工程科學學報

高品質IF鋼連鑄中間包降低殘鋼量的水模型研究

苑品, 包燕平, 崔衡, 張穎華, 馬威, 季晨曦

苑品, 包燕平, 崔衡, 張穎華, 馬威, 季晨曦為解決某鋼廠生產高品質IF鋼中間包死區較大,夾雜物不能充分上浮,澆注結束時殘鋼量過多等問題,通過中間包水模擬實驗對擋壩結構進行了優化.結果表明:增加擋壩高度,并開向上角度通鋼孔,可有效提高鋼液向鋼液面的運動趨勢,延長鋼液運動路徑,鋼液滯止時間提高12.5%,死區減少36%;澆注結束時部分鋼水從通鋼孔流出,避免了擋壩間殘留大量鋼液而渣全部進入澆注區現象的發生,理論殘鋼量從9 t降到4.5 t,金屬收得率提高. 工程科學學報. 2011 33(S1): 1-5.

210t RH浸漬管內鋼液流動機理的水模型實驗研究

郭漢杰, 李寧, 申甜甜

郭漢杰, 李寧, 申甜甜采用1:4的比例建立水力學模型模擬210 t多功能RH浸漬管內鋼液流動裝置,對鋼液流態進行分析,并考察吹氬量、浸漬管插入深度及吹氬孔個數對鋼液流場和混勻時間的影響.結果表明:鋼包內存在一主回流和大量小回流,并且來自下降管的下降液流和其周圍液體形成了液-液兩相流,這種流動狀態對鋼包內的混合及傳質起著決定性的作用;本文得到的關于RH鋼包內液體的這種流動狀態,否定了RH過程的早期研究中關于下降管和上升管間存在"短流"現象的結論.吹氬量、浸漬管插入深度、上層和下層吹氬孔個數對鋼液混勻時間的影響都非常明顯,其中吹氬量及下層吹氬孔個數的變化對鋼液混勻時間的影響趨勢較為強烈. 工程科學學報. 2011 33(S1): 6-11.

高速重軌鋼精煉理論與工藝

齊江華, 吳杰, 薛正良, 田青, 吉玉

齊江華, 吳杰, 薛正良, 田青, 吉玉針對高速重軌鋼精煉過程的脫氧、夾雜物控制和脫氫進行了理論分析,并結合工藝實踐,對精煉過程中的爐渣堿度和精煉時間等進行了研究.理論分析表明,爐渣堿度高有利于重軌鋼在LF精煉時脫氧,欲控制重軌鋼中生成2CaO·Al₂O₃·SiO₂,應盡量控制鋼中的Ca和Al含量.工藝實踐表明,在RH精煉時全氧含量和氫含量在15min左右已趨于穩定,爐渣堿度對脫氧無明顯影響,但堿度高會有脆性夾雜物生成.建議高速重軌鋼的精煉可以在LF精煉時采用較高堿度(2.5~3.0),在RH精煉時控制較低的爐渣堿度(2.0左右),同時控制RH精煉時間在15 min即可達到脫氫脫氧和控制夾雜物的目的. 工程科學學報. 2011 33(S1): 12-15.

煉鋼過程中煤氣預測及優化系統

張海寧, 朱榮, 逯志方, 李桂海, 馬國宏

張海寧, 朱榮, 逯志方, 李桂海, 馬國宏利用灰色關聯度分析方法,研究了與石鋼煤氣發生、消耗相關聯的因素,根據煤氣發生、消耗量與其相關影響因素間的關系建立了石鋼煤氣預測模型,并在此基礎上開發了石鋼煤氣優化系統,實現了煤氣資源的合理利用與分配. 工程科學學報. 2011 33(S1): 16-19.

基于廢氣分析的RH脫碳模型

林路, 包燕平, 岳峰, 王敏, 歐洪林

林路, 包燕平, 岳峰, 王敏, 歐洪林為連續預測RH熔池內碳含量,實現對RH脫碳終點碳含量控制,以物質C平衡為基礎,通過對某鋼廠250 t RH廢氣分析系統分析的廢氣流量以及廢氣中CO、CO₂含量進行連續監控,建立了基于廢氣分析的RH脫碳數學模型.該模型計算表明:對于冶煉成品中碳質量分數≤ 30×10^-6的超低碳鋼,模型計算RH脫碳終點碳質量分數誤差都在±5×10^-6之間;在RH脫碳后期,廢氣中CO+CO₂質量分數低于5%時,熔池內脫碳速率低于10^-6 min^-1,此時可判定脫碳結束.同時結合現場工藝條件分析了壓降平臺以及吹氧操作對RH脫碳速率的影響. 工程科學學報. 2011 33(S1): 20-24.

