工程科學學報

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劉建華, 崔衡, 包燕平

2009, 31(S1): 1-6. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.041

[摘要](216)

[PDF 536KB](11)

摘要:
根據本課題組在國內多家鋼廠高級別管線鋼方面的系統取樣研究和工藝調研,綜合分析了管線鋼中硫、磷、氮、氧、氫、夾雜物、窄成分冶煉以及鑄坯質量控制的關鍵技術.管線鋼生產中鐵水預處理、轉爐冶煉、精煉、連鑄等煉鋼過程的系統優化,以及結合高級別管線鋼各元素控制的特點和要求的針對性技術系統集成是管線鋼雜質元素和夾雜物控制的兩個重要方面;采用新的夾雜物改性標準對高級別管線鋼鈣處理進行控制和加強非穩態澆鑄期連鑄工藝技術的改進是控制夾雜對管線鋼性能危害的關鍵;連鑄工序的工藝優化和完善的設備管理,以及精煉工藝的配合實現無缺陷鑄坯生產是高級別管線鋼質量穩定的重要保障.

鋼包底吹氬方式對LF精煉的影響

馮聚和, 李博斌, 魏國增, 安志, 李學民, 賈雅楠

2009, 31(S1): 7-11,15. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.040

[摘要](245)

[PDF 1175KB](8)

摘要:
采用FLUENT大型商業軟件和水模擬裝置對某廠50tLF爐底吹氬噴嘴的布置方式進行了數值模擬和水模擬研究.分別討論了單孔、雙孔中心對稱和雙孔軸對稱三種底吹氬噴嘴布置方式對鋼液混勻時間的影響和鋼液表面的卷渣情況.結果表明,在相同的吹氬量下,采用雙孔軸對稱底吹氬鋼液混勻時間最短,在整個鋼包內部及表面,鋼液流動速度均勻而穩定,基本消除了攪拌"死區",可以有效防止鋼液卷渣,并為夾雜物的去除提供良好的動力學條件.

A36和45A鋼LF精煉過程效果分析

吳巍, 翟俊, 周遠華, 熊銀成, 李斌, 胡兵

2009, 31(S1): 12-15. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.039

[摘要](236)

[PDF 608KB](7)

摘要:
通過LF精煉生產A36和45A鋼,分析了精煉堿度(R)和(FeO+MnO)含量對脫氧的影響,以及精煉堿度(R)和(FeO)含量對脫硫的影響,研究得到脫硫率分別為61.3%和64.3%.同時,對精煉過程中[P]、[H]、[N]含量的變化規律進行了分析,結果表明金相夾雜物去除率平均值為70.27%,最高值為85.62%.

爐料連續預熱式電爐煉鋼技術探討

閻立懿, 王亦東, 李延智, 劉一心, 那軍

2009, 31(S1): 16-21. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.038

[摘要](226)

[PDF 469KB](12)

摘要:
在廢鋼入爐熔煉前,利用電爐產生的高溫廢氣進行廢鋼預熱,節能效果明顯.爐料連續預熱式電爐過程實現廢鋼連續加料、連續預熱及連續熔化,電弧加熱熔池、熔池熔化廢鋼,與普通電爐有著很大的區別.為了實現高效節能、追求流程設備順行及其指標優化,本文在研究爐料連續預熱式電爐工藝特點的基礎上,提出如下論點:應對電爐爐襯的砌筑、供電、吹氧去碳、造渣脫磷等予以重視;由于全程"平熔池期",給電一開始電弧就加熱鋼水、就對渣線進行高溫輻射,這就必須考慮保護渣線,因此,要求全程造泡沫渣進行埋弧操作;全程"平熔池期"及"變渣線"現象,要求渣線鎂碳磚的砌筑要向下加厚(~300mm),增加抵御變渣線的能力;爐料連續預熱式電爐變壓器參數的確定,既要考慮電弧對廢鋼的熔化(電壓要高些)、又要考慮電弧對平熔池的加熱及保溫的要求(電壓要低些),供電上根據電弧的遮蔽狀態(廢鋼或爐渣的遮蔽狀態)確定電壓的大小;為了最大限度節能及環保,必須采取余熱再利用技術,二堊英新的公害值得重視與研究.

太陽能光伏非碳冶金實驗研究

吳華峰, 李士琦, 朱榮, 王玉剛, 劉潤藻

2009, 31(S1): 22-27. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.037

[摘要](221)

[PDF 819KB](7)

摘要:
通過現有鐵源利用及碳冶金流程分析,提出了太陽能光伏非碳冶金概念.太陽能光伏非碳冶金研究包括高溫冶煉、非碳還原介質的選擇及還原-熔融三個方面.自主設計制造了1kg容量的太陽能非碳冶金系統,進行了三類非碳冶金實驗.實驗結果表明太陽能光伏非碳冶金在技術上可行,自主設計制造的太陽能光伏非碳冶金系統均能滿足冶煉要求.高溫冶煉實驗光伏電池轉換率9.8%,鋼水熱焓占總能量消耗5%;非碳還原制鐵實驗電解法電流效率平均為85.1%,最高可達97.6%;氫還原Fe₂O₃還原度影響因素由強到弱依次為:氣氛、溫度、時間、粒度.根據實驗結果,研究還需深化,以尋求太陽能光伏非碳冶金系統更好的經濟性、穩定性及可操作性.

