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1. 转炉低锰钢冶炼工艺实践 肖邦志, 朱万军, 蒋兴平, 邓 伟 炼钢    2024, 40 (3): 15-19.   摘要 （79）      PDF（pc） （1273KB）（119）    可视化    收藏 针对武汉钢铁有限公司现有铁水成分w(Mn)≥0.200 %且转炉冶炼低锰钢控制不稳定问题，基于脱锰热力学及动力学研究结果，确定了转炉吹炼前期低温、高(FeO)含量以及低碱度渣高效脱锰和吹炼中后期弱化底吹搅拌并降低停吹碳含量防止回锰的低锰冶炼控制思路。通过分析转炉低锰冶炼关键影响因素发现转炉双渣时机控制在吹炼进度25 %前，且倒渣前温度应低于1400 ℃，适当降低吹炼中后期底吹流量，控制终点温度为1600～1630 ℃，终点w(O)≥0.07 %等，有利于低锰钢的冶炼。现场通过工艺优化应用，实现了转炉终点w(Mn)≤0.04 %、成品w(Mn)≤0.035 %的稳定生产。 相关文章 | 多维度评价

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2. 大圆坯连铸宏观偏析形成过程的数值模拟 李曜光, 陈卫强, 曹学欠, 樊伟亮 炼钢    2024, 40 (3): 56-65.   摘要 （68）      PDF（pc） （2741KB）（117）    可视化    收藏 针对Φ785 mm立式连铸大圆坯，建立了流动、传热、凝固、传质三维耦合模型。通过该模型预测了从弯月面到完全凝固范围内铸坯溶质元素的分布情况，研究了大圆坯宏观偏析形成过程。模拟结果表明：连铸前期钢液对凝固前沿的溶质冲刷效应是铸坯表面区域出现明显负偏析带的主要原因；随着钢液的不断凝固，铸坯中心区域残余液相的溶质元素不断富集，最终导致了中心偏析的产生，C元素中心最大正偏析指数为1.08；另外，不同溶质元素宏观偏析严重程度有所不同，但呈现出的分布趋势基本相同。 相关文章 | 多维度评价

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3. VD精炼技术的研究进展 易昌鑫, 于会香, 刘金刚, 贾刘兵 炼钢    2024, 40 (4): 1-10.   摘要 （99）      PDF（pc） （12465KB）（105）    可视化    收藏 VD（Vacuum degassing）精炼在真空气氛下有强烈的渣钢反应，具有脱气、脱硫以及控制非金属夹杂物等功能，是生产高品质洁净钢的重要精炼方式。介绍了VD精炼技术的发展历程和工业应用，详细阐述了在脱气、脱硫、夹杂物控制等方面的研究和生产应用情况，并对VD工艺提出了建议。VD精炼中真空脱气（O、N、H）的研究主要集中在优化工艺参数和提升设备性能方面，能将钢中氢质量分数控制在(1～2)×10-6，氮质量分数控制在(40～60)×10-6，且VD真空脱氮具有一定的优势。脱硫方面，VD精炼有良好的热力学和动力学条件，能将钢中硫含量控制在很低水平。夹杂物控制方面，通过优化炉渣成分和工艺参数，VD精炼可以减少夹杂物数量、对夹杂物进行改性。相关的研究结果对VD精炼的研究与生产具有一定的指导意义，为降低钢中杂质元素含量、控制非金属夹杂物、提高钢的洁净度提供了有益的参考。 相关文章 | 多维度评价