鐵水預處理脫鈦熱力學計算與實驗分析

吳巍, 倪冰, 劉壯壯

吳巍, 倪冰, 劉壯壯鐵水預處理脫鈦已被應用到實際生產中,鐵水中的硅、錳、碳、磷在脫鈦的同時都存在被氧化的可能.熱力學計算和熱模擬實驗表明,鐵水溫度越低越有利于脫鈦反應的進行.脫鈦時,鐵水中硅含量隨鈦含量的變化呈正比例下降,錳、磷含量變化與鈦含量變化關系不大.鐵水中碳的氧化主要受鐵水溫度影響,溫度越高碳越容易氧化.要做到深脫鈦,需要控制得到更低的鐵水硅含量、更低的鐵水溫度以及抑制碳的氧化. 工程科學學報. 2011 33(S1): 25-28.

鐵水脫鈦理論分析與實驗研究

徐迎鐵, 陳兆平, 夏幸明

徐迎鐵, 陳兆平, 夏幸明通過對鐵水噴粉脫鈦熱力學和動力學的分析,建立了動力學模型,計算得到在1350℃不同停留時間條件下噴吹不同粒徑的脫鈦劑時,脫鈦、脫硅和脫碳量的變化情況.寶鋼魚雷罐噴吹富含氧化鐵的脫鈦劑,根據實際停留時間的計算值,分析得到其脫鈦劑的顆粒直徑在0.5~0.8 mm比較合適.通過感應爐實驗研究了脫鈦劑的脫鈦與脫硅規律,結果表明:脫鈦和脫硅基本同步進行,脫鈦率與脫硅率比在0.8~1左右,30 min內的脫硅率或脫鈦率在40%~80%之間.由此可見,噴吹高含量氧化鐵的粉劑脫鈦劑進行脫鈦是首選,可取得良好的脫鈦效果. 工程科學學報. 2011 33(S1): 29-33.

地轉偏向力對側頂復吹AOD爐流場影響的理論分析

唐海燕, 李京社, 丁小明, 唐雯聃

唐海燕, 李京社, 丁小明, 唐雯聃基于地轉偏向力的原理和120 t側頂復吹AOD爐的構造,對AOD爐和地轉偏向力的關系進行了理論分析和計算,認為地轉偏向力通過對AOD爐內側槍和頂槍氣流的作用影響其流場.針對本研究的AOD爐,計算表明地轉偏向力使頂槍氣流從出口到熔池液面發生7.92×10^-8(°)的偏轉,使側槍氣流發生1.88×10^-4(°)的偏轉,說明地轉偏向力對側槍氣流的影響更大. 工程科學學報. 2011 33(S1): 34-37.

LF爐鋼液成分微調合金計算公式推導與解析

閻立懿, 龔哲豪

閻立懿, 龔哲豪為了發揮LF爐精煉優質鋼及流程節奏調節能力的作用,開展了LF爐過程優化主要內容之一的鋼液成分微調優化的研究.該研究有利于:實現快速準確的合金計算,縮短處理周期,提高流程節奏調節能力;實現自動稱量、自動加入,減輕勞動強度;可對鋼液成分實現下限控制,尤其對貴重合金,降低合金消耗;可對鋼液實現窄成分控制,提高鋼質量,實現一材多用,等.為建立LF爐鋼液成分微調模型,給出了合金計算公式的推導過程及公式的解析,并給出LF爐鋼液合金成分微調模型框圖,為LF爐過程優化奠定基礎. 工程科學學報. 2011 33(S1): 38-41.

超低碳鋁鎮靜鋼方坯連鑄工藝

馬富平, 包燕平, 王毓男, 王敏

馬富平, 包燕平, 王毓男, 王敏為了對超低碳鋁鎮靜鋼的生產工藝進行優化研究,結合某鋼鐵廠的現有工藝裝備和條件,經過大量試驗研究,確立了轉爐-LF-RH-連鑄機的工藝路線,并實施轉爐初煉鋼水質量控制、鋼包頂渣改制及成分控制、RH工藝優化及鈣處理等工藝優化措施.工藝流程優化后,控制轉爐初煉鋼水出鋼氧的質量分數為0.04%~0.08%,終點碳0.03%~0.05%%,鋼包頂渣改制后FeO+MnO<3%,鈣處理鋼中Ca的質量分數達到0.002%~0.003%,解決了方坯連鑄中包水口絮流的技術難題,實現了超低碳鋁鎮靜鋼方坯順利澆鑄,連澆爐數達到8爐以上,達到了成品碳含量[C]<50×10^-6,全氧含量≤ 30×10^-6的較好質量水平. 工程科學學報. 2011 33(S1): 42-45.

冷軋、退火工藝對SUS430鐵素體不銹鋼深沖性能的影響

陳培敦, 張正法, 馬正偉, 王宏霞

陳培敦, 張正法, 馬正偉, 王宏霞化學成分、非金屬夾雜物、連鑄坯等軸晶率、熱軋、冷軋及和退火工藝都會對材料的深沖性能有較大的影響,結合山東泰山鋼鐵集團有限公司SUS430熱軋不銹鋼帶的實際生產工藝水平,將研究重點放在了冷軋和退火工藝上.通過對比分析,最終得出使用退火的熱軋板、酸洗后一次冷軋并把壓下率控制在80%~85%可以使冷軋成品板退火后具有優良的深沖性能. 工程科學學報. 2011 33(S1): 46-50.