中碳鋼板坯保護渣結晶性能的優化

景財良, 尹娜, 趙紫鋒, 張炯明, 王新華, 王萬軍

2009, 31(S1): 28-31. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.036

[摘要](235)

[PDF 945KB](8)

摘要:
選取常規用保護渣和高拉速用優化保護渣研究了其高溫結晶性能與玻璃質渣膜回溫結晶性能.研究表明,優化后的高堿度保護渣具有較高的結晶溫度和較低的脫玻化溫度,同等實驗條件下析晶能力更強,結晶相主要為槍晶石(3CaO.2SiO2.CaF2),并且晶粒粗大,凝固組織中有大量空隙,渣膜表面粗糙度大,有利于增加渣膜熱阻,更適合于高拉速生產.

轉爐煉鋼氧氣射流技術

李存牢, 朱榮, 王慧霞, 韓麗輝, 石立光

2009, 31(S1): 32-37. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.035

[摘要](316)

[PDF 832KB](11)

摘要:
為了研究轉爐煉鋼氧氣射流的應用情況,利用FLUENT軟件模擬研究了集束氧氣射流,并對比了集束射流和超音速射流的射流特性.在某廠35t轉爐進行了集束射流的初步工業試驗.試驗結果表明:使用集束氧槍后的轉爐煉鋼脫磷效率提高,鋼鐵料消耗及氧氣消耗均有所下降.

連鑄中間包內部結構優化的數理模擬及冶金效果

唐海燕, 于滿, 李京社, 包燕平, 蔣靜, 吉傳波, 李濤

2009, 31(S1): 38-42. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.034

[摘要](214)

[PDF 601KB](5)

摘要:
通過中間包水模型實驗和數值模擬對4流中間包兩種控流裝置下包內流場進行了模擬研究.結果表明:原中間包內由于形成了短路流使得鋼液在中部水口的停留時間短,與邊部水口的停留時間相差大.改進型中間包能均勻鋼液在不同水口的停留時間,減小中間包的死區比例,提高夾雜物的去除率.工業實驗表明與原中間包相比,使用改進型中間包鑄坯中的大型夾雜物含量和顯微夾雜物數量分別降低44.9%和2.7%.

鐵礦煤球團內生還原氣生產DRI工藝及估算

蘇亞杰, 杜英虎, 陳壽林

2009, 31(S1): 43-48. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.033

[摘要](213)

[PDF 521KB](6)

摘要:
在高爐熱風爐中用高爐煤氣、垃圾制燃氣、低熱值煤氣加熱循環還原氣,或用紅焦、熱DRI(直接還原鐵)等熱量加熱循環還原氣至1100℃,輸入還原豎爐加熱鐵礦煤球團,生產DRI,從爐頂氣中回收硫和CO₂,爐頂氣凈化后作為還原氣循環使用.球團內煤干餾形成的半焦、焦炭起到了與高爐內焦炭不同的骨架作用.利用還原反應后氣體余熱來預熱和干餾球團,利用鐵精礦粉和煤粉的高比表面積,利用煤的干餾氣化促進低溫下碳的一次氣化反應和直接還原反應,使DRI煤耗進一步降低.設爐頂氣溫度降到150℃,配煤218kg,高爐煤氣消耗約947m³時,工藝能耗約333kg/t煤.比高爐工藝節能約52%,減排CO₂約83%.比MIDREX節能約84kg標準煤.該工藝簡稱為DRI-NHQ.

出鋼過程鋼水凈化工藝優化研究

白瑞國, 朱榮, 梁新維, 周振華, 張興利

2009, 31(S1): 49-52. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.032

[摘要](216)

[PDF 306KB](9)

摘要:
介紹了轉爐在出鋼過程強化鋼水凈化的工藝,實驗結果表明:該工藝能在較短時間內降低鋼水及熔渣氧化性,利用出鋼過程良好的動力學條件進行脫硫,從而提高了LF精煉爐的精煉效果,顯著提高了鋼水純凈度.通過對工藝的優化和完善,可使部分鋼種不經LF爐處理也能滿足品種鋼性能的要求,進而緩解LF爐作業壓力,減少了LF增碳增硅的幾率,提高了低碳低硅鋼的成分命中率.

RH冶煉超低碳鋼的最優工藝研究

岳峰, 崔衡, 李朋歡, 包燕平

2009, 31(S1): 53-57. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.031

[摘要](241)

[PDF 728KB](11)

摘要:
建立了RH碳氧反應模型,計算值和實際測量值吻合較好,可以模擬實際RH精煉過程中的碳氧反應.在一定的初始碳含量范圍內,初始碳含量對RH脫碳結束的碳含量基本沒有影響,同時,RH脫碳反應達到14min后其脫碳速度小于1.5×10^-6min^-1,脫碳反應接近平衡.隨著鋼包渣TFe含量的增高,RH脫碳反應降低的氧含量和碳含量的比值在降低.當鋼包渣TFe含量為8%時,實際計算的碳氧線和理論的碳氧線接近.

