再用根据炭碗结构尺寸制作的纸板将炭碗内的填充料固定,使立装起的炭块炭碗内被填充料填实,在焙烧过程中炭块炭碗内没有空隙就避免了炭块炭碗的变形。 2．炭块表面出现裂纹 2.1横裂：横裂是沿制品方向产生的裂纹，主要是生炭块质量偏低所引起，其原 因： 2.1.1原料煅烧温度过低，炭质原料得不到充分收缩，挥发分不能完全排除，原料理化性能达不到稳定。在焙烧进程中骨料颗粒产生大的二次收缩，则可能在炭块表面出现不规则的裂纹（网状）。 2.1.2振动成型进糊料温度低，振动时间不够。 2.1.3前后糊料的差别较大且结合不好，振动成型时造成生炭块内部结构有缺陷，虽然
树脂流动对气泡运动特性的影响 风电叶片制造技术2010-05-05 20:27:35 阅读29 评论0 字号：大中小 树脂流动对气泡运动特性的影响 作者：张佐光发表于：2010-01-29 08:50:03 点击：159 复材在线原创文章，转载请注明出处 摘要：为了排除复合材料成型过程中的气泡，建立了气泡运动可视化装置，研究了树脂流动状态和流动速度对气泡运动速度的影响，并在此基础上建立了气泡运动模型。研究结果表明：树脂流动对气泡运动有明显的带动或阻碍作用。当树脂流动方向与气泡运动方向相同时，随着树脂流速的增加，气泡的运动速度明显增大；而流动方向相反时，随着树脂流速的增加，气泡的运动速度呈明显下降的趋势。所建立的气泡运动模型与实验结果基本吻合。该研究结果将为热压成型过程中气泡运动模型的建立奠定基础。 关键词：复合材料；树脂；气泡；孔隙 先进树脂基复合材料是由纤维和树脂按一定方式复合而成的一类新型材料。然而复合材料的制造过程非常复杂，在其制备过程中由于各种因素以及工艺实施不完善等造成最终复合材料制品存在孔隙。孔隙的存在严重地影响材料的质量和力学性能，为外界空气和水分扩散进制品提供了路径，使聚合物降解并引起氧化作用，削弱纤维和基体的界面结合力El,2]，进而影响复合材料的层间剪切强度、弯曲强度和模量、拉伸强度和模量、压缩强度和模量、抗疲劳以及高温性能。许多学者Is]认为，对于环氧基复合材料，孔隙含量每增加1 ，材料的剪切性能将下降6 ～8 。因此，为了提高复合材料的制备质量，必须合理地控制制备环境条件及固化温度、压力等工艺参数，使气泡在树脂凝胶之前尽量排出，以便降低孔隙含量。 在复合材料成型过程中，气泡主要随着树脂的流动而运动[4 ]，因此，对树脂流动和气泡运动关系的研究是十分必要的。本文中利用自行建立的气泡运动可视化装置，研究了树脂流动对气泡运动速度的影响关系，并在实验基础上建立了气泡运动模型，该研究结果将为复合材料成型过程中气泡运动模型的建立提供依据。1实验部分 1．1 实验材料及设备 环氧618：环氧值0．51，无锡树脂厂生产；1，4-二氧六环：分析纯，北京益利精细化学品有限公司生产；数码相机：尼康C001PIX995，尼康株式会社；微量进样器(量程为5～100 L)：上海医用激光仪器厂。1．2 实验装置及方法 为了研究树脂流动对气泡运动行为的影响，首先建立了气泡运动的可视化装置，如图1所示。该实验系统由流体装载、流体接收、气泡发生(微量进样器)以及图像采集等部分组成。主要利用重力差原理，控制装载部分和流出部分的液面高度差来使树脂流动，并通过调节控制阀来改变树脂的流速。
阳极氧化中烧损行为及防止 作者:汉霖企业 阳极氧化中烧损行为及防止 王平，魏晓伟 (西华大学材料科学与工程学院，四川成都610039) 摘要：利用自制脉冲恒流电源装置，对活塞(ZL109)硬质阳极氧化进行了试验研究。分析讨论了在大电流密度下阳极氧化烧损的原因，得出了电流密度、氧化面气泡、合金成分等是阳极氧化过程中烧损的主要影响因素，提出了防止氧化面烧损的措施。 关键词：阳极氧化；电流密度；气泡；烧损 阳极氧化是指铝及其合金的表面处理方法，可以制得高品质的防护、装饰和功能性膜。为了提高氧化膜性能，需要得到厚而致密的氧化膜。硬质阳极氧化在低温电解液和大的氧化电流密度下可以生成致密而硬度 很高的氧化膜。然而在低温电解液和高的电流密度下，由于电流在氧化面上的分布不均匀和受铝合金成分、槽液温度、电压、膜厚等因素的影响，会引起氧化面局部电流过大，氧化面反应热和焦耳热散失不良时，导致氧化膜电击穿，造成基体的局部破坏形成“烧损“。常规阳极氧化法为避免烧损，电流密度都选用1～5 A／dm2，这样虽然避免了烧损，同时也降低了生产效率。文章利用自制阳极氧化设备，对活塞(ZL109)进行了电流密度为5～ 9 A／dm 2的硬质阳极氧化试验研究，提出了防止氧化面烧损的措施。 1 试验 1．1 实验材料和装置 选用ZL109活塞为实验对象，其成分(质量分数)为：11％～13％si，0．5％～1．5％Cu，0．8％～1．3％Mg，0．8％～1．5％Ni， Al为余量。 装置：自制的脉冲恒流电源WD20．500型、脉冲电源电流输出为0～500A(直流)和0～500A(脉冲)并具有恒流特性，脉冲周期、占空比、脉冲形状(梯形、矩形)均可调，空载电压为125V左右，电源功率在30W 左右。PVC氧化槽、热交换器、阴极不锈钢板、测厚仪(Minitestl00FN型)、显微硬度计(Hx．1000型)、温度计、搅拌器等设备。 1．2 氧化处理 对活塞顶部进行局部氧化处理，非氧化区采用密封效果极佳的橡胶件密封。 工艺过程如下：活塞一碱性除油一去离子水洗一装挂具一酸洗一水洗一硬质氧化一去离子水洗一封闭一干燥。 (1)碱性除油。室温下，工件在氢氧化钠(15％)、表面活性剂(5％)溶液中处理3～5min以除去表面的油污。 (2)酸洗。碱性除油后，针对表面部分碱液残留，再采用浓度为20％-30％的硫酸溶液来酸洗活塞的待氧化面，不但能中和氧化面上的残留碱液，而且可以消除氧化面“挂灰”吸附膜。 (3)硬质氧化工艺条件。H2SO4浓度160～200g／L，添加剂(苹果酸和草