Fe-Ni-O-C體系中Fe、Ni的固態還原機理

張延玲, 楊小剛, 魏文潔, 祁成林

張延玲, 楊小剛, 魏文潔, 祁成林運用差示掃描量熱法、采用XRD檢測等手段探討研究了Fe-Ni-O-C體系中Fe、Ni的還原行為,樣品主要包括NiO+C、Fe₂O₃+C、NiFe₂O₄+C、NiO+Fe₂O₃+C和Ni+Fe₂O₃+C等5種體系.結果表明:NiO+Fe₂O₃體系中由于NiFe₂O₄及Fe-Ni合金的生成使得該體系被還原的反應開始溫度高于純NiO,且最大反應速率對應的溫度及還原反應結束溫度均高于純NiO但低于純Fe₂O₃物質;相對于NiO+Fe₂O₃,NiFe₂O₄被C還原的開始及結束溫度均更高,且還原速率更小;Fe₂O₃被C還原可分為三個階段,金屬Ni的存在能夠明顯促進鐵氧化物的還原,主要是促進了Fe的各種氧化物形式(Fe₂O₃、Fe₃O₄和FeO)直接向金屬Fe形式的轉換;數據顯示C還原NiFe₂O₄的過程也基本可分為三個階段,不同階段中產物的形態和種類均存在一定差別. 工程科學學報. 2011 33(S1): 51-56.

BOF-LF-VD冶煉非調質N80鋼工藝

高金濤, 李士琦, 關勇, 劉潤藻, 王玉剛

高金濤, 李士琦, 關勇, 劉潤藻, 王玉剛對鞍鋼采用氧氣頂吹轉爐(BOF)冶煉、非調質工藝開發的N80級油井管用鋼進行了系統的工藝設計、實驗室研究、工業實驗及工業生產研究.提出了V、N微合金化取代常規淬火和回火工藝,設計了非調質N80的化學成分,確定了符合鞍鋼氧氣轉爐大規模生產非調質N80的冶煉工藝以及各工序的工藝控制要點,特別是確定了實際工況下氧氣轉爐終點碳、氧、溫度的回歸公式以及VD底吹增氮動力學模型等關鍵工藝要點.連續生產的實測數據分析結果表明:非調質N80冶煉工藝穩定可行,化學成分、冶煉工藝設計合理,力學性能和使用性能均滿足API Spec 5CT及油井管生產的特殊要求. 工程科學學報. 2011 33(S1): 57-62.

轉爐鐵水預處理脫磷實驗研究

高圣勇, 田志紅, 朱立新, 趙長亮, 閆占輝, 羅伯鋼, 魏鋼

高圣勇, 田志紅, 朱立新, 趙長亮, 閆占輝, 羅伯鋼, 魏鋼首鋼京唐公司采用轉爐鐵水預處理脫磷工藝作為潔凈鋼生產平臺,通過前期58爐冶煉實驗,摸索出一套適和京唐公司生產實際的操作工藝,并在造渣制度、吹煉模式、溫度控制等方面取得了重大突破,實現了穩定、高效生產低磷鋼、超低磷鋼的目標.脫磷爐終點磷的質量分數平均為0.017%,碳的質量分數為3.69%,脫磷爐終點平均溫度為1350℃,并有10爐鋼的脫磷爐終點磷的質量分數小于0.015%,最低為0.008%,達到了生產超低磷鋼的預脫磷要求.對實驗中影響脫磷效果的因素,如鐵水硅含量,脫磷爐終點溫度、終點碳含量、終渣堿度和氧化性等,進行了深入研究.分析表明當鐵水硅的質量分數小于0.45%時,可以達到比較好的脫磷效果;脫磷爐的脫磷效果隨終點溫度的升高而逐漸變差,但為保證脫碳爐有足夠的熱量,脫磷爐終點溫度控制范圍為1350~1380℃;脫磷爐合理的碳含量范圍應該在3.3%~3.8%之間;堿度控制在1.8~2.2即可滿足脫磷爐的脫磷效果;通過增加礦石加入量,保持較高槍位可以提高冶煉過程渣中(FeO)含量,提高脫磷爐的脫磷效率. 工程科學學報. 2011 33(S1): 63-67.