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4. 转炉碳磷氧化转折温度的热力学模型 张嘉欣, 李光强, 张蓬朝, 田雨丰, 刘 昱, 炼钢    2024, 40 (3): 8-14.   摘要 （91）      PDF（pc） （1094KB）（103）    可视化    收藏 高碳出钢对于提高钢液洁净度十分有利，但同时也给转炉脱磷带来了严峻挑战。针对高碳出钢时脱磷时间缩短、冶炼中后期发生回磷现象等问题，建立了基于离子分子共存理论（IMCT）的转炉碳磷氧化转折温度的热力学模型。通过该模型预测了最佳一次倒渣温度区间。为了避免冶炼中后期发生回磷现象，应在合适的倒渣温度区间内倒渣，同时实现转炉双渣吹炼一次倒渣高效脱磷。结合现场生产数据及脱磷热力学，重点分析当一倒渣碱度、一倒渣中MgO含量、一倒渣中FeO含量等参数变化时对各组元活度的影响，从而判断出对最佳一倒温度区间的影响，找到碳磷发生选择性氧化的最佳温度区间。 相关文章 | 多维度评价

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5. 电炉消纳城市废弃物污染物排放试验研究 周 涛, 王方明, 王 毅 炼钢    2024, 40 (3): 82-88.   摘要 （44）      PDF（pc） （2316KB）（92）    可视化    收藏 电炉炼钢过程中在废钢预热装置中添加废旧轮胎、废弃塑料等城市废弃物，可以减少电炉冶炼碳基添加剂。但废弃物在废钢预热通道内遇高温烟气会燃烧，生成大量的污染物。通过对废弃物在不同温度、不同粒径、不同停留时间等条件下，反应产生污染物进行研究，获得在电炉废钢预热装置中添加城市废弃物最佳的物性参数和工作条件。在利用城市废弃物预热废钢时候，不增加烟气处理设施，烟气也能达标排放，使得电炉处理城市废弃物从技术上和经济上可行。 相关文章 | 多维度评价

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6. 低碳钢RH真空时间对钢水洁净度的影响 刘建伟, 薛 燕, 吴计雨, 李世良, 季伟烨, 温维新 炼钢    2024, 40 (3): 27-32.   摘要 （80）      PDF（pc） （1072KB）（86）    可视化    收藏 为了深入研究RH真空过程中抽真空时间与夹杂物的对应关系，选取转炉出钢不脱氧合金化的SPCC低碳钢进行了真空过程钢水洁净度的试验研究。研究结果表明：1）在RH中Al脱氧后钢中夹杂物种类主要为Al2O3夹杂。夹杂物的形态由簇群状逐步转变为单个夹杂，尺寸不断减小。2）铝脱氧1min后，夹杂物数量非常多；纯脱气3min时，夹杂物数量和密度呈明显降低；纯脱气6min试样中，夹杂物数量达到最小，且尺寸基本小于5μm；纯脱气9min后，夹杂物数量呈现出增加趋势。3）对于KR→BOF→RH→CC工艺路线下的转炉出钢不脱氧合金化的低碳钢，钢水在RH的真空时间按铝脱氧后6~7min控制，钢水洁净度可达到最佳状态。这项研究可为优化RH真空处理过程提供有益参考，有助于提高低碳钢的质量。 相关文章 | 多维度评价

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7. 高钛钢连铸保护渣对Al2O3夹杂物吸收性的研究 王学友, 王 军, 张旭彬, 何生平 炼钢    2024, 40 (3): 66-71.   摘要 （49）      PDF（pc） （2271KB）（81）    可视化    收藏 针对高钛钢连铸保护渣钢渣反应及吸收夹杂物的变性问题，本文采用热力学计算、保护渣性能测试和旋转柱法等方法，对高钛钢钢液内夹杂物的生成种类和不同温度下的生成量进行了计算，根据夹杂物的生成情况对比了传统CaO-SiO2系和新开发的低反应性BaO-Al2O3-SiO2-TiO2系保护渣吸收夹杂物的性能变化，并对比了2种保护渣对夹杂物的吸收速率。热力学计算表明，本研究的高钛钢中铝含量为0.03%、钛含量为0.40%，钢液中生成的夹杂物为Al2O3，而实际生产中由于钢液局部成分差异可能有钛氧化物的生成；从保护渣吸收夹杂物前后的性能对比可知，2种保护渣的粘度和熔点均随其吸收氧化铝含量的增加而增加，但新开发的低反应性保护渣相对于CaO-SiO2系渣的性能变化更小，其性能更稳定；由旋转柱实验可知，CaO-SiO2系和BaO-Al2O3-SiO2-TiO2系保护渣对氧化铝棒的吸收速率分别在8~12×10-3 g/(cm2·min)和10~13×10-3 g/(cm2·min)范围内，后者对夹杂物的吸收能力更强。因此，新开发的BaO-Al2O3-SiO2-TiO2系低反应性保护渣有潜力用于更高钛含量的钢种浇铸。 相关文章 | 多维度评价