铝电解预焙阳极电解槽的介绍与展望摘要：本文主要是对电解铝工业生产中的主要设备——电解槽的相关介绍，重点讲述预焙阳极电解槽的相关技术参数、指标、工艺等指数。其后介绍现代关于铝电解槽的新工艺、新设备。 关键词：电解槽预焙阳极阳极炭块阴极炭块 电解铝就是通过电解得到的铝。现代电解铝工业生产采用冰晶石-氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃-970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，既电解。 abstract: this article is mainly to the aluminum industrial production of main equipment-electrolytic cell related introduction, focuses on pre-baked anode cell related technical parameters, index, craft index. Introduced by modern about aluminum cell of new technology, new equipment. Key words: pre-baked anode cell anode block cathode carbon blocks Aluminum electrolytic aluminum is through get. Modern aluminum industrial production adopts BingJingShi-alumina melts salt by electro-dialysis. Molten BingJingShi is solvent, alumina as solute, with carbon body is used as an anode, liquid aluminum as a cathode, ventilation with powerful dc, in 950 ℃-970 ℃, the poles in the electric in the electrochemical reactions, both electrolysis. 1 预焙阳极电解槽的介绍 电解槽是电解炼铝的核心设备，一百多年来铝电解槽的结构有了许多改进，其中以电解阳极的变化最大。其经历的顺序大致是：小型预备阳极→侧部导电自焙阳极→上部导电自焙阳极→大型不连续预焙阳极→中间下料预焙阳极。 预焙阳极电解槽 该电解槽由阳极装置、阴极装置和导电母线系统三大部分组成。 1.1 阳极装置 它包括三部分：阳极母线大梁、阳极炭块组和阳极升降机构 1.1.1 阳极炭块组 预焙槽有多个阳极炭块组，每一组包括2～3块预制炭块。炭块、钢爪、铝导杆组装成电解用阳极。钢爪由高磷生铁浇铸在炭碗中，与炭块紧紧地黏在一起，铝导杆则是采用渗铝法和爆炸焊与钢爪焊在一起的。铝导杆通过夹具与阳极母线大梁夹紧，将阳极悬挂在大梁上。炭块组数取决于电解槽的电流强度、阳极电流密度以及炭阳极块的几何尺寸。如180KA预焙槽，若阳极电流密度为0.7A/cm2左右，阳极规格为1520*585*535（mm)，即可算出阳极炭块为30炭。 1.1.2 阳极母线大梁 阳极母线大梁承担着整个阳极的重量，并将电流通过阳极输入电解槽。它由铸铝制成，由升降机构带动上下移动，以调整阳极的位置。 1.2 阴极装置 它由钢制槽壳、阴极炭块组和保温材料砌体三部分组成。 1.2.1槽壳 铝电解槽的槽壳是用钢板焊接，或铆接而成的敞开式六面体。分为有底和无底槽壳；并有背撑式和摇篮式两种。目前多采用有底槽。 无底槽壳是个空的框架，底没有钢板。槽壳四周和底部用钢筋和工字钢加固。
