《炼钢》杂志设有《炼钢》杂志共设置8个栏目:1) 专题论述(特约稿件);2) 铁水预处理(铁水预处理工艺技术及相关技术);3) 转炉及电炉冶炼(转炉、电炉及其它炼钢方法的工艺技术及相关技术);4) 炉外精炼(钢包吹氩、RH、LF、VD、CAS-OB、喂线等工艺技术及相关技术);5) 凝固与浇铸(电渣重熔、模铸、连铸、薄板坯(带)连铸连轧等工艺技术及相关技术);6) 产品工艺及质量控制(不同钢种(包括特钢)的全流程生产工艺开发、质量控制及钢中夹杂物研究等);7) 节能环保(钢渣综合利用、气体回收、负能炼钢等相关技术);8) 其它。
当期目录
2022年 第38卷 第5期    刊出日期:2022-10-05
上一期   
专题论述
镁铝尖晶石基耐火材料抗侵蚀及其与钢液作用进展
汤鉴淮, 马北越, 昝文宇, 田家龙, 姜周华, 邓承继
2022, 38(5):  1-9. 
摘要 ( 35 )   PDF (1111KB) ( 19 )  
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镁铝尖晶石基耐火材料由于具有硬度高、机械强度高、抗热震性好、抗渣侵蚀和渗透性能优异、环境友好等特点,被广泛应用于钢包、电炉、水泥回转窑等高温工业设备的内衬。在钢的冶炼过程中,熔渣和钢液是与耐火材料直接接触的两种最为常见的侵蚀介质,因此综述了近些年关于镁铝尖晶石基耐火材料在制备、抗熔渣侵蚀和渗透,及其与钢液的相互作用三个方面的研究进展,并对镁铝尖晶石基耐火材料未来发展提出了几点建议,以期为耐火材料行业的发展提供一些参考。
铁水预处理
KR搅拌铁水脱硫水模型试验研究
周剑丰, 彭家云, 成志强, 陈 杰, 李明晖
2022, 38(5):  10-15. 
摘要 ( 29 )   PDF (968KB) ( 18 )  
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通过KR铁水预脱硫水模型试验,分析探讨了湖南华菱涟源钢铁有限公司210厂KR铁水脱硫的影响因素。研究结果表明,搅拌器转速、搅拌器插入深度、铁水罐装载深度、罐径比对铁水脱硫动力学有明显影响,搅拌器罐径比0.38、转速160r/min、插入深度213mm、铁水罐装载深度450mm时脱硫效果最好。基于水模型试验结果在涟钢210厂进行了工业性试验:将搅拌器罐径比由原来的0.34提高至0.38(即搅拌器平均直径由原来的1 290mm增大为1 440mm,叶片高度由原850mm增加至950mm),转速调整为116r/min。优化后搅拌时间缩短1.1min、脱硫剂消耗降低3.4%、搅拌器寿命提高36.1%。
固定功率下铁水搅拌喷吹脱硫桨的直径与转速优化研究
何 鹏, 唐 萍, 漆 鑫, 付 灈, 文光华,
2022, 38(5):  16-22. 
摘要 ( 17 )   PDF (1731KB) ( 11 )  
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针对加搅拌桨复合喷吹镁基脱硫剂进行铁水脱硫的方式,搅拌桨直径与转速的增加都能使镁气泡细微化、弥散化,降低弱气流区,达到提高镁利用率和深脱硫稳定性的目的。但是在功率一定的条件下,搅拌桨直径与搅拌转速不能同时增加,因此,采用物理模拟与数值模拟相结合的方式,研究讨论了在最大功率一定的条件下,如何优化搅拌桨直径和转速以提高脱硫效率。研究表明,在搅拌功率一定时,提高搅拌桨转速、降低搅拌桨直径,熔池搅拌性能增强,气泡与搅拌桨更容易碰撞、被甩出,提高气泡细微化、弥散化程度,熔池混匀时间、气含率、气泡尺寸与分布、传质系数与镁利用率达到更好的水平。但当转速增加到一定程度后,会因搅拌桨直径过小,失去搅拌桨的作用,无法有效提高搅拌性能,增大熔池弱气流区,研究表明转速为90 r/min时效果最佳。换言之,在相同功率、搅拌桨直径不过小的条件下,高转速小直径的搅拌桨比低转速大直径的搅拌桨具有更好的搅拌混匀和反应效果。