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8. 低硫非调质钢水口结瘤机理解析 张 璐, 余大江, 王梓菲, 黎玉唐, 付建勋 炼钢    2024, 40 (3): 50-55.   摘要 （75）      PDF（pc） （1412KB）（81）    可视化    收藏 非调质钢含有较高的铝，经钙处理工艺后，易导致水口结瘤。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜分析了某厂低硫非调质钢连铸水口结瘤物试样，结合热力学计算分析，揭示水口结瘤的原因。研究表明：水口结瘤物主要为CaS，其在钢液凝固过程中从钢液中以直接、间接两种方式析出，钙添加过量是导致水口结瘤的主要原因，后续可通过优化钢液的钙铝比来保证连铸的顺行，消除结瘤现象。 相关文章 | 多维度评价

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9. 软吹对GCr15轴承钢洁净度的影响 马 超, 刘 毅, 张福利, 王育飞, 郭瑞华, 李瑞杰 炼钢    2024, 40 (3): 33-38.   摘要 （67）      PDF（pc） （1503KB）（73）    可视化    收藏 以高品质GCr15轴承钢为研究对象，借助ASPEX自动扫描电镜和氧氮分析仪对RH精炼过程中不同底吹氩气流量和不同软吹处理时间下轴承钢中T.O含量和夹杂物演变规律进行了对比研究，结果表明：底吹氩气流量及软吹时间对夹杂物类型演变没有影响，软吹前后夹杂物类型主要是Al2O3-CaO、Al2O3-MgO-CaO以及Al2O3-MgO-MnS复合夹杂物。软吹对夹杂物及T.O有明显的去除作用，软吹开始到结束，钢水中全氧质量分数降低了0.0006百分点，夹杂物面积分数由软吹开始时的0.0419%下降至0.022%，尺寸超过20μm的夹杂物颗粒上浮较快更易去除。底吹氩气流量大小对夹杂物去除影响明显，随着底吹流量由30L/min增加至100L/min，夹杂物平均去除率由47%降低至40%。 相关文章 | 多维度评价

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10. 铝粒尺寸及入炉高度对运动轨迹的影响 张 勇, 刘 勇, 彭集棚, 程树森 炼钢    2024, 40 (3): 39-49.   摘要 （80）      PDF（pc） （1770KB）（73）    可视化    收藏 二次精炼过程中，铝是钢液进行脱氧及合金化的主要物料之一，但纯铝的密度小于钢液，能否穿越渣层与钢液接触及接触时间对铝的脱氧效果和钢中溶解铝的含量有直接影响。在忽略铝的熔化、溶解及化学反应的情况下，通过对铝粒运动过程受力分析，建立铝粒在气-渣-钢相内的三维运动数学模型，明晰铝粒尺寸及入炉高度对铝粒运动轨迹的影响。结果表明：在渣层厚度为70 mm且入炉高度为1~1.5 m的情况下，1 mm和5 mm的铝粒在渣钢界面处波动；入炉高度为1 m时，粒径为10 mm的铝粒停留在渣钢界面处，但在入炉高度为1.5 m及以上时可以进入钢液；20 mm及以上尺寸的铝粒可以进入钢液。在入炉高度为1 m时、30 mm尺寸的铝粒在钢液中的停留时间与深度相较于20 mm的基础上分别增加22.86 %和50.00 %；在铝粒尺寸为20 mm时、入炉高度为1.5 m时的铝粒在钢液中的停留时间与深度在1 m的基础上分别增加5.71 %和10.00 %。增加钢渣界面张力、减小钢铝界面张力或增加渣铝界面张力有利于铝粒进入钢液，而铝粒的尺寸大于20 mm，界面张力对铝块运动几乎没有影响；增大密度会使钢芯铝在钢液中停留更长时间，有利于钢液脱氧。 相关文章 | 多维度评价