一種高靈敏性鋼包下渣檢測裝置的研究與應用

田陸, 包燕平, 李娟, 黃郁君

2009, 31(S1): 58-61. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.030

[摘要](246)

[PDF 755KB](12)

摘要:
在鋼水澆鑄過程中,需要嚴格控制鋼包到中間包的鋼渣量.通過對國外多種下渣檢測技術的調研分析及國內多個鋼廠的現場試驗,提出了一種高靈敏性的鋼包下渣檢測裝置,從硬件上改變了傳統采集的單一檢測方式,同時在軟件上簡化了下渣特征提取的算法.通過在現場使用,取得了較好的檢測效果,有效控制了進入中間包內的鋼渣量,提高了鋼廠的經濟效益.

管線鋼LF脫氧脫硫熱力學及實驗分析

儲瑩, 郭漢杰, 楊學民, 陳君

2009, 31(S1): 62-66. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.029

[摘要](227)

[PDF 524KB](11)

摘要:
通過對LF冶煉高級別管線鋼的脫氧熱力學分析和脫硫影響的研究,確定了合理的脫氧劑量.為對比改進效果進行了工業實驗,同時分析了渣中各氧化物和造渣工藝對脫硫效率的影響,給出了首鋼遷鋼要達到高脫硫效率所需的最佳渣系和各指標值,并指出進站20min內是脫硫最關鍵的時段.改進后的工藝可以使LF冶煉周期縮短約8min.

含氮316L不銹鋼氮合金化工藝研究

崔衡, 董志平, 時顏林, 李實, 杜建新, 劉竑, 包燕平

2009, 31(S1): 67-71. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.028

[摘要](218)

[PDF 554KB](6)

摘要:
在常壓和真空條件下研究了溫度與氮分壓對316L不銹鋼中氮溶解度的影響,鋼中氮的溶解度隨著溫度的降低而升高,隨著氮分壓的增大而增大.建立了316L不銹鋼氮溶解度熱力學計算模型,不同吹氮條件下氮溶解度實測值與熱力學模型計算值較吻合.在1773~1873K條件下,生產控氮型316L不銹鋼,氮分壓要控制在6~28kPa以上;生產中氮型316L不銹鋼,氮分壓要控制在22~101kPa以上.常壓下吹氮10min,鋼液含氮量即可超過0.10%.

RH精煉鋼中全氧量變化與操作改進

區鐵, 朱萬軍, 田義勝, 孫偉, 林利平

2009, 31(S1): 72-75. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.024

[摘要](243)

[PDF 556KB](10)

摘要:
為了使鋼中全氧量控制在一個適當的水平,在武鋼煉鋼總廠RH真空脫氣裝置對低碳、超低碳鋼進行了脫氧凈化試驗.結果表明,影響全氧去除的因素按作用高低依次是出鋼溶解氧水平,溶解氧與鋼包渣的交互作用,鋼包渣,和真空處理凈化時間.通過改進工藝生產了全氧量 ≤ 10×10^-6,非金屬夾雜物尺寸<10μm的清潔鋼水,建立了一個鋼包內鋼水全氧濃度隨時間變化的新方程,該方程考慮了全氧的表觀平衡含量及環流、擴散傳質對去除氧化物夾雜速率的影響.

新型精煉合成渣的高效脫硫研究

李桂海, 朱榮, 林騰昌

2009, 31(S1): 76-79. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.023

[摘要](277)

[PDF 393KB](7)

摘要:
本文開發了一種預熔型精煉合成渣,具有高堿度低熔點的特性,實驗室條件下,平均脫硫率為84.5%.在工業實驗中,根據鋼種出鋼要求,設計了分鋼種的加料方案.實驗結果表明,本精煉渣可以達到100%出鋼化渣率,精煉時間縮短了11min.與原工業渣系相比,使用本精煉渣后,VD前鋼中氧和氮含量分別降低了7×10^-6和12×10^-6,VD后鋼中氧和氮含量分別降低了5×10^-6和15×10^-6.脫硫率也得到了大幅提高,從電爐出鋼至VD后吊包的脫硫率為92%,最低硫含量達到30×10^-6.

電弧爐煉鋼用四元爐料的冶煉過程物耗和能耗分析

郁健, 李士琦, 孫開明, 王惠斌, 張連君

2009, 31(S1): 80-83. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.022

[摘要](255)

[PDF 484KB](9)

摘要:
天津鋼管集團股份有限公司150t電弧爐煉鋼長期使用四元爐料,其平均爐料配入比為46.2%廢鋼、9.1%生鐵、26.4%熱鐵水、18.3%DRI,通過物料衡算和能量衡算分析了電弧爐冶煉過程的物耗和能量狀況.論文研究得出了單位爐料對物耗和能耗的影響,以及四元爐料結構變化對噸鋼電功率輸入的需求范圍為153~744kW.對大量生產數據進行逐步回歸分析,結果表明:直接還原鐵配入比R_DRI的影響最為顯著,每增加1.0%,噸鋼電耗大約增加1.4kWh;其次是鐵水配入比R_HM,其每增加1.0%,噸鋼電耗大約降低2.0kWh.