气泡动力学研究 A.Shima Professor Emeritus of Tohoku University, 9-26 Higashi Kuromatsu, Izumi-ku, Sendai 981, Japan Received 17 June 1996 / Accepted 15 August 1996 摘要：为了弄清楚与空化现象密切相关的气泡的特性，气泡动力学的研究已经深入的进行并且建立了其研究领域。本文旨在结合激波动力学简单的介绍气泡动力学及其历史。 关键字：气泡、空化、脉冲压力、液体射流、冲击波、损害坑。 1引言 在1894年的英格兰，当船在高速螺旋桨推动下试运行的时候达不到设计速度。为了查清这种现象的原因而设计了一个试验并最终发现了空化现象。从那时起，空化现象的研究日益进展，因为空化现象是阻碍工作在流体环境中的水力机械性能提高的一个重要因素。 然而，现在为了根本的理解空化现象及其相关内容，人们已经意识到应该研究气泡动力学。作者研究空化现象和气泡动力学四十多年，本文简单介绍一些气泡动力学研究及其与冲击波动力学的联系。 2空化和气泡核 水在水轮机，水泵，螺旋桨和带有各种沟渠的水力机械中流过，当液体和固态水翼的表面或者沟槽壁的相对速度变得如此大以至于局部水流的静压力减小到极限压力以下时空化现象就出现了，这个极限压力被称为空化初始压力。 通常情况下当水中不满足空化条件时，称为气泡核的小气泡是不存在的，水能抵抗非常大的负压，空化现象不能轻易的发生。 然而，水中通常包含几个百分点的空气，因此在这种情况下气泡核生长称为可见的气泡和容易被告诉摄影观察到（Knapp and Hollander 1948）。这就是所谓的空化现象。 同样地，假设有一个气泡核半径为，在液体中随着温度变化而生长，气泡存在和稳 定的条件通过由静力平衡关系得到的公式给出（Daily and Johnson 1956）。 上式中σ是液体的表面张力，是液体饱和蒸汽压，P是液体压力。当上式中的值超过右 端或小于左端的值时，气泡核分别开始无限的膨胀或收缩。由此看来气泡表现出复杂的行为取决于气泡周围各种水力状况。由于这些状况存在于空化噪声，空泡腐蚀等许多现象中，所以空泡动力学的研究要澄清空化现象的机理。 3无限液体中气泡的行为 Besant (1859) 提出（在真空、无限的、非粘滞性的并且不能压缩的液体中运动的球形气泡）一个预测液体中各点压强和气泡溃灭时间的难题。 Rayleigh (1917)从理论上解决了这一难题并且得到了描述气泡运动的解析式。他的在无限的、非粘滞性的、不能压缩的液体中单个球形气泡运动公式如图示1所示。气泡的表面速 度V通过假定液体所做的功——当一个气泡由初始半径缩小到R——等于气泡运动的全部 动能获得。
第10卷第6期1998年11月腐蚀科学与防护技术 CORR OSI ON SC IENCE AND PR OTECT I ON TECHNOLOG Y V o l.10N o.6 N ov.1998 金属氧化物阳极的失效行为研究 许立坤董飒英高玉柱董克贤王朝臣陈光章 (中国船舶工业总公司第七二五研究所青岛分部青岛266071) 摘 要 对R uT iSn、R uT iIrSnCo、IrT iT a和P t T i电极在1mo l L H2SO4中的强化电解失效行为进行了研究.结果表明:IrT iT a阳极的强化电解寿命最高,P t T i电极次之,R uT iSn电极最低.氧化物层的溶解消耗、剥落以及在活性层和基体间有钝化膜生成是氧化物阳极失效的几种主要原因,每种电极失效均是多种因素共同作用的结果,但不同的阳极有着不同的导致失活的主导因素.针对氧化物阳极的失效原因,提出了氧化物阳极性能改进的可能途径. 关键词 氧化物阳极失效钝化 学科分类号 T G174.2 金属氧化物阳极,也称为尺寸稳定性阳极,是一种复合电极材料.它是在阀金属钛的基体上被覆一层具有良好电导性的氧化物活性层而构成.这种阳极的出现给电化学工业带来了巨大的影响[1～3],由于其具有良好的电化学特性而在很多领域正逐步地取代传统的电极材料.金属氧化物阳极最早在氯碱工业中获得了广泛的应用,以后又推广到氯酸盐电解、湿法冶金、海水电解、阴极保护等许多领域[4].作为实用性的阳极材料,不仅应有良好的电化学活性和反应选择性,而更为重要的是还必须具有良好的化学和电化学稳定性,以便获得足够长的使用寿命.本文试图通过对几种不同类型的金属氧化物阳极失效行为进行研究,找出其损伤失效的原因,并分析其性能改进的可能途径,为新型金属氧化物阳极的研制提供依据. 1试验方法 电极材料 3种金属氧化物阳极分别为:(a)R uT iSn电极,以R uO2作为贵金属组元,为氯碱工业用R uT i阳极的改良型;(b)R uT iIrSnCo电极,以R uO2和Ir O2作为贵金属组元,为次氯酸钠发生器用阳极;(c)IrT iT a电极,以Ir O2作为主要的活性组元,为析氧环境下的耐蚀性阳极.上述试样由西北有色金属研究院和锦西化工研究院提供. 金属氧化物电极采用热分解法制备.基体采用工业纯钛(TA2),丝状试样直径为 2mm 或 3mm.钛基体先在碱液中除油,然后置于热草酸溶液中刻蚀去除表面氧化膜.以R uC l3、H2IrC l6、T i(OC4H8)4、T aC l5、SnC l4、CoC l2等为原料,用盐酸、异丙醇和丁醇为溶剂配制所需成份的涂液.将涂液均匀地涂刷在刻蚀过的钛基体上,烘干,然后置于电炉中烧结.使涂层能分解成相应的氧化物.重复上述涂刷2烘干2烧结过程多次,最后制成所需氧化物阳极.将氧化物阳 收到初稿:1997212215
