炼钢

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1. 马钢300 t转炉高效长寿复吹技术研究与应用

徐小伟

炼钢 2022, 38 (3): 6-11.

摘要（108）

针对马鞍山钢铁股份有限公司300 t复吹转炉存在顶枪供氧强度偏小、底吹强度弱、终渣全铁含量高、碳氧积波动大等制约炉机匹配、钢水质量提升等问题，借鉴国内外复吹转炉经验，在理论计算、数学模拟研究的基础上，结合现场实际，优化了马钢300t转炉喷头参数，确定了底吹供气强度，对顶底复合吹炼工艺、操作、炉底结构等进行了调整、优化，实现了强底吹下高效吹氧，炉龄超过7000炉，有效底吹近100%，终点碳氧积、活度氧、终渣w(TFe)分别降至13.7×10^-6、454.8×10^-6、16.66%，磷分配比达124.82，冶金效果显著。

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2. 铁水KR机械搅拌脱硫反应动力学研究进展

彭家云, 李明晖, 欧阳德刚, 李赛赛, 李灿华

炼钢 2022, 38 (2): 11-19.

摘要（107）

KR铁水脱硫工艺（又称机械搅拌法）因其较优的反应动力学条件，及脱硫效率高、脱硫效果稳定和脱硫成本低等优点，广泛应用于国内外各大钢铁企业，逐渐成为铁水预处理脱硫的首选工艺。综述了近年来提高KR机械搅拌法铁水脱硫动力学条件方面的研究成果，通过了解国内外脱硫反应动力学条件的发展动态，为KR动力学条件的改进或优化提供参考。

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3. KR过程铁水包底部倾斜对铁水混匀现象影响的水模型研究

赵艳宇, 蔡新雨, 刘力刚, 董佳鹏, 张立峰

炼钢 2022, 38 (3): 1-5.

摘要（106）

以210 t铁水包为原型建立1∶7的水模型，研究底部倾斜对KR过程铁水混匀现象的影响。研究了铁水包底部倾斜时搅拌桨转速和浸入深度对混匀时间、漩涡、液相中粒子分散和扭矩的影响，并与平底铁水包进行了对比。结果发现，包底倾斜17.5°时，混匀时间较平底时减少30.6 %。搅拌桨转速为110 r/min时，浸入深度增加会导致液相中粒子分散变差，倾底铁水包中粒子分散程度优于平底铁水包。搅拌桨转速为160 r/min时，平底铁水包中粒子分散程度优于倾底铁水包。将平底改为倾底后，同工况下扭矩大幅增加。

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4. SPHC钢LF精炼脱硫工艺实践

郭路召, 赵艳宇, 朱建强, 韩凯峰, 刘春阳, 王建辉

炼钢 2022, 38 (3): 31-36.

摘要（101）

针对低碳低硅钢精炼过程脱硫与增硅问题，通过经典热力学分析了脱硫与增硅的规律。计算表明，当钢中w（Al）≥0.01%，即可将S质量分数降至0.01%以下，继续提高Al含量则增加钢液增硅的趋势。工业实践结果与热力学计算表现出较好的一致性。实际生产中，在钢中的S质量分数低于0.02%的条件下脱硫，钢液的增硅量也将增大，最大的增硅质量分数达到0.0318%；钢液的脱硫量越大，增硅量也越大，当钢中脱除质量分数0.067%的硫时，对应增硅质量分数约0.03%。冶炼中应结合到站Al和S含量综合考虑白灰和铝粒加入量进行造渣，LF精炼结束w（Al）为0.032%~0.038%，精炼渣碱度最适区间为9~11，渣中w（TFe+MnO）为0.6%~0.7%，可同时满足脱硫和减少增硅。

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5. 低合金高强钢中针状铁素体控制的综述

姚浩, 任强, 张立峰

炼钢 2022, 38 (2): 1-10.

摘要（95）

在低合金高强钢中，形成大量的针状铁素体是满足高强度和高韧性的主要方法。影响针状铁素体体积分数的几个关键因素在不同的文献均有体现，也有综述文献总结了针状铁素体形核机制和有利于形核的夹杂物特征，但是并没有系统地总结各因素变化带来的影响。本文总结了奥氏体晶粒尺寸、冷却速率、夹杂物成分、夹杂物尺寸的变化对针状铁素体体积分数的影响。得出结论如下：奥氏体晶粒尺寸为100～200 μm、冷却速率为5～10 ℃/s、夹杂物尺寸为1～2 μm和(Ti、Mg、Zr)O_x夹杂物均有利于促进针状铁素体形核。

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6. 碱度对精炼渣理化性能及磷元素迁移的影响

李倩倩, 吴婷, 杨文, 盛光晔, 廖直友, 王海川

炼钢 2022, 38 (3): 20-25.