含氮不銹鋼氮氣增氮的實驗及工藝

李剛, 李京社, 楊樹峰, 王彥杰, 李耐松

2009, 31(S1): 84-87. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.021

[摘要](223)

[PDF 496KB](7)

摘要:
通過采用氮氣增氮的實驗,研究了鋼液的化學成分、冶煉溫度、表面活性元素和吹氮流量對鋼液增氮的影響.研究結果表明:鋼中的合金元素尤其是Mn、Cr等元素能夠增大鋼液氮的溶解度;冶煉溫度提高,鋼液的增氮速率增大;鋼中的氧對鋼液的增氮有很大的阻礙;吹氮流量增大則鋼液的增氮速率相應增大.同時對含氮不銹鋼采用吹入氮氣增氮工藝進行了探討,為含氮不銹鋼的生產提供了參考.

鐵水預處理中鈦硅錳同時脫除規律及工藝

李闖, 郭漢杰

2009, 31(S1): 88-91. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.020

[摘要](230)

[PDF 458KB](7)

摘要:
通過鉬絲爐上1kg鐵水和感應爐上10kg鐵水的實驗,研究了鐵水預處理時爐渣堿度和鐵水溫度對脫鈦硅錳的影響,并系統的分析了其脫出規律.研究表明鐵水中鈦硅的氧化基本不受鐵水溫度和爐渣堿度的影響,錳的氧化受鐵水溫度和爐渣堿度的影響較大,低溫、低堿度有利于鐵水脫錳.當鐵水溫度T=1280℃,堿度R=0.44,鐵水中鈦硅錳可分別脫除至[Si]=0.011%,[Ti]<0.005%,[Mn]=0.024%,滿足了高純生鐵對錳的指標要求.

合金鋼中鎂鋁尖晶石夾雜物生成與轉化熱力學

姜桂連, 李京社, 李向東, 王再飛, 林曉川

2009, 31(S1): 92-94. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.019

[摘要](234)

[PDF 408KB](5)

摘要:
通過FactSage 6.0熱力學軟件計算,研究了合金鋼中鎂鋁尖晶石(MgO.Al₂O₃)形成和向低熔點復合夾雜物轉化的熱力學條件,以及鈣處理對鋼液成分和夾雜物成分的影響.研究結果表明:鋼中生成鎂鋁尖晶石夾雜物需要鎂的含量較低;當鋼液中溶解鈣的質量分數為1×10^-6時,鎂鋁尖晶石會轉化變成液態的復合夾雜物;隨著鈣加入量的增加,液態復合夾雜物中Al₂O₃和MgO的含量繼續降低,CaO的含量繼續增加,SiO₂的含量較低,基本保持不變;隨著鈣加入量的增加,鋼液中的氧含量會降低,鎂含量增加.

管線鋼中典型夾雜物的熱力學分析

余健, 李晶, 王福明, 傅杰, 阿不力克木·亞森

2009, 31(S1): 95-99. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.018

[摘要](219)

[PDF 655KB](9)

摘要:
通過熱力學計算,分析了X80管線鋼鈣處理后在生成液態鈣鋁酸鹽夾雜物區間內,鋼中鈣活度和鋁含量的關系,確定了生成液態鈣鋁酸鹽夾雜物鈣活度的控制范圍;計算了鋼液鋁硫的關系,以及溫度對鋁硫關系的影響.實驗結果表明鋼中硫質量分數為20×10^-6時,液態夾雜物中的硫化鈣溶解度可以達到0.18%.

復合脫氧劑對430不銹鋼脫氧行為的影響

李陽, 李偉堅, 姜周華, 李雙江

2009, 31(S1): 100-103. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.017

[摘要](251)

[PDF 536KB](3)

摘要:
在MoSi₂爐和MgO坩堝內用復合脫氧劑對430不銹鋼液進行了脫氧實驗研究.以Al和FeSi作為對比脫氧劑,考察了SiCaBa、SiCaBaAl、SiCaBaMg、SiCaBaAlSr四種復合脫氧劑對430不銹鋼中的全氧含量及脫氧產物的分布、尺寸和形貌的影響.實驗表明,用SiCaBa對430不銹鋼液脫氧,可獲得較低的氧含量,其脫氧產物易于上浮,鋼中的夾雜物尺寸明顯減小且形態發生改善呈球形.