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11. 基于异质堆叠集成学习的脱硫剂加入量预测 吴经纬, 方一飞, 但斌斌, 容芷君, 都李平, 罗钟邱 炼钢    2024, 40 (3): 1-7.   摘要 （64）      PDF（pc） （2183KB）（66）    可视化    收藏 KR搅拌法是铁水预脱硫的重要工艺之一，但在脱硫过程中脱硫剂的加入量主要依赖于人工经验控制，导致铸坯质量不稳定，一次脱硫命中率较低。为准确控制脱硫剂加入量，提高一次脱硫命中率，提出一种基于异质堆叠集成学习的脱硫剂加入量预测方法。首先，进行数据清洗，采用LOF算法结合专家经验剔除异常值。其次，采用最大信息系数结合斯皮尔曼秩相关系数进行特征筛选。最后，引入堆叠集成算法，基于评价指标和误差相关性分析优选模型的不同基学习器，并采用Optuna算法为基学习器寻找最优参数组合，建立异质堆叠集成预测模型。以现场采集的脱硫数据作为样本进行实例分析，结果表明，模型的决定系数(R2)为91.6%，均方根误差(RMSE)为197.79，平均绝对误差(MAE)为117.14，平均绝对百分比误差(MAPE)为6.95%。 相关文章 | 多维度评价

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12. 气泡在钢包冶金中行为与作用的研究进展 王书桓, 王向翠, 赵定国, 赵 帅, 吕 博, 陈 晨 炼钢    2024, 40 (5): 1-17.   摘要 （72）      PDF（pc） （14436KB）（65）    可视化    收藏 综述了气泡在钢包冶金中的行为与作用的研究进展，结合气泡行为研究使用的试验装置和研究方法，分析了液体中气泡的运动行为与原理，包括气泡形成、上浮、长大、破碎、聚并和逸出破裂过程，阐述了气泡形成、气泡尺寸、上升速率、运动轨迹和破裂液滴等特征及其变化规律。讨论了气泡在钢包冶金中的作用，主要涉及均匀钢液成分和温度、去除夹杂物以及渣金界面气泡夹带等方面。充分发挥气泡的冶金作用，可有效改善冶金工艺流程，提升钢铁性能和品质。 相关文章 | 多维度评价

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13. 电弧炉冶炼超低碳汽车用钢的工艺实践 彭 飞, 王立辉, 张庆宇, 赵晓磊, 宋 帅, 孙江波 炼钢    2024, 40 (4): 74-79.   摘要 （72）      PDF（pc） （6424KB）（63）    可视化    收藏 介绍了“废钢管理→EAF→RH真空处理→板坯连铸”工艺生产超低碳汽车板DC04钢的情况，针对短流程冶炼过程中C、N及残留元素难以控制的问题，围绕反应原理及生产流程进行了重点分析，并分别采取了从废钢管理、电炉、真空精炼到连铸全过程的针对性工艺改进方案及技术性措施，包括建立废钢数字化管理模式、优化电炉终点控制及废钢预热工艺、RH真空度精确控制及渣系优化、连铸原辅料标准修订及过程参数优化等措施，将钢中碳、氮元素质量分数分别降至25×10-6、30×10-6以下，钼、镍、铜、硼残余元素质量分数分别降至0.02 %、0.05 %、0.08 %、0.000 6 % 以下，满足超低碳汽车板DC04钢的标准要求，提升了产品质量。 相关文章 | 多维度评价

