研究生開題報告範文範例

開題報告是寫畢業論文的第一個任務，其作用是闡述論文選題依據以及講述初步構思的實驗思路，下面是小編蒐集整理的研究生開題報告範文，歡迎閲讀。

研究生開題報告範文一

題目：

幹熄爐耐火材料劣化機理及提高壽命的研究

一、選題背景

1.1 課題的提出及意義

鋼鐵工業迅猛發展，必然導致焦化企業迅速擴張。據統計，我國XX年焦化企業共生產焦炭33554萬t[1]，而80%的產量是採用濕法熄焦工藝裝置。在濕法熄焦過程中產生大量的蒸汽排到大氣中，其蒸汽中含有hcn、h2s、nh3、酚類及粉塵等大量有害物質[2]嚴重污染了環境，不僅有大量的熱能被白白浪費，而且消耗了大量的熄焦水，另外對焦炭質量也有影響。隨着世界能源短缺的不斷加劇[3]和我國能源需求的快速增長，以及國家環保法規的不斷完善，特別是對工業企業環境治理要求的不斷提高，幹法熄焦的節能和環保優勢必然會得到充分發揮，焦化行業普及推廣幹熄焦技術勢在必行。

與濕法熄焦相比干熄焦的特點如下：

(1)回收紅焦顯熱

採用幹熄焦可回收約80%的紅焦顯熱，平均每熄1噸焦炭可回收3.9mpa、450℃蒸汽0.5t以上[4]，發達國家可產0.6t左右。日本新日鐵株式會社曾對其企業內部包括幹熄焦、高爐爐頂煤氣壓差發電等所有節能項目效果進行過分析，結果乾熄焦裝置節能佔總節能的50%。

(2)減少環境污染

煉焦車間採用濕法熄焦，每熄1噸紅焦炭就要將0.5t含有大量酚、氰化物、硫化物及粉塵的蒸汽拋向天空，嚴重地污染了大氣及周圍的環境[5]。這部分污染佔煉焦對環境污染的三分之一。幹熄焦則是利用惰性氣體，在密閉系統中將紅焦熄滅，並配備良好的除塵設施，基本上不污染環境。

(3)改善焦炭質量

幹熄焦與濕熄焦相比，焦炭m40提高3-8個百分點，m10改善0.3-0.8個百分點[6]這對降低鍊鐵成本，提高生鐵產量極為有利，尤其對採用噴煤粉技術的大型高爐效果更加明顯。國際上公認: 大型高爐採用幹熄焦焦炭可使其焦比降低2%，使高爐生產能力提高1%。

幹熄焦與濕熄焦相比，確實存在着投資高及本身能耗高的問題，這是制約我國幹熄焦技術發展的主要因素，也是我們一直想解決的問題。但幹熄焦帶來的經濟效益、環境效益和節能效果完全可以抵消其投資高及本身能耗高帶來的不足[7]

但近幾年來，幹熄焦工程推廣進度並不快，全國需改造成幹熄焦的焦爐約2200座左右，而至今投產的卻不足100座[8]其原因雖然很多，但幹熄焦的耐火材料達不到設計和使用年限，損毀嚴重，迫使幹熄爐停產檢修而造成業主經濟損失是一大制約因素[9]。

幹法熄焦簡稱幹熄焦(coke dry quenching，簡稱cdq)是相對於用水熄滅熾熱焦炭的濕熄焦而言的，其基本原理[10]閉路的循環系統內，利用惰性的循環氣體，在幹熄爐內與紅焦換熱從而冷卻焦炭。吸收了紅焦熱量的惰性循環氣體將熱量傳遞給幹熄焦鍋爐產生中壓(或高壓)蒸汽，用於發電或供熱。被冷卻的惰性循環氣體再由循環風機鼓入幹熄爐冷卻紅焦。幹熄爐結構圖如圖1所示。