轉爐脫磷及熔池氧化特性

區鐵, 朱萬軍, 王國平, 李小明, 王金平, 楊成威

區鐵, 朱萬軍, 王國平, 李小明, 王金平, 楊成威為了改善脫磷,在實驗室和工業轉爐的基礎上開展了一些試驗.結果表明,在頂底吹條件下,攪拌強度、碳磷氧化反應轉化溫度、金屬液碳含量和爐渣成分對脫磷有明顯影響.用試驗數據建立了一個包括碳含量和攪拌因素在內的磷分配比公式,并驗證了一個脫磷反應速率方程.在考察熔池氧化性的同時,提出了一個支配鐵氧化的吹煉指數來調整氧在爐渣和金屬液之間的分配.在實際操作中,通過控制頂底吹條件和爐渣成分使脫磷和熔池中鐵的過氧化均獲得改善. 工程科學學報. 2011 33(S1): 68-72.

高碳鐵液中的Al-C-O平衡

李寧, 郭漢杰, 張鑫

李寧, 郭漢杰, 張鑫為了促進鐵水脫硫,在鐵水預處理過程中加Al脫氧,由于鐵水中C含量很高,Al、C同時存在于鐵水中.研究了鐵水中生成Al₄C₃的判定條件,分析了Al₄C₃的生成對Al脫氧的影響.利用熱力學方法,計算了a_Al⁴·a_C3的值,從而對Al-C-O三相平衡進行了分析,通過得出的a_Al⁴·a_C3值繪制了Al-C平衡曲線,并進行了相關討論,以確定Al₄C₃的生成范圍. 工程科學學報. 2011 33(S1): 73-76.

電弧爐爐氣成分的影響因素

董凱, 朱榮, 劉文娟, 王學利, 李猛, 孫永喜

董凱, 朱榮, 劉文娟, 王學利, 李猛, 孫永喜為進一步完善對電弧爐爐氣成分變化規律的研究,本文分別對電弧爐爐氣中CO、CO₂、O₂和N₂間的相互關系,以及電弧爐供氧流量、電弧爐熔池碳含量對電弧爐爐氣成分的影響進行實驗研究.結果表明,爐氣中CO在有大量CO₂氣體存在下開始出現,并隨著CO₂含量的增加而增加;O₂與CO₂、N₂含量呈線性關系;O₂與CO與呈指數關系;隨著供氧流量的提高,爐氣中CO和CO₂的含量逐上升,O₂和N₂的含量降低,氧氣的利用率提高;當鋼水中碳質量分數為1.3%左右時,爐氣中CO、CO₂含量達到最大. 工程科學學報. 2011 33(S1): 77-82.

轉爐煉鋼前期石灰石分解及CO₂氧化作用的熱力學分析

李宏, 馮佳, 李永卿, 郭洛方, 宋文臣

李宏, 馮佳, 李永卿, 郭洛方, 宋文臣應用熱力學方法,對轉爐煉鋼前期高碳低溫鐵水條件下石灰石分解及CO₂氧化作用進行了分析,推導出了CO₂分壓(p_CO₂)和高碳低溫區域碳活度系數f_C,%的求解方程.結果表明:石灰石中CaCO₃在高碳低溫的鐵水面附近,其分解反應平衡溫度比標準狀態時低得多,隨著吹煉過程中爐溫上升其反應趨勢增大,CO₂在轉爐煉鋼吹煉初期與[C]、[Si]、[Mn]和Fe(l)的反應都可以自發進行,其排列次序與各元素被O₂氧化的反應相同;在高碳低溫鐵水條件下p_CO₂值非常小,轉爐煉鋼初期p_CO₂在0.002 2~0.000 5p^Θ左右,因此可以認為石灰石分解產生的CO₂會全部參與鐵水氧化反應. 工程科學學報. 2011 33(S1): 83-87.

VOD精煉不銹鋼過程中真空噴濺的預防與控制

李實, 池和冰, 劉竑, 董志平, 成偉

李實, 池和冰, 劉竑, 董志平, 成偉對VOD真空精煉不銹鋼過程中普遍存在的一種棘手的工藝控制問題——"真空噴濺"進行了研究與討論.首先,闡述了真空噴濺的形成原因、表現形式以及帶來的危害;其次,介紹了大生產中有效預防和控制真空噴濺的具體措施.結果表明,真空噴濺的事前預防可以通過穩定VOD起始鋼水條件及加強VOD鋼包狀態管理來實現,真空噴濺有效控制的關鍵是合理控制VOD真空精煉過程及相關參數,此外,真空蓋系統的革新設計也可以在一定程度上削弱真空噴濺的危害. 工程科學學報. 2011 33(S1): 88-92.

集束射流火焰燃燒特性熱態實驗

申景霞, 董凱, 劉文娟, 朱榮

申景霞, 董凱, 劉文娟, 朱榮通過實驗室建立的小型實驗爐,進行集束射流加熱金屬冷料的熱態模擬實驗,分析了集束射流火焰在不同冶煉階段的成分變化.實驗研究表明:集束射流火焰形態呈現多樣性特點,燃燒產物成分不斷變化.在金屬冷料的存在作用下,少量CO₂氣體產生,O₂增加,CO下降;熔化期中,O₂逐漸升高,CO逐漸降低,CO₂體積分數一直保持在1%~2%;脫碳期與熔化期相比,O₂下降,而CO上升,CO₂稍有增加;脫碳期中,鋼水中C含量逐漸降低,CO₂和O₂有所增加,而CO含量劇烈降低.集束射流火焰燃燒產物中,各成分之間關系密切,CO的含量隨著O₂含量的升高而降低.在熔化期中,CO氣體含量隨著CO₂氣體含量的增加而增加;在脫碳期,CO氣體含量隨著CO₂氣體含量的增加而降低. 工程科學學報. 2011 33(S1): 93-97.