鋼液中氣泡和夾雜物的去除

趙晶晶, 程樹森, 陶濤

2009, 31(S1): 104-107. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.016

[摘要](277)

[PDF 670KB](13)

摘要:
熔池中鋼液的流動、氣泡以及夾雜物的大小都影響著鋼液中夾雜物的去除率.研究表明,向上流動的鋼液有利于夾雜物的上浮,幾乎所有的夾雜物都能在鋼液上升流中上浮.向下流動的鋼液對夾雜物和氣泡的上浮有阻礙作用,當氣泡的直徑小于1mm時其在鋼液中將無法上浮.在鋼包精煉吹氬過程中,應使用較小的吹氬量,一方面避免產生過大的氣泡而降低底吹氣體的利用效率,另一方面減小熔池內的鋼液流速,促進氣泡和夾雜物的上浮.但吹氬量也不宜過小,必須使氣泡保持一定的尺寸來保證其充分上浮.在鋼包精煉過程中選擇吹氬量時,應綜合考慮鋼液流速和氣泡大小的影響.

SiMg、Al單獨及復合處理對鐵液中夾雜物的影響

文彬, 宋波, 毛璟紅, 王福明

2009, 31(S1): 108-112. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.015

[摘要](230)

[PDF 788KB](4)

摘要:
在高溫鉬絲爐內向鐵液中加入SiMg合金、Al及復合添加這兩種脫氧劑進行脫氧,并改變其添加順序,分析過程樣中溶解氧、全氧、殘鎂量及夾雜物隨時間的變化.結果表明:1873K時,鐵液中復合添加0.02%(質量分數)的SiMg和0.03%(質量分數)的Al脫氧,其脫氧程度與只用0.05%的SiMg脫氧相當,而鎂的收得率得到提高.SiMg/Al處理的試樣中夾雜物數量隨時間的變化與只用SiMg處理時一致,而Al/SiMg處理的試樣中夾雜物數量隨時間的變化與只用Al處理時一致.

VD精煉工藝對GCr15鋼中總氧及[Al]s含量的影響

胡文豪, 朱施利

2009, 31(S1): 113-117. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.014

[摘要](244)

[PDF 486KB](5)

摘要:
在杭鋼VD精煉爐工業化實驗的基礎上研究了VD處理過程爐渣組元對GCr15鋼中[Al]s的影響,以及VD真空時間和真空度對GCr15鋼中總氧的影響.實驗結果表明,在2.5~4.5的堿度范圍內,隨著堿度的升高,VD過程鋼中的[Al]s燒損減少,但渣中CaO被還原的趨勢增加.隨著真空處理時間延長,鋼材中的總氧含量先迅速降低,16min后趨于平穩.當真空度大于67Pa時,鋼中總氧量隨真空度的降低而降低,但在真空度小于67Pa后,降低真空度,鋼中總氧含量反而上升.

鋼液中夾雜物的碰撞長大及去除率

舒志浩, 程樹森, 趙晶晶, 程子建

2009, 31(S1): 118-120. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.013

[摘要](244)

[PDF 421KB](6)

摘要:
結合酒泉鋼鐵集團公司實際生產參數,通過理論分析和計算,研究了鋼液中夾雜物碰撞長大的影響因素及去除率.增加攪拌能,升高鋼液溫度都有利于促進夾雜物間的碰撞.在夾雜物碰撞過程中,湍流碰撞起主要作用.適合于碰撞去除的夾雜物半徑在1~13μm之間,其去除率為41.2%~87.8%.

RH真空處理GCr15軸承鋼中全氧及顯微夾雜物的行為研究

吳華杰, 包燕平, 岳峰, 田新中, 薛正學, 艾新港, 賈楠

2009, 31(S1): 121-124. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.012

[摘要](224)

[PDF 747KB](6)

摘要:
針對RH工藝生產軸承鋼,通過現場試驗研究了RH真空處理時間對鋼中全氧和顯微夾雜物的影響.試驗結果表明,延長RH真空時間可以進一步降低鋼中全氧和顯微夾雜物的數量,RH脫氧主要是通過顯微夾雜物的去除,全氧與顯微夾雜物隨時間的變化關系基本一致;真空處理25min可使鋼液中全氧和顯微夾雜降低約60%,比14min時多降低約13%,并得出邢鋼軸承鋼生產條件下,RH精煉過程鋼液的表觀脫氧速度系數為-0.036min^-1;工藝優化后147爐軸承鋼產品的平均全氧為6.7×10^-6.

石油套管鋼鈣處理機理及效果

唐海燕, 李京社, 楊樹峰, 王劍斌

2009, 31(S1): 125-129. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.027

[摘要](238)

[PDF 887KB](4)

摘要:
系統地研究了國內某鋼廠生產的3 9Mn2V石油套管鋼鈣處理前后的總氧含量變化及夾雜物類型,從熱力學上分析了鋼中氧化鋁和硫化錳的變性機理.研究結果表明現有工藝條件下喂入的硅鈣量可以將Al₂O₃完全變性為煉鋼溫度下呈液態的12CaO· 7Al₂O₃和3CaO· Al₂O₃夾雜物,但不能將MnS完全變性為CaS.