预焙阳极组的组装工艺 1铝电解用炭阳极块的准备和调整 1.1将预焙炭阳极块从机动辊道传送或汽车运送到工作厂房，在厂房内用天车、吊具将其吊到组装线上（每次吊4块），至达到需要数量为止。 1.2在辊道传运和摆块时，应检查炭阳极块的外观质量，发现问题时做出记号，废品要挑出，不准用于组装。 1.3用于组装的炭阳极块必须符合GB 8742-88和FLQ33-89的规定和要求。 1.4将经过检查合格的炭阳极块每3块编成一组。块的高度差应小于20mm，端部露头差应小于20mm块的间距10-30mm，阳极组的工作表面要求平整。 1.5在浇铸线上的所有炭阳极块都要摆正，要求其均在一条直线上，以便于调整铝导杆。 2铝导杆的组装 2.1铝导杆必须符合FLQ33-89的规定，不合格的不准组装使用。
2.2铝导杆以汽车或叉车运送到厂房，用天车、吊具将其吊到预焙阳极组浇铸线上的炭阳极块上。 2.3组装时对铝导杆要进行调整，用铁支架支好，使其与阳极组工作面垂直，其垂直度偏差不准超过FLQ33-89的规定即垂直度偏差不得大于3度。组装好的铝导杆在浇铸线上应该在一条直线上。 2.4钢爪与炭阳极块棒孔内壁的空隙不得少于10mm。 3浇铸磷生铁 3.1将预热好的铁水抬包放到工频炉炉咀口下，从炉中向抬包倒铁水，铁水至抬包上口应保持100-120mm的距离，以免吊运时溅出铁水。 3.2铁水浇注温度为1330-1380℃。 3.3浇注时铁水流要适中，由钢爪和炭阳极块棒孔内壁的间缝中浇入，不准将铁水直接浇到钢爪上。 3.4浇注时铁水应尽量注满棒孔，浇铸后的铁水表面至炭阳极顶面的距离不超过10mm。 3.5浇铸完毕后，须将溅落在炭阳极块表面上的铁渣、铁豆
第29卷第10期 光子学报 V ol.29N o.10 2000年10月 ACT A PHO TON ICA SIN IC A Octo be r2000 高速摄影技术对水中气泡运动规律的研究* 张建生1 吕 青1 孙传东2 卢 笛2 陈良益2 (1西安工业学院,西安 710032) (2中国科学院西安光学精密机械研究所,西安 710068) 摘 要 气泡在许多不同过程中起着重要作用.舰船尾流中的气泡提供了这样一个线索,即 基于对气泡的特性研究,并以此对舰船进行追踪是一种独特的方法.用高速摄影技术来研究 气泡,具有直观、低费用的优点,配合以半自动胶片判读仪,可获得较为详细的关于气泡的参 量.实验结果表明,水中气泡上升速度的大小都在随时间减小,气泡的末速度存在一极值,它 与一定大小的气泡相对应.文中详细讨论了水中气泡的动力学特征,并与高速摄影所得到的 气泡图象数据进行了比较,其结果的一致性肯定了高速摄影技术对水中气泡运动规律的研究 中的重要性. 关键词 高速摄影;气泡 0 引言 在很多实验和工程问题中,水中的气泡起着重要作用,对于这些问题的求解必然依赖于对水中气泡的分布、气泡的特性的掌握.比如,海洋表面附近的气泡在许多不同过程中起着重要作用,这些过程包括水下声波的传播、气象学、海洋表面化学、空化、大气-海洋气体交换、液滴喷射、有机粒子的形成、细菌传播、化学物质分馏、激光在水下的传输等.气泡广泛存在于海水、河水、湖水等各种条件的水中,气泡的生成可能有多种原因,如波浪的破碎产生的气泡、浮游生物产生的气泡、各种尘埃产生的气泡、各种微扰(包括大气流动、各种振动、声波、湍流等)产生的气泡、存在于舰船尾流中的气泡1.舰船尾流中的气泡提供了这样一个线索,即基于对气泡的特性研究,并以此对舰船进行追踪是一种独特的方法. 由于存在附加压强、浮力、介质的粘滞阻力以及压差阻力,还有不同温度、风力和光照下介质表面蒸发速率的影响,加之在运动过程中气泡的形变、分裂、结合、熄灭以及位移,每个气泡的运动规律和衰减情况大不相同.对于气泡的研究基本有两类方法,即声学和光学技术,其中光学技术主要有照相技术、激光散射技术和激光全息技术2,3.用高速摄影技术来研究气泡,具有直观、低费用的优点,配合以半自动胶片判读仪,可获得较为详细的关于气泡的参量. 1 气泡动力学 关于气泡的运动和动力学问题,Gar rettso ng 给出了一种基于牛顿运动定律的较为直观的理论4,这一理论考虑了水中气泡的受力情况、气泡表面活性物质及水流的影响,得到了气泡加速度的表达式. 1.1 气泡的加速度 对于单个气泡而言,它在水中的运动情况受很多因素的影响,这些因素包括水的流速、水的粘滞特性、气泡的尾流特性、气泡的惯性等.如果分别用v、V(r,t)来表示气泡速度和水的流速(其中r表示位置矢量,t表示时间),气泡体积e、气体密度d、水的密度d0,如果气泡完全被水支配,气泡将受到一个力d0e d V/d t.对于更为一般的情况,如果气泡内气体的密度与其所在流体的密度可能相等或者不等.如果d≠d0即气泡不 *国防科技重点实验室基金试点项目(编号:99JS26.3.1.ZK1801)收稿日期:2000-03-10
第三章阳极 有人把阳极称为铝电解槽的“心脏”，这说明了在电解铝生产中阳极所起的作用有多大。所以，对现在所使用的活性阳极改进和新阳极的研发成为了每个厂家面临的问题。目前，好多厂家在阳极生产技术方面取得了很大的成果，先后研发出开槽阳极、高位阳极。另外，在惰性阳极的开发上也取得了实验性的进步，一旦惰性阳极投入使用，将大大降低铝电解的生产成本。 1开槽阳极 在电解生产中，电解槽内部产生许多气体，如CO2、CO、Al-O-F 混合气体以及CF气体。这些气体大部分是在阳极下部产生的。从理论上定性分析，气泡的行为大致可以分为三个阶段：（1）气泡在阳极扺掌生成长大与脱附；（2）阳极扺掌下，在压力梯度和流主导作用体引力起下的气泡运动；（3）阳极侧部，浮升力起主导作用下的气泡运动。气泡的运动将是电解质产生伴有濡动的对流运动，影响电流和磁场分布，使电解质—铝液界面产生波动，严重时电流完全切断而发生阳极效应。另外，气泡在阳极底部形成一定厚度的气泡层，同时在电解质中也有一定的气泡存在，这些无疑增加了槽电压，从而增加了电能消耗。从提高电流效率和降低阳极过电压的角度出发，我们希望气体尽快从阳极底掌排除，这样即有利于降低气漠过电压，又可以减弱二次反应，还可以减弱大气泡逸出对极距的干扰。提高阳极气体排出