圖 1 幹熄爐結構圖

幹熄焦耐火材料主要用於幹熄爐、一次除塵器等受沖刷和磨損的部位。初期的幹熄爐和一次除塵器工作面層所採用的耐火材料僅是一種普通的耐火磚，從運行情況來看，幹熄爐斜道區、冷卻段耐火磚斷裂、掉磚和磨損非常嚴重，每年的正常維修已無法保證幹熄爐生產的需要，1年後就需大修更換[11]，耐火材料存在的諸多問題嚴重影響着幹熄焦後續生產的正常進行。

1.2幹熄焦技術國內外現狀

1.2.1國內幹熄焦現狀概述

寶鋼1985年從日本新日鐵引進4套75t/h幹熄焦裝置用於焦化生產，這是我國首次使用幹熄焦裝置。經過多年使用，設備運行良好，改善了焦化廠環境，經濟效益高，各項指標都超過設計水平[12]。

鞍鋼1號幹熄焦系統是鞍鋼1、2號焦爐的配套項目[13]，也是鞍鋼重點環保技改項目，採用目前國內最新型的幹熄焦技術，是世界上工藝及設備最先進的幹熄焦工程之一。鞍鋼幹熄焦工藝流程由幹熄和循環氣體兩大部分組成，最大處理能力和排焦能力分別為140t/h 和155t/h，年處理焦炭達100萬t，設備國產化率達到90%以上。

武鋼焦化公司幹熄焦系統是武鋼重點環保效益工程[14]，焦炭幹熄率達到93%以上。為使幹熄焦裝置儘快達產，武鋼在引進先進工藝的基礎上，自主開發兼容三電一體化的電器儀表控制系統，可使電機車定位精度達到±10mm水平。

攀鋼幹熄焦系統是攀鋼焦爐異地大修工程重要配套項目之一，其處理能力為145t/h，主要設備國產化，整體系統包括幹熄爐、鍋爐、除塵系統以及相配套的各種設備，XX年4月開始按幹熄率為100%組織生產[15]。

濟鋼6、7號焦爐150t/h幹熄焦工程引進了新日鐵的最新技術，國內首家採用高温高壓自然循環鍋爐，採用多項國內先進技術，產汽量86.3t/h，年幹熄焦炭112萬t，發電17600萬kwh，是目前國內規模最大的幹熄焦裝置之一[16]。

另外，唐鋼、包鋼、沙鋼、萊鋼、杭鋼及本鋼等相應的幹熄焦項目也已投產運行。

1.2.2國外幹熄焦現狀概述

工業化幹熄焦裝置雖然最早由烏克蘭發明，但由於其設備處理能力、自動化控制水平及環境保護措施方面沒有多大改進，因此其技術領先地位被在這些方面有很大突破的日本所取代。

日本的新日鐵、nkk等公司建設的幹熄焦單爐處理能力均達到200t /h以上，遠遠超過烏克蘭的70t/h。他們在裝焦裝置上採用料鍾布料，改進了鼓風裝置位置和結構，採用旋轉密封閥式連續排焦和旋轉焦罐接焦等措施。在循環系統增加了節能設施，使氣料比由1500時/t焦降至1200m 3/t 。這不但使單爐處理能力得以提高，而且大大降低了裝置運行費用。在自動控制方面，實現了三電一體化，作到了全自動無人操作。

除塵方面採用了地面站、實現了無塵操作，日本的幹熄焦技術不僅在日本被普遍採用，而且打人了德國和韓國以及我國市場。

二十世紀80年代以來，德國tsoa公司成功地將水冷柵和水冷壁置人幹熄爐，並將幹熄爐斷面由圓形改為方形，同時在排焦和幹熄爐的出氣方式上進行了根本改進，使焦炭在幹熄爐中下降及氣流在幹熄爐中上升實現了均勻分佈，大大提高了換熱效率，使氣料比降至1000m3/t以下，進一步降低了裝置的運行費用。

同時，傳統幹熄焦工藝中的一次除塵器被省去，整個循環系統大大簡化並減少。自動控制方面，tsoa幹熄焦同樣實現了無人操作。tsoa幹熄焦不僅在德國，而且在韓國和中國台灣也得到了應用。