氣瓶鋼精煉過程中的MgO·Al₂O₃夾雜物

宋延琦, 李京社, 李嬌, 王再飛, 楊樹峰

2009, 31(S1): 130-134. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.026

[摘要](221)

[PDF 904KB](4)

摘要:
研究了EAF-LF-VD-CC流程冶煉氣瓶鋼30CrMo時精煉過程中含MgO·Al₂O₃夾雜物的生成和轉化,對夾雜物進行了三維分析觀察.研究結果表明:LF精煉30min后夾雜物中Mg含量減小,Ca含量增加,MgO·Al₂O₃夾雜物消失.LF精煉后期Mg含量變化不大,Ca含量減小,未出現MgO·Al₂O₃夾雜物;VD精煉過程中夾雜物中的Mg含量增加,Ca含量變化不大,重新生成了MgO·Al₂O₃夾雜物;精煉過程中MgO·Al₂O₃夾雜物可以向復合夾雜物轉變的,但為防止精煉后期MgO·Al₂O₃夾雜物重新生成必須保證鋼液中具有一定的鈣含量.

EAF-LF(VD)-VT工藝生產曲拐用鋼S34MnV的潔凈度研究

劉劍輝, 朱榮, 林騰昌, 閔興海, 曲素君, 龐宗旭, 白靜

2009, 31(S1): 135-140. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.025

[摘要](211)

[PDF 1120KB](3)

摘要:
針對EAF-LF(VD)-VC工藝生產的大型船用S34MnV曲拐探傷不合的問題,分別在電爐還原期、LF-VD精煉期、澆注和鍛造后鋼錠取樣對鋼中夾雜物進行了研究.結果表明,精煉期間大于15μm的夾雜物比例波動在1.65%~10.34%之間;鋼錠橫截面上凝固前沿的柱狀晶截獲夾雜物的幾率不同,帽口中心部位大型夾雜物含量少于邊部試樣夾雜物含量為5.81mg/10kg;鋼錠尾部中心部位夾雜物含量高于邊部試樣夾雜物含量為25.9mg/10kg;鍛造鋼錠中夾雜物富集嚴重,其中尾部DS類夾雜達到了4級以上.鋼錠鍛造后尾部含有大型夾雜物聚集部分不能完全切除是目前導致產品探傷不合的一個主要原因.

硬線鋼Al₂O₃-SiO₂-MgO-CaO-MnO系夾雜物低熔點區域控制

柴國強, 王福明, 李長榮

2009, 31(S1): 141-144. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.011

[摘要](258)

[PDF 752KB](4)

摘要:
對某廠生產的高碳硬線盤條中的夾雜物成分進行了統計分析,并通過熱力學計算軟件FactSage計算分析了Al-Si-Mn復合脫氧條件下高碳硬線盤條中Al₂O₃-SiO₂-MgO-CaO-MnO五元系夾雜物低熔點區域的控制范圍.在五元系低熔點區域內Al₂O₃的質量分數可達56%,CaO的質量分數為20%~30%.

軸承鋼中TiN夾雜物析出的控制

曾新光

2009, 31(S1): 145-149. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.010

[摘要](237)

[PDF 578KB](8)

摘要:
通過對軸承鋼中TiN夾雜析出的理論分析,得到不同凝固率下TiN夾雜析出溶解度飽和線,據此提出防止TiN夾雜析出的[Ti]、[N]控制范圍,同時提出了生產過程中[Ti]、[N]的控制措施.

軸承鋼中TiN夾雜物的控制研究

田新中, 劉潤藻, 周春芳, 薛正學, 鐘保軍

2009, 31(S1): 150-153. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.009

[摘要](292)

[PDF 621KB](13)

摘要:
研究了軸承鋼中TiN夾雜物的形成熱力學,以及鋼中Ti和N的控制理論,并在某鋼廠進行了GCr15軸承鋼的生產實驗.結果表明,在凝固過程中鋼中Ti或N的含量越高,TiN夾雜物開始析出溫度就越高,析出物的尺寸就越大;使用低Ti合金原料能夠有效降低鋼中的Ti含量;采用低Ti鐵水,初煉渣中的TiO₂降到1.0%以下,能有效控制鋼水中的Ti含量;采用低鈦合成渣過程回鈦量顯著減少,鋼中Ti含量由原來的37×10^-6下降至30×10^-6;優化改進精煉工藝和大包保護澆鑄可以降低鋼中N含量為33×10^-6;降低凝固偏析,能降低TiN夾雜析出.

含0.065%Ti的高強度低合金鋼中夾雜物

余健, 李晶, 李光強, 傅杰, 肖愛達, 王建峰, 齊達

2009, 31(S1): 154-158. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.008

[摘要](226)

[PDF 848KB](6)

摘要:
本文用掃描電鏡分析了鈦質量分數為0.065%的高強度低合金鋼在鈣處理后鑄坯和板材中夾雜物的形貌和大小;用EDS探針分析了夾雜物的成分.結果表明鈦質量分數為0.065%的高強度低合金鋼的夾雜物絕大部分為CaO-Al₂O₃-TiO_x-CaS系夾雜物,并有少量的TiN,統計表明鋼液鈣處理效果良好.最后通過熱力學計算分析了鋼中TiN、CaS夾雜物的析出規律.

