Materials：“冶金过程模拟与优化”特刊文章精选 | MDPI 编辑荐读
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本期编辑荐读为您精选了 Materials 期刊特刊“Metallurgical Process Simulation and Optimization (冶金过程模拟与优化)”内 5 篇文章。内容涵盖热力学和动力学、初级炼钢和二次冶金、凝固铸造工艺、微观结构与性能、冶金工艺工程以及人工智能、大数据和云计算，希望能为相关领域学者提供新的思路和参考，欢迎阅读。
刘青 教授
北京科技大学
Materials 客座编辑
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入选教育部新世纪优秀人才、江苏省双创计划人才、建龙特聘教授。承担国家自然科学基金 (重点) 项目、国家科技支撑计划、863 计划、省部级项目、国际合作项目与企业课题 30 余项。获教育部高等学校技术发明奖 1 项、科技进步奖 3 项、中国商业联合会科技进步一等奖 1 项、冶金科学技术奖 4 项、中国产学研促进会创新成果奖 1 项。发表 SCI、EI 检索论文 200 余篇。
研究领域：炼钢、连铸、建模与仿真、冶金流程工程学及智能制造。
张江山 博士
北京科技大学
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研究领域：炼钢-连铸、模拟仿真、智能制造、新材料。
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01
Effect of Preheating Temperature on Thermal–Mechanical Properties of Dry Vibrating MgO-Based Material Lining in the Tundish
预热温度对中间包干式振动氧化镁基材料衬里热力学性能的影响
Xiaodong Deng, Jianli Li and Xiao Xie
https://www.mdpi.com/1921230
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作者利用 ANSYS 软件，通过间接耦合的方法计算了三个预热阶段下工作层的温度场和应力应变场。结果表明，在预热过程中，随着预热温度的升高，工作层热表面的温度场分布逐渐向均匀性方向发展，但冷热面之间的温度梯度随之增大，大火阶段冷热面间的最高温度达到 145.31 ℃；工作层顶部应力远大于其他区域，预热第三阶段顶部最大拉应力达到 39.06 MPa。因此，工作层的损坏是从中间包顶部开始的。此外，随着预热温度的升高，浇注区侧壁喷口附近区域的应变远大于中间喷口区域。因此，与中间燃烧器喷嘴相比，侧壁燃烧器喷嘴附近的工作层更容易损坏和坍塌。
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原文出自 Materials 期刊
Deng, X.; Li, J.; Xie, X. Effect of Preheating Temperature on Thermal–Mechanical Properties of Dry VibratingMgO-Based Material Lining in the Tundish. Materials 2022, 15, 7699.
02
Numerical Simulation Study of Gas-Solid Heat Transfer and Decomposition Processes of Limestone Calcined with Blast Furnace Gas in a Parallel Flow Regenerative Lime Kiln
平行流蓄热式石灰窑高炉煤气煅烧石灰石气固传热分解过程数值模拟研究
Shaopei Duan, Baokuan Li and Wenjie Rong
https://www.mdpi.com/1665282
高炉煤气 (Blast Furnace Gas, BFG) 作为钢铁冶炼过程中产生的低热值燃气，其用途一直受到关注。本文基于多孔介质模型和收缩核心模型开发了一套气固传热和石灰石分解数学模型，以数值模拟使用 BFG 的 PFR 石灰窑，以研究其可行性。低热值燃气煅烧石灰石的相关研究进展，为今后此类工艺的开发和窑炉结构的改进提供了有价值的参考。
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原文出自 Materials 期刊
Duan, S.; Li, B.; Rong, W. NumericalSimulation Study of Gas-Solid Heat Transfer and Decomposition Processes of Limestone Calcined with Blast Furnace Gas in a Parallel Flow Regenerative Lime Kiln. Materials 2022, 15, 4024.