1.3幹熄焦用耐火材料概述

在cdq展初期，由於cdq耐火材料的使用温度不高(1000℃~1200℃)，人們未對其重視，考慮到cdq用耐火材料使用環境與高爐爐身環境相似，所以採用與高爐爐身部位使用的耐火材料大致等同的材質，各國均採用了粘上質耐火材料。然而，隨着焦炭高生產率的發展，冷卻形式的變化和餘熱的回收帶來的操作變化(如噴氣，噴霧等增加熱回收)，耐火材料的使用條件變得更加苛刻，單純的粘上製品已不能滿足需要，研究cdq用專用耐火材料已成為必須。日本學者於八十年代研製出cdq車及內襯用耐火材料，並取得了專利。其運焦車用耐火材料為用硅酸鹽或si3n4結合的sic火材料，主成分sic本身具有高耐磨性和高的熱傳導率，並且在1000℃下並不會因為氧化而降低製品的熱震穩定性、耐磨性。即使高温下sic氣接觸氧化形成sio2降低製品的性能。

1.4延長幹熄焦耐火材料使用壽命的研究現狀

沙鋼焦化廠2*140t/h幹熄焦工程是焦化一期、二期1-4號jn60-6型焦爐的配套工程，其運行一年後停爐年修時對爐內進行了仔細檢查，發現斜道區部分牛腿磚不同程度出現斷裂、脱落、變形等現象，冷卻段耐火磚存在不同程度的磨損現象，平均磨損量在40mm左右，最大為80mm。沙鋼工作人員雖然對幹熄爐進行了換磚修復，但是再次停爐檢修時發現上述現象仍然存在，可見換磚修復未能取得良好的效果[17]。

鞍鋼化工總廠一、二、三期幹熄焦工程分別於XX年10月、XX年12月和XX年10月投產運行，鞍鋼在年修期間發現，幹熄爐砌體和一次除塵膨脹節的實際磨損非常嚴重，表現為磚體損壞、塌沉、脱落等，尤其是預存段和冷卻段之間的部分，幾乎沒有完好的調節磚。鞍鋼的工作人員更換了大約三分之一的耐火材料，但實際效果並不是很好[18]。

杭鋼75t/h幹熄焦工程項目於XX年5月19日竣工投產，XX年12月對幹熄焦裝置進行首次停產年修時發現，32個斜道牛腿磚正面及兩側面出現不同程度的裂紋，斜道牛腿側面磚縫出現拉裂，牛腿磚兩側面因氣流沖刷成坑狀磨損，冷卻段部分襯磚表面出現不同深度的孔洞，有層狀剝落現象。杭鋼工作人員對幹熄爐斜道區進行換磚修復，對冷卻段使用高強耐磨澆注料(as-1)進行整體澆築,澆築厚度100mm,澆築高度2.8m，但並未取得良好的效果[19]。

馬鋼幹熄焦裝置在運行投產一年後的停爐大修中發現，斜道牛腿側面產生裂紋，正面直縫出現大的開裂，且部分耐火磚有斷裂的現象。鑑於此，馬鋼工作人員採取了提高關鍵部位耐火材料強度指標，在斜道牛腿處採用整磚砌築以加強抗拉強度等措施來延長幹熄焦耐火材料的使用壽命，但效果並不明顯[20]。

武鋼焦化的幹熄焦裝置從XX年12月投產至XX年3月，不到3年的時間進行過3次停爐檢修。檢修原因均為36個斜道支撐樑不同程度地存在耐火磚疏鬆、斷裂和脱落等現象，預存段過樑磚多處出現下沉、斷裂、破損。XX年3月再次檢修時，採取了改進磚型結構、選用優質塞隆結合碳化硅磚、提高耐火泥漿常温黏結強度等措施，對斜道36根支撐樑和過樑進行解體重砌後投入使用。於XX年9月進行正常停爐年修時觀察，尚未發現掉磚等嚴重現象，但依然有問題存在，檢修效果一般[21]。