鄂西高磷鮞狀赤鐵礦含碳球團脫磷

宋延琦, 李京社, 丁小明, 王敬慧, 孫麗媛

宋延琦, 李京社, 丁小明, 王敬慧, 孫麗媛根據鄂西地區高磷鮞狀赤鐵礦的礦物特性結合煤基直接還原方式的特點進行了脫磷實驗研究,實驗過程中還原煤為哈密煤.實驗結果表明:采用煤基直接還原+磁選工藝在實驗室條件下可以獲得最低磷質量分數為0.031%的鐵精粉;為了達到這一實驗結果,必須保證滿足還原脫磷條件的最佳還原溫度和配碳量(本實驗條件下,最佳還原溫度為1250℃,礦煤比1.25),生球要有適宜磷還原的二元堿度(R ≤ 0.8),適中的原礦粒度(2 mm以下),最后保證達到反應平衡的還原時間(50 min). 工程科學學報. 2011 33(S1): 98-102.

SPHD鋼可澆性的工業試驗

朱經濤, 李京社, 孫麗媛, 宋方方, 丁小明

朱經濤, 李京社, 孫麗媛, 宋方方, 丁小明針對某廠應用LD-RH-CC工藝生產SPHD低碳低硅鋁鎮靜鋼過程中,水口結瘤嚴重、連澆爐數較低的問題,通過現場試驗研究了螢石的加入對鋼中夾雜物及鋼水連澆性的影響.試驗結果表明:水口結瘤物的主要成分是Al₂O₃-CaO-MgO,其中Al₂O₃質量分數在70%以上.通過向RH爐真空室內加入一定量的塊狀螢石,可將出站精煉渣中鈣鋁質量分數比w_CaO/w_Al₂O₃控制在2左右,鑄坯中Al₂O₃夾雜物含量有所減少并且粒徑變小,鈣鋁酸鹽夾雜物比例有所提高,連澆爐數可達到3爐以上. 工程科學學報. 2011 33(S1): 103-107.

首鋼TMCP工藝E/F級高強船板冶煉工藝

徐永林, 李京社, 徐莉

徐永林, 李京社, 徐莉為了達到船級社認證要求的較高的低溫沖擊韌性、良好的可焊性等特殊要求,首鋼通過采用低碳、Nb/V/Ti、Ni微合金化的成分設計,嚴格控制化學成分及鋼水潔凈度,尤其是TMCP控軋控冷工藝制度等主要冶金技術,開發了合金用量低、工序少、具有良好的低溫韌性和焊接性能的E36/40、F36/40級船板.采用該項工藝生產的E36/E40級高強船板工藝達到穩定工業批量生產水平,鋼板性能合格率、產品成材率較高,生產工藝合理,質量穩定,產品綜合性能優良. 工程科學學報. 2011 33(S1): 108-115.

高級別管線鋼鈣處理冶金效果研究

孫彥輝, 熊輝輝, 王小松, 陳永, 吳國榮, 潘紅

孫彥輝, 熊輝輝, 王小松, 陳永, 吳國榮, 潘紅針對管線鋼L360QS進行了鈣處理實驗研究,考查鋼液中[Ca]、[S]對夾雜物變性的影響.結果表明,鋼中的硫被脫到0.002%~0.003%(質量分數)范圍內的較低水平,脫硫率最高達85.0%,與實驗預期吻合.隨著鋼液中[S]增加,夾雜物中CaS+MnS的平均質量分數相應增加,但夾雜物中的CaS含量不一定增加.鈣對夾雜物變性作用非常明顯,[Ca]相對高的管線鋼,其夾雜物絕大多數都變性為球形的含CaS鈣鋁酸鹽復合夾雜,不存在MnS夾雜和MgO·Al₂O₃夾雜.為使氧化夾雜和硫化夾雜都變性完全,鋼液中的硫的質量分數應控制在0.002%左右,鈣的質量分數應控制在0.003 5%~0.004 0%,且[Ca]/[S]>1.9. 工程科學學報. 2011 33(S1): 116-120.