EMBr對板坯結晶器鋼液流動、傳熱及夾雜物去除的影響

吳蘇州, 李智崢, 張炯明, 趙新宇

2009, 31(S1): 159-163. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.007

[摘要](260)

[PDF 683KB](3)

摘要:
采用數值模擬方法研究了不同磁感應強度下電磁制動(EMBr)對某鋼廠結晶器流場、傳熱以及夾雜物去除的影響.結果表明采用電磁制動,結晶器內流體的表面流速增加,對窄面沖擊深度減少,結晶器自由表面溫度升高,高溫區上移而且范圍擴大.隨著磁感應強度增加,自由液面溫度提高2~5℃,這有助于保護渣的熔化,可改善彎月面的鋼液流動特性.夾雜物尺寸越大,越容易為結晶器液面所吸收去除,對于尺寸大于30μm的夾雜物,磁感應強度越大,夾雜物越容易被結晶器保護渣所吸收.

凝固組織對連鑄板坯中心偏析的影響

田陸, 包燕平, 黃郁君

2009, 31(S1): 164-167. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.006

[摘要](218)

[PDF 944KB](8)

摘要:
根據鋼廠的生產實踐,從凝固組織入手,從宏觀角度闡釋了凝固組織對中心偏析及鋼液流動的影響.中心偏析是由于凝固界面均一向前推進,溶質元素在中心部位匯聚造成的;柱狀晶發達,高溶質鋼液停留在柱狀晶間的間隙內,可以改善中心偏析;等軸晶凝固界面可以分散匯聚在中心部位的溶質元素,改善偏析;鋼液補充凝固收縮的現象發生在等軸晶區內,惡化了中心偏析.

水平連鑄圓坯凝固及鑄坯質量的研究

寧建成, 朱榮, 董凱, 周春芳

2009, 31(S1): 168-172. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.005

[摘要](256)

[PDF 535KB](4)

摘要:
以水平連鑄圓坯連鑄生產工藝為研究對象,通過射釘實驗并采用Fluent數值模擬軟件建立凝固傳熱模型,研究了在不同工藝條件下圓坯結晶器內的溫度場分布與凝固傳熱過程,并對鑄坯質量進行了相關的檢測分析.通過本研究進一步明確了結晶器內鋼液的溫度場分布,及不同拉坯工藝對結晶器內鋼液溫度場變化的影響.結果表明:通過射釘實驗并采用Fluent數值模擬軟件建立凝固傳熱模型,可以有效分析水平連鑄鋼液的凝固傳熱過程,對改善鋼水質量有積極作用.

連鑄過程板坯展寬矯正的研究

付建勛, 李京社, 張慧, 張興中, 沈昶, 劉學華, 張喬英

2009, 31(S1): 173-176. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.004

[摘要](223)

[PDF 330KB](4)

摘要:
通過對板坯連鑄廠的調查發現連鑄過程中鑄坯的展寬現象在各廠都不同程度地存在,而且通過調整工藝參數來減小鑄坯展寬量的方法不可行.根據結晶器的尺寸與鑄坯展寬的關系,經推導得到矯正鑄坯展寬的結晶器設置公式,結合在鑄機出口位置處在線測量得到的鑄坯寬度,可以算出矯正鑄坯展寬的結晶器參數,從而精確控制鑄坯的寬度.結合馬鞍山鋼鐵公司坯連鑄機的參數給出了一個具體應用實例.

異常粗大的奧氏體晶粒對表面晶間裂紋的影響

李朋歡, 包燕平, 岳峰, 彭尊, 吳華杰

2009, 31(S1): 177-181. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.003

[摘要](231)

[PDF 1091KB](5)

摘要:
在大方坯連鑄中,經常出現的缺陷是表面網狀裂紋.由于鑄坯表面存在網狀裂紋導致軋制過程中出現嚴重的縱裂紋.通過微觀檢測、熱模擬等手段分析了表面網狀裂紋產生的原因及機理,由實驗結果可以看出,表面網狀裂紋沿異常粗大的奧氏體晶粒開裂,其實質是奧氏體晶間裂紋;異常粗大的奧氏體晶粒、殘余元素Cu的富集以及AlN、BN等氮化物和先共析鐵素體薄膜的析出是導致該鋼種產生晶間裂紋的主要原因;大的奧氏體晶粒是殘余元素富集以及氮化物和先共析鐵素體薄膜析出的先決條件,因此表面網狀裂紋是第Ⅱ和第Ⅲ脆性區間相互作用的結果,經常出現在存在凹陷和鼓肚的部位;異常粗大的奧氏體晶粒產生的主要原因是高的過熱度和不均勻冷卻.