耐火材料嚴重損壞迫使幹熄焦裝置頻繁停產檢修，造成業主成本持續增加[22]以，延長幹熄焦耐火材料使用壽命的問題正受到世界各國越來越多的重視。

以往延長幹熄焦耐火材料使用壽命的研究只是針對某一方面進行，具有很大的片面性。但事實上，造成幹熄焦耐火材料損壞的因素繁多，例如：(1)幹熄焦裝置整體結構設計不合理;(2)不能合理的選擇耐火材料;(3)耐火材料及耐火泥本身的質量問題;(4)由於種種原因，不能嚴格按要求砌築;(5)烘爐不當;(6)耐火材料所處的工況不穩;(7)對耐火材料維護不當等[23]火材料存在的諸多問題嚴重影響着幹熄焦後續生產的正常進行。

延長幹熄焦耐火材料的使用壽命是一項系統工程，本文通過認真分析幹熄焦各個部位耐火材料損壞的原因，制定相應的措施來延長幹熄焦耐火材料使用壽命。

二、研究方案

2.1 主要研究內容

找出影響幹熄焦耐火材料使用壽命的因素，認真分析造成幹熄焦耐火材料異常損壞的原因。對耐火材料使用前後、使用期間的物理化學性能採用電鏡、xrd、抗壓強度等方法進行表徵，對延長幹熄焦耐火材料使用壽命的方案進行優化，使其達到最優結果。

2.2 目標

通過認真分析宣鋼焦化廠幹熄焦各個部位耐火材料損壞的原因，同時借鑑以往的實踐經驗，結合本工程實際情況制定相應的措施來達到延長幹熄焦耐火材料使用壽命的目的。

2.3方法手段

對耐火材料使用前後的物理化學性能採用電鏡、xrd、抗壓強度等方法進行表徵。

2.4改進及創新

對於延長幹熄焦耐火材料使用壽命的研究，國內對其研究的很少，國外對其研究的也不多。

以往對延長幹熄焦耐火材料使用壽命的研究只是針對某一方面進行，具有很大的片面性，而本文則是通過認真分析造成幹熄焦耐火材料損壞的原因，採用電鏡、xrd、抗壓強度等方法對耐火材料進行表徵，提出延長其使用壽命的措施。

三、進度安排

第1-2周：查閲國內外相關文獻，熟悉課題研究背景。

第3-4周：初步確定研究方案，完成開題報告，準備實驗材料和設備。

第5-6周：找出幹熄焦耐火材料損壞的原因。

第7-10周：採用電鏡、xrd、抗壓強度等方法對初裝的耐火材料進行表徵。

第11-12周：採用電鏡、xrd、抗壓強度等方法對使用後的耐火材料進行表徵。

第13-15周：提出延長耐火材料實驗壽命的措施，整理相關數據，撰寫畢業論文。

第16周：準備答辯。

四、參考文獻

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研究生開題報告範文

簡述

設計計劃學是一門新興的綜合性邊緣學科，它研究的是如何保證設計的優良度和高效性，以及如何指導設計的展開。在設計需要科學計劃這一概念已成為現代設計界共識的情況下，我國業界內部對設計計劃學的認識與研究，還沒有跟上設計發展需要的步伐。針對我國設計教育現狀，本書將就該學科的教學方面，提出一套科學的行之有效的設計計劃方法。以期為設計類學生深入理解設計，更好地掌握設計的方法提供必要的指導。

學術價值分析

1. 選題依據

計劃在今天已逐漸成為一門顯學，大至國家事務，小至個人日常生活，社會各個領域都離不開計劃，各類大大小小的成功項目，很大程度上都自覺或不自覺地導入，實施了相應的計劃活動。計劃學的興起是知識經濟時代資源整合化的大勢所趨。而反映到藝術設計學的領域，我們可以發現，計劃同樣有極大的發展空間：如何設計，如何保證優良的設計，這都需要科學的調查研究，需要精準的分析定位，需要詳實的設計依據，需要合理的組織安排，這些與我們通常理解的形式，風格的賦予層面的“設計”相異而相成的工作，就是設計計劃的內容。而如何正確進行設計計劃，存在着一個方法論的問題。在學科間的交叉融合成為當前學術主流的大環境下，設計計劃應該可以打通各設計專業間的藩籬，為取得成功的設計提供行之有效的方法上的支持。