高鋁鋼鈣處理工藝熱力學研究

孫彥輝, 王小松, 許中波, 蔡開科, 王春鋒, 劉良田

孫彥輝, 王小松, 許中波, 蔡開科, 王春鋒, 劉良田為了解決短流程生產高鋁鋼時水口堵塞的問題,對某廠鈣處理工藝前后的鋼液成分以及鋼液中的夾雜物進行了系統研究,并運用Bj?rkvall模型對其進行了熱力學分析.研究結果表明喂鈣量過大,鋼中[S]過高,則浸入式水口(SEN)堵塞物主要為CaS以及含有CaS較高的復合夾雜物.根據鋼液中的Al-Ca-S三元活度平衡圖可知,生產[Al]_s為0.32%~0.39%高鋁鋼時,為防止高鋁鋼澆注過程中生成CaS造成水口堵塞,鋼中[Ca]應控制在0.004 0%~0.008 5%,[S]應控制在0.002 0%以下. 工程科學學報. 2011 33(S1): 121-125.

二氧化碳在轉爐煉鋼中的應用研究

呂明, 朱榮, 畢秀榮, 林騰昌

呂明, 朱榮, 畢秀榮, 林騰昌對煉鋼溫度下CO₂與熔池元素的反應機理進行了研究,并進行了相關熱力學和動力學分析.利用30 t轉爐進行頂底復吹CO₂氣體的煉鋼工藝試驗.試驗結果表明:采用頂底復吹CO₂試驗爐次煙塵量減少了11.15%,煙塵TFe降低了12.98%,爐渣鐵損降低了3.10%,試驗終點鋼液中[N]、[P]含量分別降低了50%和23.33%.轉爐頂底復吹CO₂氣體煉鋼工藝是完全可行的,為轉爐煉鋼節能降耗提供了新方法. 工程科學學報. 2011 33(S1): 126-130.

BOF-LF-RH-CC生產DH36船板鋼潔凈度

吳華杰, 元鵬飛, 岳峰

吳華杰, 元鵬飛, 岳峰潔凈度對船板鋼的性能具有重要作用.通過對BOF-LF-RH-CC流程生產DH36船板鋼各工藝環節系統取樣,采用多種分析方法分析夾雜物的形貌、尺寸、數量及組成,系統研究了D36生產過程中潔凈度的衍變規律.研究表明,采用合理的優化工藝,BOF-LF-RH-CC生產的DH36鋼水高潔凈度較高,鑄坯平均全氧為17.0×10^-6,N為29.0×10^-6,顯微夾雜物6.8 mm^-2,主要為尺寸<5μm的球形氧化物和硫化物復合夾雜,滿足高級別船板鋼的要求. 工程科學學報. 2011 33(S1): 131-136.

LF精煉對CSP集裝箱鋼T[O]和夾雜物影響

朱萬軍, 區鐵, 李光強, 沈繼勝, 王春鋒

朱萬軍, 區鐵, 李光強, 沈繼勝, 王春鋒為提高武鋼薄板坯連鑄連軋產線集裝箱鋼水潔凈度,通過工業試驗考察了LF精煉過程爐渣成分、軟吹氬以及鈣處理工藝對鋼中T[O]和夾雜物的影響.試驗結果表明,適當提高(CaO+MgO)/SiO₂有利于降低鋼中T[O],但同時要考慮(CaO+MgO)/Al₂O₃的比值,適當增加鈣處理前后軟吹氬時間可明顯提高鋼水潔凈度;將爐渣中(CaO+MgO)/SiO₂和(CaO+MgO)/Al₂O₃控制在合適范圍不僅有利于提高鋼水潔凈度,而且有利于鋼中低熔點CaO-MgO-Al₂O₃系夾雜物的生成.根據相關熱力學數據給出了實際生產鋼中生成不同液態鋁酸鈣時[Ca]-[Al]平衡熱力學計算模型. 工程科學學報. 2011 33(S1): 137-141.

RH精煉脫碳與夾雜物控制

孫群, 林洋, 李偉東

孫群, 林洋, 李偉東為了提高RH精煉處理效率及鋼水的潔凈度,鞍鋼股份有限公司煉鋼總廠針對RH精煉裝置脫碳、氧含量和夾雜物控制等相關工藝進行了研究和改進.通過控制轉爐粗鋼液中的碳氧含量、快速提高RH真空度、增加提升鋼液的驅動氣體氬氣流量、吹氧強制脫碳、延長真空脫碳時間、增大插入管管徑以及改善插入管形狀維護等措施,保證了RH精煉的脫碳效果.通過控制鋼包及澆注過程增碳,保證了成品碳穩定控制在20×10^-6以下;同時優化了RH精煉升溫工藝,并開發硅脫氧、鎂脫氧及中間包改質工藝,顯著降低了鋼坯的全氧含量,降低了冷軋夾雜比率,從而確定了合理的RH冶煉超低碳鋼工藝參數及RH精煉搬出后超低碳鋼增碳的控制工藝. 工程科學學報. 2011 33(S1): 142-146.