摘要（94）

外加电场处理冶金废渣中磷杂质是冶金固废循环利用的重要方式之一。为探究熔渣理化性能对电场强化冶金渣磷元素分离的影响，综合红外光谱、旋转黏度计法、四探针法以及脉冲电场试验，获得不同碱度条件下CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO精炼渣系的结构特征、黏度、电导率，并分析精炼渣理化性能对电场作用下磷迁移效率的影响。结果表明，渣系碱度在2.3~3.2内增加，Si-O和Al-O网络结构呈现解聚-聚合-解聚作用；综合熔渣熔化温度及网络结构影响，熔渣黏度呈现出降低-升高-降低趋势，而综合熔渣阳离子浓度及网络结构影响，熔渣电导率变化趋势与黏度相反；无电场时，综合熔渣网络结构和黏度影响，渣中磷元素迁移率呈现增大-降低-增大趋势，施加电场后，渣钢间原本的平衡态受到破坏，由于熔渣电导率和黏度及网络结构叠加作用，促进了磷元素的进一步迁移，且磷迁移率随碱度增加的变化规律与无电场时呈现的规律一致。

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7. 基于钢包底吹氩的RH真空处理过程中钢水行为及夹杂物分析

刘建伟

炼钢 2022, 38 (3): 26-31.

摘要（85）

钢包底吹氩对钢水的运动、氩气泡在钢水中的迁移及夹杂物去除有重要影响。基于Fluent模拟软件建立了RH真空处理过程中钢包底吹氩的数值计算模型，对RH真空处理过程进行模拟分析，并对此模式下的钢水夹杂物尺寸及分布进行了取样分析。结果表明，RH真空处理过程中钢包底吹氩能有效增加钢包内钢水的流动速度，并减少钢包内部死区占比，同时，在一定程度上促进夹杂物的长大和上浮。另外，过大的钢包底吹氩气流量不但无法促使长大的夹杂物上浮被吸附，甚至还会导致钢水被二次污染。数值模拟及现场取样分析表明， RH真空处理过程中需采用适当的氩气流量钢包底吹氩操作，同等条件下，流量取值以5 m³/h为宜。

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8. 含镍生铁在转炉冶炼含镍钢中的应用

曹磊, 高云飞, 王国连

炼钢 2022, 38 (2): 20-24.

摘要（80）

结合国内某钢厂的生产实践，对含镍生铁在转炉冶炼含镍钢种的应用进行了热力学分析和动力学研究。热力学计算表明，不论是在标准状态下还是在转炉冶炼实际条件下，通过含镍铁块合金化进入铁液或钢液中的镍元素都不可能被氧化形成氧化镍。转炉冶炼X80-1钢表明，通过测定含镍铁块的熔化速率试验，25 mm厚的含镍铁块熔化速度比废钢熔化速度快30 s；转炉半钢成分检验结果表明含镍铁块加入转炉吹炼5 min后可以完全熔化。同时对转炉终渣成分进行扫描电镜以及XRF检测，未发现氧化镍，含镍铁块合金化镍的收得率接近100 %。

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9. 提高纯钙线钙收得率的研究

张思维, 陈林权

炼钢 2022, 38 (2): 32-35.

摘要（77）

通过理论分析和生产实践研究了影响纯钙线Ca收得率的因素，结果表明：1）减少喂丝导管直径能够减小钙线的偏转和盘圈的问题；2）钙的有效吸收区间为包底以上0.3 m至液面下1.22 m；3）钙线的喂线速度受到钙线铁皮厚的影响，不同铁皮厚度的钙线对应一最佳喂线速度；4）在氩气泡循环流的下降流位置喂线时,钙的收得率优于在氩气泡循环流的上升流位置；5）无缝钙线的Ca收得率高于有缝钙线；6）钢液成分影响到钙的蒸气分压，钙的有效吸收区间有所不同，钙在钢液中的停留时间也不同。

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10. 90 t EAF→LF→VD→CCM流程冶炼GCr15轴承钢非金属夹杂物演变

王郢, 王昆鹏, 陈廷军, 徐建飞, 赵阳

炼钢 2022, 38 (3): 58-61.