在設計先進國家，對設計計劃方面已有一定程度的研究。尤其在設計方法研究方面，已取得比較成熟的結果，出現了一些有效的方法，如技術預測法，科學類比法，系統分析設計法，創造性設計法，邏輯設計法，信號分析法，相似設計法，模擬設計法，有限元法，優化設計法，可靠性設計法，動態分析設計法，模糊設計法等。這些方法側重於不同的專業設計方向，而設計計劃面臨不同設計專業，更需要的是一種整合的靈活的解決問題的計劃方法。這就需要我們針對計劃自身的學科特點，從現有的成型的方法羣中進行提煉，總結出一套適應現在情況的設計計劃方法來。

2. 創新性及難度

本文將參考管理決策方法與相關設計方法研究的成果, 試圖尋找一套對於我國設計師來説，明確可行的跨專業設計計劃的方法體系。

本文致力於從簡明實效的角度，為設計計劃人員提供易於操控，而且便於和各個專業設計師進行溝通、交流的方法。要求該方法不僅對專業設計團隊的計劃環節有用，對個體設計人員的的設計工作也應具有指導作用。這就需要針對我國設計現狀，從國內外各學科領域名目眾多的相關方法中進行精心挑選，合理安排，科學綜合的處理，創造出一套高效的計劃方法來。雖然國外的相關成果業已成熟，但如何在眾多不同側重角度的方法中總結出理想的計劃方法，需要我們對所有已知方法深入地認識和理解，同時明瞭我們設計各專業的工作規律，以期做到跨專業的有效性。

本文具有一定的難度。首先在對計劃的理論性分析與研究中，需要樹立對計劃的正確理解與認識，進而廓清設計計劃的概念。接着將在設計計劃方法論層面的研究上，對設計計劃及其方法論進一步闡述。鑑於國內現在並沒有對設計計劃有深入的的系統的研究，該書內容基本上屬此方面問題的首次討論，面臨着缺乏大量相關經驗及理論借鑑的景況，所以需要作者在目前積累的實踐性資料和相關學科的研究成果中加以總結與深化。

本文最大的難度在於資料的蒐集上，國內相關資料匱乏且本方向的研究缺乏交流的氣候，而由於我院互聯網情報系統的不完善和出於對技術保密的考慮，也很難從互聯網上得到理想的資料。作者只能從書店，圖書館和其他專業的老師和同學手中求取所需要的信息。當然本研究方向的直接信息是很缺少的，更多是從其它方向的研究成果中搜集所需要的信息資料。方法的研究是一個涉及面很廣的課題，也需要從很多領域進行比較分，探索總結。而從一個學科到另一個學科的跳躍性研究，需要迅速轉換思維及反覆調整視點，這也對作者的思維技能，思考方式，學術視野及知識積累等方面的研究素質提出了很大的挑戰。

3. 研究方案的可行性和合理性

由於國際設計交流間的侷限和我國設計界的特殊情況，尤其是國內設計教育上的某種封閉性和滯後性，我國業界對設計計劃方法的認知尚不夠深入，還缺乏一套完整的，在教學和實踐中簡明且易於操作的設計計劃方法。經初步調查，當前學界內僅有的幾本相關著作，也僅限於對西方某些設計方法與程序的簡單的介紹，沒有很專業地從計劃的層面進行系統闡述，而市場上連篇累牘的相關書籍主要是從市場營銷和工商管理方面着手，對設計類諸專業的設計計劃，並不具備現實指導作用。所以亟待有這麼一套專業性較強的設計計劃方法及其論著出現。在某種程度上，本書的出現將對設計計劃這一門新興學科，起到填補教學用書空白的作用。而從技術的角度而言，本書的完成也有相當的可行性，在分院近幾年來的設計策劃課程的教學中，已為之積累了大量新鮮的實踐性，經驗性資料。而分院的教育架構，亦為這個跨專業的研究項目做好了充分的人力物力資源上的準備。

4.預期成果