速度的方式主要有两种，其一是加快电解质的运动速度，但这样以提高铝液流速和铝液在电解质中的扩散速率降低电流效率为代价；其二是缩短阳极气体的运动距离，这就是阳极排气沟技术的应用，它只需增加排气沟的制作费用。推广阳极排气沟技术可以实现阳极气体快速平缓逸出，降低气泡噪声，达到提高效率和降低电耗的节能目标。 1.1阳极开槽工艺 阳极开槽机有两种方式，一是在生阳极成形过程中成槽；另一种是生快焙烧后加工成槽。两种开槽方式都有各自特点，但对阳极生产成本和阳极在电解槽中的性能有很大的负面影响。 目前炭块底部开槽工艺，是在预焙阳极生块焙烧成为熟块后，再使用跣刀或圆盘锯等机械设备，在阳极底部进行开槽。在阳极快上用机械加工的方法开槽通常是在情理填充料之后。所使用的设备有装在心轴上的单片圆锯或装在同一心轴上的多片圆锯，锯片由齿轮驱动。 模具开槽是在生阳极块成型模台上配有扁条状突起物，使成型后的生阳极块上带有横沟。模具开槽工艺的突出特点是省时省力，在基本不改变原有平底预焙阳极的成型工艺的基础上只做简单改进，就能生产出优质的底部或侧部带槽的预备阳极，克服了现有开槽工艺存在的诸多弊端。针对不同形状、不同方法、不同深度的底槽或侧槽，通过改造现有成型模具，采用简易办法使之成形成槽，不仅产品合格率高，而且脱模轻松方便。 1.2开槽阳极类型和尺寸的确定
连铸坯中气泡产生原因分析及判断方法 肖寄光1,2 王福明1 (1北京科技大学;2韶关钢铁公司) 摘 要 本文对连铸坯气泡的成因及特性进行了分析,并提出了识别气泡类型及改善和解决气泡问题的方法。 关键词 连铸坯 气泡 氩气保护 Analysis of Causes and Judging Method of Pinhole Formation in Continuously Cast Slab(Billet) Xiao Jiguang1,2and Wang Fuming1 (1Beijing U niv er sity o f Science and T echnolog y;2Shaog uan Iro n and Steel Co mpany) Abstract T his paper analyzes t he o ccur ring causes and features for pinho les in continuously ca st slab (billet)and pust for w ard the m ethods fo r classifica tio n of pinhole and measur es for so lv ing the pinhole pr oblem. Keywords Continuously cast slab(billet),Pinho le,A rg on g as pr otection 1 前言 在钢的连铸过程中,不论是连铸“准沸腾钢”还是连铸高纯净度的镇静钢,国内外许多钢厂都遇到过连铸坯中的气泡问题,并且采取了相应的改进措施。有关连铸坯中气泡问题的科技文献,国内主要是侧重于连铸低硅低碳拉丝材等“准沸腾钢”[1,2],高品质钢连铸坯中的气泡问题的研究主要见诸国外文献[3,4,5,6],国内文献[7]不多。 韶钢2号板坯连铸机于2003年5月投产,至2004年10月,所生产的Q235、Q345、45、50、船板等钢号都出现了一些气泡废品。为此,本文根据前人的理论、经验以及韶钢的生产实践,对连铸坯气泡的表现形式及产生的原因进行了分析,推断连铸坯气泡的成因,并采取了相应的改进措施,达到了改善气泡问题的目的。 2 气泡产生的原因及表现特性分析 根据炼钢理论及前人的经验,连铸过程产生气泡(包括针孔)的主要原因有3类——脱氧不良、外来气体(空气、保护性气体)、水蒸气(来自潮湿的添加料和耐火材料等)。2.1 脱氧不良 2.1.1 CO气泡产生机理 脱氧不良时,产生的气泡为CO气泡。文献[8]表明,在1500℃左右,钢液中与[O]优先发生反应的元素排列顺序为:Ca,Ba,Re,Al,Si,C,V, M n,Fe,P,Cu,其中的Si,在1500℃附近,跟[O]反应的优先顺序与C相当,即[O]会与[C]、[Si]同时发生反应。当钢中存在[O]时,发生碳氧反应的必要条件之一是,在一定温度下,排在[C]元素之前的强脱氧剂[M]与[O]反应达到平衡时的[O]浓度高于[C]与[O]反应达到平衡时的[O]浓度。 钢中碳氧反应[2]: [C]+[O]=CO $rG0=-22186-38.386T(J/m ol)(1) 则: lnK=ln{(P CO/P0)/(a[C]a[O])} =2668.5/T+4.617 因此: a[C]a[O]=P CO/P0EXP[-268.5/T-4.617] (2) 假设CO分压为一个标准大气压,无其它气 ? 32 ? 第12卷第2期 2006年4月 宽厚板 WID E A N D HEA V Y P L AT E Vo l.12.N o.2 A pril 2006