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14. 基于Stacking算法的转炉吹炼终点钢水磷含量预测 于 飞, 罗辉林, 柯 凯, 张 天 炼钢    2024, 40 (4): 11-16.   摘要 （63）      PDF（pc） （6951KB）（62）    可视化    收藏 根据中天钢铁集团有限公司120 t转炉的实际生产数据，建立基于Stacking集成学习算法的转炉终点钢水磷含量预测模型。通过脱磷热力学分析确定影响脱磷的主要因素，进而确定模型的输入变量。在数据预处理完成后使用6种机器学习算法（RF、ET、XGBoost、LightGBM、CatBoost、NN）分别建立模型，再将这6种模型的预测结果使用多元线性回归算法进行Stacking集成建模。通过对比这7种模型的预测结果可以得到：Stacking集成模型的预测效果最好，其预测终点钢水磷质量分数误差为±0.004 %、±0.00 5 %时的命中率分别为90.59 %、97.56 %。 相关文章 | 多维度评价

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15. 120 t LF智能控制系统的开发和应用 孙 波, 解养国, 邓南阳, 王 勇, 张振海, 夏云进 炼钢    2024, 40 (4): 58-64.   摘要 （42）      PDF（pc） （7681KB）（60）    可视化    收藏 针对LF精炼操作对人工经验过度依赖的问题，马鞍山钢铁有限公司长材事业部基于冶金机理，在120 t LF上开发了温度模型、合金模型、吹氩模型和造渣模型，建立以钢水温度、成分、炉渣三者相互统一的控制模型，利用大数据技术和自学习功能对控制模型进行优化，实现了各模型协同集成和LF智能控制，取得了良好的应用效果，LF自动控制比例达到80 %，终点目标温度±5 ℃命中率达95 %以上，终点成分窄范围命中率（w(Si)±0.02 %、w(Mn)±0.02 %、w(S)±0.001 %、w(Als)±0.005 %）达97 %以上，降低LF精炼电耗约4 kWh/t、减少精炼处理时间约5 min，提高了生产效率和钢水质量，对炼钢工序降本增效起到了重要作用。 相关文章 | 多维度评价

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16. 电炉短流程冶炼圆钢热顶锻开裂分析与控制 闫 军, 康 旭, 徐 鹏, 曹震巍, 王 强, 刘 崇 炼钢    2024, 40 (3): 20-26.   摘要 （64）      PDF（pc） （2089KB）（60）    可视化    收藏 以张宣科技电炉短流程冶炼圆钢为研究对象，对圆钢热顶锻出现的单条和多条小裂口缺陷、单条和多条细长条状裂口缺陷、多条严重长条裂口缺陷产生原因进行分析，并针对缺陷产生原因对生产工艺进行优化。通过检测分析发现热顶锻单条和多条小裂口缺陷为连铸过程卷入结晶器保护渣导致，单条和多条细长条状缺陷为铸坯气泡缺陷导致，多条严重长条裂口缺陷为铸坯裂纹缺陷导致。根据缺陷产生原因对电炉、LF精炼和连铸冶炼过程进行优化，有效降低了卷渣缺陷、铸坯气泡缺陷和铸坯裂纹缺陷产生，热顶锻合格率明显提高，优化后冶炼过程未发现热顶锻开裂现象，热顶锻合格率接近100 %。 相关文章 | 多维度评价