03
Multi-Parameter Characteristics of Electric Arc Furnace Melting
电弧炉熔炼的多参数特性
Michał Moskal, Piotr Migas and Mirosław Karbowniczek
https://www.mdpi.com/1508946
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本文介绍了电弧炉熔体中选定因素的数值模拟分析结果。该研究旨在使用基于多元线性回归 (Multiple Regression, MLR) 等统计热力学模型优化电弧炉中的熔化过程。本文介绍的工具和方法可以从改进的角度，识别分析单元所执行过程的最重要指标。本文介绍了 MLR 模型的过程和创建的特点，并通过应用其数值分析以及对选定变量和指标的计算和模拟结果，确定了选定电弧炉的操作。开发的电能识别需求模型可以用于能量平衡计算，显示了电弧炉使用的能量分布。
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原文出自 Materials 期刊
Moskal, M.; Migas, P.; Karbowniczek, M. Multi-Parameter Characteristics of Electric Arc Furnace Melting. Materials 2022, 15, 1601.
04
Integrating a Top-Gas Recycling and CO2 Electrolysis Process for H2-Rich Gas Injection and Reduce CO2 Emissions from an Ironmaking Blast Furnace
集成炉顶气回收和 CO2 电解工艺以注入富氢气并减少炼铁高炉的 CO2 排放
Yichao Hu et al.
https://www.mdpi.com/1533438
本文介绍了不同阶段 H2 行为的热力学分析，同时考虑了炼铁高炉的热需求。在不同的操作条件下，作者研究了通过滚道和/或竖井风口注入 CO2 稀薄炉顶气和 CO2 转化产物 H2-CO 气体的效果。通过考虑不同的还原阶段，作者研究了氢气利用效率和相应的注入量。本研究还探索了 H2 注入和焦炭率之间的关系。
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原文出自 Materials 期刊
Hu, Y.; Qiu, Y.; Chen, J.; Hao, L.; Rufford, T.E.; Rudolph, V.; Wang, G. Integrating a Top-Gas Recycling and CO2 Electrolysis Process for H2-Rich Gas Injection and Reduce CO2 Emissions from an Ironmaking Blast Furnace. Materials 2022, 15, 2008.
05
The Effect of Heat Source Path on Thermal Evolution during Electro-Gas Welding of Thick Steel Plates
热源路径对厚钢板气电焊热演化的影响
Jun Fu et al.
https://www.mdpi.com/1546616
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作者通过实验观察验证了所有热源路径方法中产生的热演化；根据热输入为 157 kJ/cm 的 E36 钢板的熔合质量，提供并讨论了实用的工业建议。结果发现，对于 30 mm 及以上厚度的 EGW 焊接，振荡延迟停止热路径比正弦函数和线性热路径更准确地预测热分布。在假设热量输入恒定的前提下，对于厚度不超过 20 mm 的 E36 钢板，推荐使用线性热路径方法；最大厚度不超过 30 mm 适用于正弦路径；最大厚度不超过 35 mm 适用于 EGW 焊接中的振荡延迟停止路径。
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原文出自 Materials 期刊
Fu, J.; Tao, Q.; Yang, X.; Nenchev,B.; Li, M.; Tao, B.; Dong, H. The Effect of Heat Source Path on ThermalEvolution during Electro-Gas Welding of Thick Steel Plates. Materials 2022, 15,2215.
Materials 期刊介绍
主编：
Maryam Tabrizian, McGill University, Canada
期刊发表涵盖材料科学与工程研究相关各个领域的最新研究成果，包括但不限于高分子、纳米材料、能源材料、复合材料、碳材料、多孔材料、生物材料、建筑材料、陶瓷、金属等，以及材料物理化学、催化、腐蚀、光电应用、结构分析和表征、建模等研究领域在内的学术文章。
2021 Impact Factor | 3.748 (Q1*) |
2021 CiteScore | 4.7 |
Time to First Decision | 15.3 Days |
Time to Publication | 38 Days |
* Q1 (17/80) at category "Metallurgy and Metallurgical Engineering"
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