第62卷 第10期 化 工 学 报 V ol.62 N o.10 2011年10月 CIESC Jo urnal Oc to be r 2011研究论文液体通流微小槽道内气泡动力学行为模拟 周 吉,朱 恂,丁玉栋,王 宏,廖 强,谢 建 (重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室,重庆大学工程热物理研究所,重庆400044) 摘要:采用VO F方法,对液体通流微小通道内壁面逸出气泡的形成、生长及脱离运动进行了数值模拟,并讨论 了壁面浸润性、液体流速、气体流速对气泡动力学行为的影响。结果表明:气泡生长壁面亲水性增强有利于其 从壁面脱离;气泡生长壁面气相覆盖率随壁面接触角的增大而增大;流动阻力因子随壁面接触角的增大而减小。 较高的液体流速会导致气泡的脱离时间和脱离体积、壁面气相覆盖率及流动阻力因子减小;而较高的气体逸出 速率(气相Reynolds数高于14时)对气泡脱离体积、壁面气相覆盖率和流动阻力因子影响不大。 关键词:气泡;VO F方法;小槽道;动力特性;数值模拟 D OI:10.3969/j.issn.0438-1157.2011.10.010 中图分类号:T M911.4 文献标志码:A文章编号:0438-1157(2011)10-2740-07 N um erical sim ula tion of gas bu bble e mergin g fro m pore in to liquid flo w micro-ch an n el ZH OU Ji,ZHU Xu n,DING Yu dong,WAN G Hong,LIAO Qian g,XIE Jian (K ey L aboratory o f Low-grade Energ y Utilization Technologies and Sy stems, Institute o f Engineering Thermophysics,Chongqing University,Chongqing400044,China) Abstract:The dynam ic behavio r o f a gas bubble entering a liquid flow micro-channel through a pore w ith prescribed mass flow rate w as simulated by using computational fluid dynamics in co njunctio n w ith a volume of fluid(VOF)method.Sim ulations of the processes of gas bubble emergence,g row th, defo rmatio n and detachm ent w ere performed to ex plicitly track the evolutio n of the liquid-gas interface, and to characte rize the dy namics o f a gas bubble subjected to w ater flow in terms of departure v olume, flo w resistance coefficient,and g as coverage ratio.The effects of w ettability of the w all w here the bubble eme rges fro m,w ater and air mass flow rates w ere discussed w ith a particular focus on the effect o f the wettability of the bo ttom w all w hile the static contact ang les of the o ther channel w alls w ere set to90°. The simulated results sho wed that the hy dro philic w all facilita ted the departure of bubble w hile g as cove rage ratio increased and dimensionle ss flow resistance coefficient decreased fo r hydrophobic w all.High w ater inlet mass flow rate resulted in an ea rlier departure and decreased departure vo lum e of