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17. 转炉高效冶炼工艺技术的研究和开发 富 强, 刘真海, 姚志龙, 孙才权, 曹连平 炼钢    2024, 40 (5): 44-48.   摘要 （57）      PDF（pc） （3508KB）（59）    可视化    收藏 通过研究炉渣渣系及炉内反应动力学，实施留渣及全留渣工艺达50 %以上，优化了炉渣渣组元浓度（如MgO、R）、加料方式等，形成了具有“快速成渣、维持低熔点及良好流动性”的全新加料操作模式。结果表明：采用少渣冶炼工艺后炉渣碱度2.80，石灰单耗降低了13.48 %，脱磷率提升2.02百分点；冶炼过程炉渣“喷溅”、“返干”频次明显减少，供氧时间缩短（降低氧耗），该工艺具有可观的降成本潜力，具备广泛的推广价值。 相关文章 | 多维度评价

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18. RH真空精炼的发展现状和展望 曾 帅, 姜媛馨, 张 晗, 孙乙力, 罗洪杰, 雷 洪, 炼钢    2025, 41 (1): 1-11.   摘要 （51）      PDF（pc） （1360KB）（55）    可视化    收藏 RH真空精炼具有良好的精炼效果，被广泛应用于生产低碳钢、超低碳钢等优质钢材。在几十年的发展过程中，RH精炼功能不断丰富，衍生出多种类型的RH装置。冶金工作者们也对RH的精炼过程展开过诸多研究，提出了许多RH流场、脱碳、脱硫和夹杂物传输行为的数学模型。分析了RH装置结构和精炼功能的演变，给出了RH内流场、脱碳、脱硫和夹杂物传输行为的数学模型的联系和差异，展望了RH装置的发展趋势和RH理论研究发展方向。 相关文章 | 多维度评价

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19. 基于Stacking模型融合的AOD终点碳温预测 刘东旭, 李明明, 邵 磊, 邹宗树, 炼钢    2024, 40 (4): 30-39.   摘要 （42）      PDF（pc） （10004KB）（54）    可视化    收藏 为提高AOD不锈钢冶炼终点碳温预测的准确性和可靠性，提出一种基于多个机器学习算法（RF、XGBoost、AdaBoost、KNN、SVR和岭回归）嵌入的Stacking模型融合的AOD终点碳温预测方法。基于理论基础和相关性分析确定了模型的输入特征变量，利用箱线图法对历史数据进行预处理，结合5折交叉验证和贝叶斯优化算法确定了模型的最优参数，通过对上述6种机器学习算法的逐层筛选，构建了RF+XGBoost+KNN—RF二层Stacking多模型融合的终点碳含量预测模型、RF+AdaBoost+KNN—RF+XGBoost+KNN—XGBoost三层Stacking多模型融合的终点温度预测模型。预测结果表明，RF+XGBoost+KNN—RF二层Stacking模型在终点碳质量分数误差为±0.01 %的命中率为87.86 %，RF+AdaBoost+KNN—RF+XGBoost+KNN—XGBoost三层Stacking模型在终点温度误差为±15 ℃的命中率为94.22 %，相较于单一的机器学习模型，预测精度显著提高。 相关文章 | 多维度评价

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20. 超低碳钢顶渣控制工艺创新探索 崔宝民, 杨 杰, 杨晓江, 李 哲 炼钢    2024, 40 (6): 28-31.   摘要 （45）      PDF（pc） （5602KB）（49）    可视化    收藏 概括了超低碳钢RH顶渣氧化性成因和对钢材质量的影响，以及目前以脱氧改质为主导思想的主要控制工艺的原理、具体方式和实施效果，分析了其工艺控制难点和不足。提出了以隔离为主导思想、以RH真空室造渣为操作方法的新型控制工艺，阐述了其基本原理、理论优势，介绍了初步进行的生产试验情况及应用效果。理论分析和实践结果均表明，以RH真空室造渣为操作方法的新型控制工艺具有易稳控、效果好等优势，可以将出站顶渣的底层渣TFe质量分数稳定控制到4 %以下，相对目前的脱氧改质工艺具有潜在的优势。 相关文章 | 多维度评价