摘要（73）

对“90t EAF→LF→RH→CC”流程生产轴承钢的全流程夹杂物进行了研究。结果表明，LF精炼结束以CaO-Al₂O₃-CaS和Al₂O₃·MgO尖晶石为主；VD真空处理后，Al₂O₃·MgO尖晶石几乎全部消失，钢中夹杂物以液态钙铝酸盐为主，T.O质量分数由精炼结束的8.6×10^-6降低至破空的4.3×10^-6，夹杂物的去除率达65%。浇铸过程中间包钢水T.O和N含量并未增加，但重新生成了Al₂O₃·MgO尖晶石，重新生成的尖晶石是恶化钢水可浇性的主要原因。

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11. 空气消耗系数对转炉汽化冷却烟道运行的影响

杨森, 秦勤, 于庆波

炼钢 2022, 38 (2): 75-82.

摘要（70）

转炉汽化冷却烟道的安全运行受吹炼时间、空气消耗系数、烟气流速等因素的影响，其中空气消耗系数与实践生产联系最为紧密。依据转炉汽化冷却烟道的热力计算过程编制了热力计算程序，当空气消耗系数发生变化时，通过热力计算程序研究了炉气的理论燃烧温度、汽化冷却烟道的传热量及排烟温度的变化规律。结果表明，180 t转炉在炉气温度1 600 ℃，初始炉气成分φ(CO)=90 %，φ(CO₂)=10 %的情况下，当空气消耗系数从0.08增长至0.30时，炉气的理论燃烧温度提高了286.1 ℃，烟气中φ(CO)从72.468 %下降到41.052 %，换热量大幅增加，烟道出口排烟温度提高了139.12 ℃。

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12. 基于GA-BP神经网络预测转炉出钢过程Mn元素合金化收得率

何孝雨, 王敏, 冀建立, 包燕平, 杨俊峰, 王仲亮

炼钢 2022, 38 (4): 14-20.

摘要（67）

PDF（pc）（1005KB）（19）

转炉脱氧合金化是转炉冶炼工艺的最后一步，钢液内合金成分含量控制是否精确直接影响着精炼工序的冶炼难度与冶炼周期。合金收得率是转炉合金操作人员配加合金时的重要参考标准。合金元素收得率判断的准确性直接影响着钢水成分稳定性与生产成本。通过理论分析和实际数据验证，选取了9项影响锰收得率的可观测指标，并借助因子分析法对数据进行降维处理，得到6个公因子矩阵作为模型的输入，以锰收得率为模型的输出，建立基于GA-BP神经网络的锰收得率预测模型。结果表明，模型的回归系数R²=0.714 78，平均误差为0.01，预测精度98 %以上的炉次占总炉次的75 %，预测的精度较高，对实际生产具有一定的指导意义。

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13. 基于机器学习算法的熔渣液相线温度预测

钟巍, 鲍光达, 王海川, 吴婷, 仇圣桃,

炼钢 2022, 38 (3): 12-19.

摘要（64）

炉渣流动性能是冶金流程高效安全进行的重要因素，由于熔渣成分复杂、高温试验难以精确开展，熔渣液相线温度的准确预测是一个难点。近年来人工智能技术的快速发展，在流程长、工艺复杂的冶金领域得到了广泛应用。通过BP神经网络模型、RBF神经网络模型以及随机森林模型来预测转炉渣CaO-SiO₂-MgO-Fe₂O₃-MnO-P₂O₅-Al₂O₃多元渣系的液相线温度，通过相关误差值评价模型训练效果。结果表明，三个模型的均方根误差分别为6.1141 ℃、8.8340 ℃和5.1115 ℃，所建模型能较好地预测该多元渣系的液相线温度。模型可以在冶金流程中涉及炉渣流动性控制的环节发挥关键作用，为相关工艺优化提供参考，如在转炉智能溅渣护炉控制中，基于随机森林模型预测转炉渣液相线温度，动态改变溅渣护炉工艺参数，为最佳溅渣护炉方案的确定提供理论指导。

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14. 大罐钢12MnNiVR探伤不合原因分析及工艺优化

廖纲, 廖广府, 李建立

炼钢 2022, 38 (3): 69-72.