the bubble as well as low gas coverage ratio and flow resistance coefficient.I t w as found that increasing air mass flo w rate led to earlie r detachm ent of the bubble.H ow eve r,hig her air m ass flow ra te show ed scarce influence on the dy namic behavior of the bubble o nce the Rey nolds number of air w as over14. Key words:bubble;vo lume of fluid method;mini-channel;dynamics;numerical simulation 2011-01-10收到初稿,2011-04-28收到修改稿。 联系人:朱恂。第一作者:周吉(1986—),男。 基金项目:国家自然科学基金项目(50876119);重庆市自然科学基金项目(CS TC,2009BB6212);教育部新世纪优秀人才支持计划项目(NCE T-07-0912)。 Received date:2011-01-10. Correspon ding author:Prof.ZH U Xun,zhu xun@https://www.doczj.com/doc/5213937598.html, Foun dation item:supported by the National Natural S cience Foundation of China(50876119),the Natural S cience Foundation of Ch ong qin g(CS TC,2009BB6212)and th e Prog ram for New Century Excellent T alents in University(NCET-07-0912).
铝用预焙阳极生产常用中英文对照表一、石油焦煅烧部分（Petroleum coke calcination） 1、2001—2006年我国石油焦价格变化 2、窑头、窑尾 3、耐火材料 4、回转窑 5、煅烧实收率 6、回转窑窑头结构示意图 7、回转窑下料管 8、回转窑温度带 9、回转窑煅烧实收率统计图 10、石油焦粒度分析统计表 11、石油焦指标要求 12、石油焦挥发份 13、炭质烧损 14、石油焦煅烧 15、石油焦理化性能统计表 16、石油焦煅烧回转窑 17、二、三次风 18、通过改变回转窑而三次风的位置和方向 19、回转窑寿命 20、高硫石油焦1、The price variety of domestic petroleum coke in2001—2006 2、kiln inlet；kiln outlet；at the tail of rotary kiln 3、Refractory material 4、Rotary kiln 5、Yield rate of calcinations 6、Sketch of rotary kiln，s head 7、Rotary kiln，s feeding pipe 8、Temperature zones in rotary kiln 9、Statistics of yield rate of rotary kiln 10、Statistics of petroleum coke,s particle size 11、Requirement of petroleum coke 12、Petroleum coke volatiles 13、Burnt loss of carbon/carbon burnt loss 14、Petroleum coke calcinations 15、Statistics of physico-chemical properties of petroleum coke 16、Petroleum coke calcining rotary kiln 17、Secondary airflow and tertiary airflow 18、Through changing the direction and position of the Secondary and tertiary airflow 19、The rotary kiln working life 20、High-sulfur petroleum coke