20CrMnTi滲碳齒輪鋼中Ti(C,N)的粗化行為

王廣連, 朱榮, 申景霞, 亓海全, 張利平, 李智崢

2009, 31(S1): 182-184. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.044

[摘要](284)

[PDF 320KB](4)

摘要:
基于第二相Ostwald熟化的相關理論,對5爐成分有細微差別的20CrMnTi滲碳齒輪鋼中Ti(C,N)在930℃下的粗化規律進行了計算.結果表明,在930℃滲碳溫度下分別保溫1、2、4、8、16h,隨著保溫時間的延長,各爐鋼中碳氮化鈦顆粒均會發生一定程度的粗化,第二相的粗化速率系數m值越大,粗化行為越嚴重.在保溫8h時,t時間后第二相的平均尺寸d_t變化范圍為2.64~16.2nm,最大偏差在13nm左右;保溫16h時,d_t變化范圍為3.33~20.4nm,最大偏差約為17nm,表明Ostwald熟化作用對Ti(C,N)第二相顆粒尺寸的影響不大.對釘扎奧氏體晶界、阻止奧氏體晶粒長大起主要影響作用的是第二相顆粒的初始尺寸.

Nb含量對Fe-22Mn-0.4C合金層錯能和力學性能的影響

代永娟, 米振莉, 唐荻, 江海濤, 呂建崇

2009, 31(S1): 185-189. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.043

[摘要](209)

[PDF 690KB](2)

摘要:
研究了微合金元素Nb對Fe-22Mn-0.4C合金層錯能和力學性能的影響,利用X射線峰位移法測量計算了不同Nb含量的Fe-22Mn-0.4C合金的層錯幾率變化.結果表明隨著Nb含量的提高,合金的層錯幾率降低,層錯能提高.同時,Fe-22Mn-0.4C合金在拉伸變形過程中,變形機制由以TRIP效應為主導機制變為以TWIP效應為主導機制.不同的變形機制使不同Nb含量合金的力學性能發生變化,并使變形后的層錯幾率出現不同的變化量.

VOD冶煉超低碳馬氏體不銹鋼

劉劍輝, 朱榮, 李士琦, 林騰昌

2009, 31(S1): 190-193. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.002

[摘要](277)

[PDF 297KB](4)

摘要:
利用40tVOD精煉爐脫碳冶煉00Cr13Ni4Mo超低碳馬體不銹鋼.通過合理控制爐內參數得到,吹氧時爐內真空度在26660 Pa左右,停吹氧時真空度在7998 Pa;開吹溫度控制在1600℃左右,停吹溫度在1750~1800℃左右;開吹時提高供氧強度至570 Nm³·h^-1左右,吹煉后期降低供氧強度至550 Nm³·h^-1左右,可以避免鉻的大量氧化;控制氧槍高度在75mm;開吹供氬強度控制在48.4 NL³·min^-1,提高低碳區供氬量至117.5 NL³·min^-1,用以加快鋼包內鋼水環流速度.

影響鋼中鈮的碳氮化物固溶的因素分析

汪春雷, 李京社, 趙和明, 陳永峰

2009, 31(S1): 194-198. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.001

[摘要](232)

[PDF 567KB](3)

摘要:
鈮的析出和固溶對鑄坯質量好壞和鋼材性能優異具有非常明顯的影響,通過計算鋼中碳含量、氮含量、鈮含量和溫度對碳氮化鈮固溶的影響,發現鋼中碳、氮、鈮含量增加,碳氮化鈮的全固溶溫度升高;氮含量增加,NbN的有效活度增加,固溶鈮含量下降;鈮含量增加,在溫度為800~1100℃范圍內,氮化鈮的含量增加;碳含量增加,鋼中固溶鈮降低和鈮的化合物增加.隨溫度升高,固溶鈮與總鈮含量的比值增加,二者比值位于30%~70%之間.

中低碳齒輪鋼中合金元素的偏析行為及其對帶狀組織的影響

張延玲, 劉海英, 阮小江, 李國忠, 白李國, 王福明

2009, 31(S1): 199-206. doi: 10.13374/j.issn1001-053x.2009.s1.042

[摘要](290)

[PDF 1425KB](12)

摘要:
帶狀組織是影響中低碳齒輪鋼內在質量的主要缺陷之一.本研究利用光學顯微鏡觀察到了20CrMnTiH和SAE8620H齒輪鋼工業樣品的帶狀組織,電子探針分析表明兩鋼種樣品中均存在著Cr、Mn、Si等合金元素的帶狀偏聚.分析結果表明,元素偏聚只是產生帶狀組織的必要和前提條件,而非充分條件.除了微觀偏析之外,合金元素對γ→α轉變溫度A_r³的影響趨勢、在鋼液中的溶解度或含量、對C活度的影響趨勢、以及對CCT曲線的影響趨勢等均對帶狀組織的形成或消除具有重要影響.減弱或消除帶狀組織的形成,一方面需要獲得細小的鑄坯二次枝晶間距,促進元素均勻分布,另一方面即便是在存在元素偏聚的條件下,若控制適當的軋制冷卻工藝及合適的奧氏體晶粒尺寸,也有可能從根本上消除帶狀組織.

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2009年第31卷第S1期

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