旋转喷吹与传统喷吹铁水包内气液两相流行为对比
王 鑫, 郑淑国, 朱苗勇
2022, 38(5):  23-30. 
摘要 ( 16 )   PDF (1823KB) ( 16 )  
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为提高喷吹式铁水预脱硫过程的脱硫效率,以某厂180 t铁水包为基础,建立了铁水包内气液两相流模型,系统对比了旋转喷吹与传统喷吹铁水预脱硫过程的气泡分布、液相流动特性和混匀行为。结果表明:喷枪实现旋转后,气泡在喷枪周围螺旋上升,并分散在喷枪周围,从而两相区内气体体积分数较小。在Y=3.5 m平面上,气体体积分数的峰值从传统喷吹时的0.087降至旋转喷吹时的0.081。旋转喷吹下两相区内的气相速度小于传统喷吹下的气相速度。铁水包内气体总体积从传统喷吹时的0.107 m3增至旋转喷吹时的0.111 m3,增加约3.7%。采用旋转喷吹,虽两相区内液相速度和湍动能均减小,但受气泡驱动的铁水区域增加,同时液相速度和湍动能在铁水包内分布较为均匀,增强了溶质的传输速率。铁水包内的混匀时间由传统喷吹时的107.3 s降至旋转喷吹时的100.1 s,混匀时间减少约6.7%。工业试验后发现,旋转喷吹较传统喷吹脱硫率提升2.6个百分点,镁粉和钙粉消耗分别降低约5.6%和5.9%。

KR法中桨叶尺寸对流场影响的研究
孙 伟, 贾舒渊, 欧阳德刚, 贺 铸,
2022, 38(5):  31-37. 
摘要 ( 18 )   PDF (2475KB) ( 10 )  
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KR (Kambara reactor)法是现今铁水预处理脱硫过程的主要方法。采用数值模拟的方法,研究了不同桨叶直径对KR脱硫中铁水的流场及速度分布、脱硫剂分布情况的影响。结果表明:随着桨叶直径的增加,增大了铁水包近壁面、底部区域的铁水流动速度,使脱硫剂在包底占比逐渐增加,从而提高了脱硫效果。与原桨叶相比,桨叶直径增加50 mm,混匀时间减少了24.7 %。根据武钢有限炼钢厂试验结果,使用增大直径50 mm后的桨叶进行脱硫,脱硫剂消耗量减少1.2 kg/t。
转炉及电炉冶炼
小颗粒石灰石高温快速煅烧微观组织演变行为研究
孙华康, 李晨晓, 王书桓, 张凯璇, 佟 帅, 张 昀,
2022, 38(5):  38-42. 
摘要 ( 17 )   PDF (2866KB) ( 10 )  
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采用热重分析技术和扫描电镜,研究了小颗粒石灰石在转炉炼钢温度下快速煅烧分解的微观组织行为演变。研究表明:平均粒径在0.13~1.5 mm的石灰石颗粒转化率比较相似,比粒径小于0.13 mm和大于1.5 mm的石灰石颗粒转化速率更快。平均粒径小于0.074 mm的石灰石颗粒在高温下快速煅烧,会出现快速粘结,抑制转化速率。随着煅烧时间的增长,CaO晶粒逐渐长大,晶粒间的气孔先增多增大后又开始收缩;平均粒径为0.84 mm的石灰石颗粒在1350℃下快速煅烧60 s时,出现大量气孔,形成高活性石灰。
120 t转炉高强度顶底复吹特性研究
郭红民, 李 航, 李伟功, 梁少鹏, 吕 明
2022, 38(5):  43-49. 
摘要 ( 21 )   PDF (4883KB) ( 10 )  
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建立了120 t转炉全尺寸几何模型,研究了高强度顶底复吹技术的氧气射流特性与熔池速度、湍动能变化。发现当供氧强度由33 000 m3/h增加到36 000 m3/h后,喷孔出口速度高达517 m/s,流股冲击能力增强,氧气和钢液直接接触面积增大,加快了界面间化学反应速率,熔池速度增大,高速区面积可达1.905 3 m2,炉壁底部区域死区消失,促进了碳、磷等元素在钢-渣界面的传质,同时气-渣-钢三相作用区域炉衬侵蚀和冲刷进一步加剧。在此基础上,将高强度顶底复吹技术应用于120 t转炉生产过程,钢液w(P)=0.025 6 %,基本保持不变;碳氧积为0.002 5,渣中w(TFe)=14.36 %,吹炼时间为12.4 min,与原有工艺相比分别降低了10.7 %、4.3 %和1.3 %,实现了转炉高效冶炼。