RH精煉過程中IF鋼潔凈度控制

崔衡, 陳斌, 王敏, 劉風剛, 青靚, 景明偉

崔衡, 陳斌, 王敏, 劉風剛, 青靚, 景明偉為了優化RH處理工藝、提高RH精煉后的IF鋼水潔凈度,通過分析T[O]含量的變化研究了RH純循環時間、鎮靜時間、鋼包頂渣氧化性對IF鋼潔凈度的影響.實驗結果表明:適當延長純循環時間有利于鋼液潔凈度的提高,加TiFe后保證純循環時間6~8min以上可使RH真空處理結束后鋼液T[O]降至30×10^-6以下;隨著RH真空處理結束后鎮靜時間的延長,中間包鋼水T[O]含量總體呈下降趨勢,鎮靜時間大于30 min的爐次,T[O]可控制在35×10^-6以下;RH結束后渣中T.Fe每提高1%,平均Al、Ti總損失會增加1.05×10^-6 min^-1,其中Al損失率0.40×10^-6 min^-1,Ti損失率0.65×10^-6 min^-1. 工程科學學報. 2011 33(S1): 147-150.

潔凈鋼生產中硫的控制

楊森祥

楊森祥針對攀鋼高硫鐵水冶煉現狀,結合不同生產工藝路線,論述了攀鋼近年來為實現潔凈鋼生產,在鐵水預處理、轉爐冶煉、鋼水精煉過程中硫控制技術的開發與應用,形成了提高鋼的純凈度和控制鋼中非金屬夾雜物的數量和形態的潔凈鋼生產工藝技術,實現了350 km·h^-1高速鐵路用鋼軌、電工鋼等潔凈鋼的生產.高速軌成品[S]的質量分數≤ 0.008%的合格率達到95%以上,鋼軌T[O]的質量分數降至0.001 5%以下,夾雜物的分布形態得到有效控制;低硫電工鋼RH脫硫率可達到20%左右,成品[S]控制在0.006%左右. 工程科學學報. 2011 33(S1): 151-156.

Nb、Ti單穩定高純鐵素體不銹鋼鑄坯的凝固組織和夾雜物

孫麗楓, 王宏坡, 劉春來, 鄒勇

孫麗楓, 王宏坡, 劉春來, 鄒勇采用金相顯微鏡和掃描電鏡,研究并討論了鈮、鈦單穩定條件下,高純鐵素體不銹鋼的凝固組織及夾雜物的狀態.結果表明:單鈦穩定相對單鈮穩定能顯著提高鐵素體不銹鋼的等軸晶比例,鈮更能起到細化晶粒的作用.鈮、鈦單穩定條件下鐵素體不銹鋼中夾雜物的分布和類型存在較大的差異. 工程科學學報. 2011 33(S1): 157-160.

X1215易切削鋼連鑄坯成分偏析的研究

王宏斌, 林騰昌, 朱榮, 段飛虎, 李聯生, 張志強, 王勇

王宏斌, 林騰昌, 朱榮, 段飛虎, 李聯生, 張志強, 王勇采用化學分析和低倍酸浸實驗方法研究了低碳高硫易切削鋼連鑄坯的C、Si、Mn、P、S的成分偏析特征并分析其形成原因.結果表明,連鑄坯的C、Si、Mn、P、S的偏析度均在0.9~1.1之間,S、P元素存在中心負偏析,低倍酸浸實驗檢測發現連鑄坯存在中心疏松.分析認為,中心疏松是導致中心元素負偏析的主要原因. 工程科學學報. 2011 33(S1): 161-164.

齒輪鋼氧含量及夾雜物控制技術研究

陳天明, 楊素波, 王新華

陳天明, 楊素波, 王新華利用熱力學軟件計算了齒輪鋼氧含量與夾雜物成分控制、夾雜物轉變條件.結果表明,20CrMoH鋼中具有較高塑性的非金屬夾雜物成分(質量分數)為:SiO₂ 0%~10%、Al₂O₃ 22%~55%、CaO 42%~60%、MgO 5%~10%,與之平衡的鋼液中鋁的質量分數大于0.020%,鈣的質量分數大于0.7×10^-6,a_[O]為0.0005%左右;選擇組成為CaO>40%、Al₂O₃ ≤ 37%、MgO 10%、(% CaO+% MgO)/% SiO₂為10、SiO₂含量盡量低的渣系,鋼中Al₂O₃、MgO·Al₂O₃夾雜物可轉變為低熔點的鈣鋁酸鹽.試驗發現LF和RH精煉結束時鋼液T[O]含量均隨爐渣堿度增加而降低,采用高Al₂O₃含量的爐渣對降低T[O]含量有利;精煉過程鋼液中夾雜物按"Al₂O₃系夾雜物→MgO-Al₂O₃系夾雜物→CaO-MgO-Al₂O₃系夾雜物"順序發生轉變,其中MgO-Al₂O₃系夾雜物向CaO-MgO-Al₂O₃系夾雜物的轉變是由外向內逐步進行的,轉變速度相對較慢;降低T[O]含量有利于生成較低熔點的CaO-MgO-Al₂O₃系夾雜物. 工程科學學報. 2011 33(S1): 165-172.