混凝土表面产生气泡的原因及处理方法 摘要本文从材料、工艺等方面分析了混凝土表面产生气泡的原因，并从几个方面提出了产生气泡的处理方法，从而使建筑物不仅从强度、完整性、几何尺寸等方面做到了高标准，而且在其外观上也做到了更高的美观要求。 关键词消除；混凝土；气泡 近几年，随着我国经济的发展，人们的生活水平得到了提高，对建筑外观、居住环境也越来越重视，很多住宅用户将混凝土的外观质量作为评价建筑质量的重要指标。在混凝土浇筑过程中，如果混凝土中的含气量增加，其抗压强度将会降低，为了降低这种缺陷，一般混凝土拌合中会加入少量的引气剂，这样就可以保证混凝土中的气泡形成微小均匀的气泡，使得混凝土密闭独立，从混凝土结构理论来讲这些直径非常小的气泡能够形成毛细孔，可以在不减小混凝土强度的前提下增加混凝土的耐久性。但是在实际施工中，现浇混凝土总是存在一定的质量问题，这些主要是由于模板安装及混凝土浇筑时的质量问题所引起的，这些质量问题一般为麻面、蜂窝、空洞、露筋、裂缝等，如果没有做好修理，就可能导致钢筋锈蚀降低结构的承载能力。本文就针对混凝土的施工和外观质量进行分析，提出消除混凝土表面气泡的施工措施。 1 气泡产生的机理分析 气泡的产生主要是一种物理现象，在施工过程中，主要与管理方法、施工人员的施工行为、施工环境、施工原材料的质量、施工工艺等情况相关，下面就分别进行分析。 1.1 施工材料方面的原因 1）混凝土结构设计。混凝土结构在设计过程中如果过分追求线形和美观，在一定程度上就增加了混凝土表面气泡出现的机率，因为要设计曲线型的混凝土构件，就要增加钢筋的设置，一旦混凝土保护层厚度过薄，就会在表面留下气泡。 2）原材料不合格。施工材料中针片状含量过多，在拌制混凝土过程中，这些针片状不能很好的形成结构，并且在搅拌中会产生大量的气泡，细料也不能及时填充内部的孔隙，最终形成自由空隙，产生气泡。 3）水灰比不合适。水泥用量和水灰比是产生气泡的重要原因。如果在能够满足混凝土强度的前提下，增加水泥用量，减少水的用量，气泡会减少。其原因是多余水泥净浆可以填塞因集料级配不合理或者其他因素导致的空隙，而水的减少可以使自由水形成的气泡（混凝土中水泡蒸发干后，便成为气泡）减少。另外，在水泥用量较少的混凝土拌和过程中，由于水和水泥的水化反应耗费部分用水较少，使得薄膜结合水、自由水相对较多，从而让水泡形成的机率增大，这便是用水量增大、水灰比较高的混凝土易产生气泡的原因所在。
收稿日期:2005-04-11 基金项目:江苏省自然科学基金重点资助项目(DK2003208)作者简介:张淑君(1969—),女,黑龙江佳木斯人,讲师,主要从事环境水力学研究. 单个三维气泡运动的直接数值模拟 张淑君1,吴锤结2,王惠民1 (1.河海大学环境科学与工程学院,江苏南京 210098;2.中国人民解放军理工大学理学院,江苏南京 211101) 摘要:采用VOF (Volume -of -Fluid )中的PLI C (Piece wise Linear Interface Calculation )界面重构方法模拟 了三维气泡在另一种静止流体中的上升和变形运动;在数值模拟的例子中分别考察了不同黏度和 表面张力对气泡在上升过程中的变形及上升速度等的影响.计算结果表明,PLIC 界面重构方法可 以正确地模拟气泡的变形、破裂等过程.黏性和表面张力在气泡运动过程中的作用可以用E ¨o tv ¨o s 数 和Reynolds 数来描述.在相同的密度和黏度比的情况下,表面张力越大,则气泡的形状变化越小,上 升的速度越快,表面张力起着使气泡保持原状的作用;黏性越小,则气泡在上升过程中射流穿透上 表面的时间越早,变形速度越快. 关键词:气泡;表面张力;黏滞系数;数值模拟 中图分类号:O351.1 文献标识码:A 文章编号:1000-1980(2005)05-0534-04 气泡运动存在于许多自然现象和工程实际中,如水轮机和水泵的空化空蚀、船舶螺旋桨水流、气液化学反应、废水处理等,因此气泡运动规律的研究也越来越受到国内外学者的关注,各种运动界面追踪的数值模拟方法在该领域得到了广泛的应用[1～3],如MAC 方法、锋面跟踪法、边界积分法、水平集方法等.在众多数值模拟方法中,VOF (Volume -of -Fluid )方法以其容易实现、计算量小和模拟精度高等优点在模拟气泡运动方面有着不可替代的作用.本文采用VOF 中的PLIC (Piecewise Linear Interface Calculation )界面捕捉方法,结合考虑表面张力的运动方程,模拟单个三维气泡在重力作用下的上升及变形运动. 1 控制方程及其离散 1.1 控制方程 考虑表面张力的动量方程为 ρ u / t +uu =-p +2μD +σκδs n +ρg (1) 式中:u ———速度矢量;ρ———密度;σ———表面张力;p ———压强;μ———动力黏度;κ———界面的曲率;δs ———与界面有关的Dirac 分布;n ———界面单位法向矢量. D 为应力张量,满足D ij =12 u j / x i + u i / x j (2)不可压缩流体连续方程u =0(3) 采用VOF 方法模拟气泡界面的体积函数C 满足 C t +u C =0(4)对于两相流,式(1)中的μ和ρ均由体积函数C 决定 ρ=ρ1C +ρ2(1-C ) μ=μ1C +μ2(1-C ) (5) 式中,ρ1,ρ2,μ1,μ2分别为两种流体的密度和动力黏度.1.2 界面跟踪 本文采用Youngs 的PLIC 方法在单个网格内用直线段近似界面方法进行界面重构.首先确定界面法向第33卷第5期 2005年9月河海大学学报(自然科学版)Journal of Hohai University (Natural Sciences )Vol .33No .5Sep .2005