复吹转炉溅渣护炉工艺优化模拟研究
贺龙龙, 于 波, 钟良才, 王立新, 李 强, 倪晓东
2022, 38(5):  50-58. 
摘要 ( 14 )   PDF (2366KB) ( 8 )  
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在实验室按照1∶10的几何相似比,建立了120 t复吹转炉溅渣护炉物理模型。通过保证原型和模型的修正弗劳德准数相等,进行了溅渣护炉物理模拟,研究了留渣量、顶吹气体流量、底吹气体流量、溅渣枪位对炉身和炉帽溅渣密度的影响,并得到最优溅渣护炉参数。通过建立转炉溅渣数学模型来模拟瞬态条件下炉渣飞溅过程,研究了顶吹气体流量对炉渣飞溅的影响,并对转炉溅渣护炉数学模拟结果与物理模拟结果进行定量比较,数学模拟结果与物理模拟结果大致相近。
炉外精炼
IF钢RH精炼理论研究与工艺优化
饶江平, 杨治争, 李光强, 刘 昱, 袁 纲, 肖邦志
2022, 38(5):  59-66. 
摘要 ( 22 )   PDF (1312KB) ( 8 )  
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通过对RH真空精炼过程脱碳脱氮热力学和动力学的研究,分析了影响RH脱碳控氮的关键因素。在现场实践中采取预抽真空,改进RH真空室密封性、增设浸渍管颈部冷却装置及优化RH上升管供气管道结构,减少了浸渍管的开裂,既保证了气密性又延长了浸渍管使用寿命。在此基础上优化RH提升气体流量,使RH平均脱碳时间相比改进前缩短4.85min,IF钢RH精炼结束碳、氮、T.O质量分数分别控制在10×10-6,17×10-6,24×10-6。由于大包和中间包为钢液中夹杂物的上浮提供了机会,最终成品碳、氮和T.O质量分数平均值在12×10-6,18×10-6和19×10-6

凝固与浇铸
末端压下工艺改善车轴钢大圆坯中心缩孔的研究
王松伟, 张锦文, 李 亮, 邬中华, 郭 波, 王育田
2022, 38(5):  67-72. 
摘要 ( 18 )   PDF (2537KB) ( 12 )  
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研究了LZ50车轴钢Ф690 mm大圆坯末端压下位置对改善中心缩孔的影响,提出了压下过程表面横裂纹的控制措施,达到了显著减轻中心缩孔的效果。研究表明:大圆坯末端压下可以将变形有效传递至铸坯心部,从中心固相率0.20开始实施压下能起到减轻缩孔的效果,可将铸坯的最大缩孔尺寸由10 mm减小至3 mm以下。末端压下时应控制铸坯表面温度在800 ℃以上,才能避免铸坯表面出现横向裂纹。
铝钛复合处理低碳钢中含Ti夹杂物研究
金朋亮, 曹 磊, 肖远悠, 王国承,
2022, 38(5):  73-81. 
摘要 ( 17 )   PDF (2098KB) ( 5 )  
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在实验室条件下对低碳钢采用Al-Ti复合处理。对铸态钢样品进行FESEM-EDS观察,发现钢中生成了多种含Ti夹杂物,主要分为单体型(如TiOx、TiS、TiN)和复合型(如Al2O3-TiOx、Al2O3-TiS、TiOx-TiS、Al2O3-TiOx-TiS)两类。复合型夹杂物包括以Al2O3或TiOx为核心、TiS或TiOx为外层的双层复合结构,和以Al2O3为核心、TiOx为中间层、TiS为最外层的三层复合结构。根据试验条件进行热力学计算,结果表明:在1873 K钢液中,夹杂物类型随铝钛比的变化而改变,首先生成Al2O3夹杂,随着铝钛比降低,体系中逐渐析出Ti3O5夹杂物,最终析出Ti2O3夹杂物;凝固过程中,TiS优先于TiN和MnS生成;复合夹杂物主要由凝固析出的TiS在先形成的氧化物表面上生成。

节能环保
不锈钢酸洗污泥与AOD渣协同制备硅酸盐水泥的研究
许香帅, 赵 峥, 张延玲
2022, 38(5):  82-88. 
摘要 ( 13 )   PDF (1266KB) ( 7 )  
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AOD渣主要矿物相为C2S和C3S,具备潜在的胶凝活性。不锈钢硫酸酸洗过程会产生大量的酸洗污泥,其中含有高含量的CaSO4,因此可能存在与石膏相似的缓凝剂作用。以高温烧制后的AOD渣和酸洗污泥为原料制备水泥胶凝材料,利用XRD、SEM分析所制胶凝材料的矿物组成及微观结构,利用TG-DTA分析其水化机理,通过抗压测试和ICP等手段分析其抗压强度及铬的固化性能。结果表明:酸洗污泥可以在水泥水化过程中发挥缓凝剂的作用,有效调控水化过程初凝及终凝时间;调质后的AOD渣所制备的水泥28天抗压强度最高可达109.61MPa,满足PC42.5水泥的强度标准;所制备的水泥浆体材料可以有效降低铬的浸出,使其低于危险废弃物中铬的浸出标准。