IF鋼連鑄坯表層夾雜物

陳俊杰, 劉建華, 劉建飛, 莊昌凌

陳俊杰, 劉建華, 劉建飛, 莊昌凌針對國內某廠以BOF-RH-CC流程生產的IF鋼連鑄坯,采用氧氮化學分析、光學顯微鏡分析、掃描電鏡分析、能譜分析和金屬原位統計分布分析等多種分析方法,綜合分析了夾雜物的尺寸、數量、分布以及成分等.結果表明,非穩態澆鑄下鑄坯二次氧化嚴重,大型夾雜物增多;鑄坯寬度1/4位置表層夾雜物數量高于邊部和中部;隨著距內弧表面距離的增加,Al系夾雜物平均粒度越來越小,大于10μm的夾雜物比例也越來越小;鑄坯表層夾雜物含量和粒度明顯高于鑄坯內部,其中距內弧6 mm處夾雜物總數最多. 工程科學學報. 2011 33(S1): 173-178.

H13模鑄鋼錠中夾雜物的分布解剖

劉建華, 陽燕, 莊昌凌, 崔曉寧, 李永亮

劉建華, 陽燕, 莊昌凌, 崔曉寧, 李永亮對5.0 t H13鑄錠進行了解剖,采用掃描電鏡和能譜分析對鑄錠中夾雜物進行了形貌和組成分析,通過T[O]分析和金相顯微鏡統計分析對鑄錠中夾雜物的分布進行了研究.結果表明鑄錠中氧含量較高,平均值達到27.8×10^-6,必須進一步精煉;鑄錠中夾雜物主要為近球形的CaO-Al₂O₃-SiO₂夾雜,塊狀TiN-VN夾雜,沿晶界分布的條狀VC-CrC-MoC夾雜物和少量的CaS-MnS夾雜;尺寸較大的VC-CrC-MoC夾雜物對H13鋼的韌性影響較大,必須在后續熱處理及精煉中加以控制;T[O]和夾雜物在鑄錠中分布不均勻,在鑄錠頭部中心附近,夾雜物及總氧呈負偏聚;而在鑄錠中部及錠尾中心附近,夾雜物及總氧呈正偏聚;同時,鑄錠中下部大尺寸夾雜物數量比較高.為了表征夾雜物的偏聚程度,本文提出了夾雜物偏聚指數的新概念.在5 t H13鑄錠頭部中心夾雜物偏聚指數達到0.75~0.85,而在中下部夾雜物偏聚指數達到1.2~1.3. 工程科學學報. 2011 33(S1): 179-184.

煉鋼過程含鐵塵泥的基本物性與綜合利用

莊昌凌, 劉建華, 崔衡, 劉松濤, Daniele R Attorre, Jim Hunt

莊昌凌, 劉建華, 崔衡, 劉松濤, Daniele R Attorre, Jim Hunt 對國內8家具有行業代表性的長、短流程鋼鐵企業含鐵粉塵利用現狀進行調研,并采用X射線熒光光譜、化學分析、激光粒度分析、X射線衍射和掃描電子顯微分析等手段對含鐵粉塵性狀進行了分析.結果表明:煉鋼粉塵鐵、鈣、鋅元素含量較高,不僅可在鋼鐵生產中回收利用,還可開發為高附加值產品,用于化工、材料等行業;但產自不同工序的粉塵的粒度、比表面積、水分等物性差異較大;鐵主要以磁鐵礦、赤鐵礦、氧化亞鐵、少量金屬鐵及鐵酸鈣形式存在,Zn以鐵酸鋅存在.煉鋼粉塵的研發利用必須充分考慮上述諸多因素.目前煉鋼粉塵外售比例較大,部分用作燒結配料,少量用于煉鋼造渣劑,利用層次較低,需研究高效利用工藝技術. 工程科學學報. 2011 33(S1): 185-192.

新型聚合物橋面鋪裝結構層間剪切性能

吳迪, 張宏超

吳迪, 張宏超通過室內斜剪試驗評價了聚合物橋面鋪裝層間抗剪強度,分析了剪切速率、溫度以及涂膜厚度對層間抗剪強度的影響.結果表明:聚合物鋪裝結構層間抗剪強度值隨著剪切速率的增加而呈冪指數上升;層間抗剪強度隨溫度的上升而下降,試驗組中其值在60℃時達最低,但仍遠遠高于其他鋪裝材料;環氧樹脂抗剪強度在半對數坐標下相對于溫度變化接近線性關系,其相比瀝青類材料受溫度影響程度更小;隨著樹脂膜厚的增加,聚合物鋪裝結構層間抗剪強度表現為先增高后降低的趨勢,計算得Mark-135的最佳膜厚為0.28 mm,Mark-163的最佳膜厚為1.10 mm. 工程科學學報. 2011 33(S1): 193-198.