摘要（63）

根据大罐钢12MnNiVR钢板日常超声波探伤结果，发现探伤不合点集中在钢板厚度1/4处和厚度1/2位置。采用金相显微镜、扫描电镜等检测手段对超声波探伤不合样品进行了检测分析，发现位于厚度 1/4 位置的探伤不合缺陷主要是由宏观非金属夹杂物引起；而位于厚度 1/2位置的探伤不合缺陷是由钢板较严重的中心偏析导致后续轧制组织异常引起。通过优化RH真空处理完毕后喂钙量、降低连铸中间包钢水过热度、增加钢板缓冷等技术措施，有效提高了12MnNiVR钢成品钢板探伤合格率。

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15. 钢包扩容模拟分析及在300 t钢包中的应用实践

肖同达, 吴杰, 李慕耘, 孔勇江, 徐国涛, 张美杰

炼钢 2022, 38 (2): 54-59.

摘要（62）

炼钢厂产能提升及大废钢比生产模式转变，对钢包扩容使用提出了要求。通过模型化与数值计算对钢包扩容后温度场、应力场变化进行了分析，扩容后钢包达到稳态循环后包壁外表温度最大值280 ℃，渣线位置达到最大值310 ℃，处于安全范围。包壁工作层厚度减薄30 mm，钢包有效容量由277 t增加到286 t，月产能增加1.8万t，促进炼钢产能提升的同时，降低了动力费用、耐材费用、人工费用，实现年经济效益约1 400 万元。

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16. 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

炼钢 2022, 38 (5): 10-15.

摘要（62）

PDF（pc）（968KB）（24）

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%。

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17. 单流中间包结构优化及夹杂物去除数值模拟研究

高天, 王聪, 孙明飞, 王波, 张捷宇,

炼钢 2022, 38 (2): 43-48.

摘要（60）

针对单流中间包连铸过程中流动状态不佳、钢液夹杂物含量较高等问题，提出了中间包控流装置的优化方案，采用数值模拟和水模试验研究了不同控流装置情况下中间包钢液流动行为及平均停留时间分布等特征。结果表明，最佳控流装置参数：堰距长水口距离1 090 mm，堰高度180 mm，坝堰间距260 mm，高坝高度340 mm时中间包钢液流场优化及夹杂物去除效果最佳。对比原方案中间包，优化后中间包钢液平均停留时间和活塞区均有所增加，死区降低7.14 %；夹杂物平均去除率达到68.7 %，较原方案平均去除率提高6.6 %。

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18. 连铸圆坯表面网状裂纹特征分析与控制

金友林, 汪国才, 陆强

炼钢 2022, 38 (3): 43-47.

摘要（59）

采用酸浸低倍检测、电子显微镜、电子探针等手段对圆坯表面网状裂纹特征和形成原因进行了分析。研究发现圆坯表面网状裂纹沿粗大奥氏体晶界呈网状分布，存在明显脱碳现象，裂纹内富集As元素。分析表明圆坯表面网状裂纹的形成原因是钢中As元素含量高导致的奥氏体晶界As元素富集和过热度高导致的奥氏体晶粒粗大。据此进行了控制圆坯表面网状裂纹的工艺优化措施，控制钢中As元素质量分数在0.008 %以内、控制钢水过热度在20~35 ℃、降低结晶器保护渣熔点并提高黏度，取得了显著效果。

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19. 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

炼钢 2022, 38 (5): 1-9.

摘要（59）

PDF（pc）（1111KB）（28）

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。

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20. 超细切割钢丝用盘条组织差异性精细表征研究

徐光, 陈常勇, 姜周华

炼钢 2022, 38 (3): 73-84.

摘要（57）

钢帘线和光伏产业用超细切割钢丝被誉为钢丝产品“皇冠上的明珠”，其对纯净度、组织均匀性要求都极为严苛，目前国产盘条与进口盘条相比在质量上还有很大的差距。因此，对国内外3组不同的切割丝用盘条的组织差异进行了全面而深入的研究。结果表明，新日铁盘条与神户制钢的盘条组织差异很小，而国产盘条与这两组相比差距主要体现在以下几个方面：1）全氧含量更高；2）盘条中夹杂物的数量最多，平均直径更大，且大尺寸的夹杂物数量比例更高；3）SiO₂-MnO-Al₂O₃系夹杂物成分主要集中在1300℃的低熔点区，但神户和新日铁盘条中此类夹杂物的成分分布较散乱，甚至有一部分高SiO₂含量的夹杂物存在；4）三组盘条的显微组织差异很小；5）新日铁和国产盘条的硬度、强度、塑性均很接近，而神户制钢盘条的硬度、强度最低。

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