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当期目录

2016年 第32卷 第3期    刊出日期:2016-06-05
专题论述
KR法铁水脱硫剂利用技术研究进展
文光华1,许 松1,奚超超1,刘 江1,唐 萍1,孙兴洪2
2016, 32(3):  1. 
摘要 ( 194 )  
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KR法(又称机械搅拌法)较喷吹法,在实现铁水深脱硫和脱硫稳定性方面具有明显优势。然而,在搅拌过程中由于发生脱硫剂团聚现象,存在石灰脱硫利用率不高的问题。综述了近些年在提高KR法铁水脱硫石灰利用率方面的研究成果。利用自由CaO在冷却过程中引起的粉化现象可以实现脱硫渣循环利用,但通过加料方式和动力学条件的改善,控制石灰的团聚程度更具有研究价值。尤其是借鉴化工领域研究成果,在铁水罐内壁对称设置2块挡板,抑制了在搅拌头上方中心涡流区的形成,明显减小了脱硫剂在熔池液面上的聚集,改善了脱硫剂与铁水的混合和传质,有望在提高脱硫剂的利用率方面实现突破
铁水预处理
铁水罐涌动式扒渣技术研究
万雪峰 曹东 马勇 高学中 张晓光 赵亮 丁丽华 徐延浩
2016, 32(3):  8-11. 
摘要 ( 169 )  
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为解决铁水脱硫扒渣导致的铁损问题,通过对铁水脱硫渣物性及铁水扒损产生原因分析,采取水模冷态试验、500kg试验炉热态试验、十字型喷气枪设计及100t铁水罐工业生产试验,进行了铁水罐涌动式扒渣技术研究。研究结果表明:铁水罐倾动角度范围可满足2支喷枪垂直插入铁水,在铁水自下而上涌动力作用下铁水表面一半裸露,另一半顶渣呈“半圆形”淤积在扒渣口便于扒渣;对于100t铁水罐涌动式扒渣与常规扒渣方式相比,实现扒渣时间从11min缩短到7min,铁损从5.89t/罐减少到2.97t/罐,且不需要添加聚渣剂。
炉外精炼
钢包底吹氩精炼混匀判据及合金加入位置研究
梅亚光 程树森 张鹏 郑跃强 李积鹏 邹明
2016, 32(3):  12-17. 
摘要 ( 254 )  
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在钢包底吹氩水模型试验中,传统混匀判据是通过在钢包模型中安装1~2个电导探头监测示踪剂浓度变化,从而判断混匀程度。由于钢包各处混匀时间差异较大,加之监测点位置选择的主观性,易造成混匀时间测量不准。针对该问题,通过数值计算的研究方法模拟了钢液的流动与混匀过程。计算结果表明:随着钢液混匀程度的增加,钢液中整体示踪剂浓度标准差降低,当整体示踪剂浓度标准差在约0.02以下时,钢包混匀程度已达到 100%,基于此提出在水模型试验中测量混匀时间时,可以在钢包中3个不同高度处各安装3个电导探头监测示踪剂浓度变化,当这9处监测点示踪剂浓度标准差小于0.02时,即可认为达到混匀。研究了不同示踪剂加入位置下的混匀时间,结果表明,在钢包一侧距离钢包中心约1/6R处加入示踪剂时,混匀时间最短为77.5 s,该位置为理想的合金加入位置。而在靠近气液两相区的钢包液面边缘处加入示踪剂时,混匀时间最长为137.3 s,在该位置加入合金则不利于钢液的快速混匀。
凝固与浇铸
钙处理及保护浇铸工艺对钢液洁净度影响
李 菲1, 任 强1, 李雅翀1, 潘东腾1, 王新成1,2, 张立峰1
2016, 32(3):  18-23. 
摘要 ( 195 )  
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通过对国内某钢厂采用BOF→LF→CC工艺生产的510L汽车大梁钢现场3炉试验取样,采用一系列方法分析全氧、氮、酸溶铝、镁、钙等元素含量的变化趋势,研究探讨了全流程过程夹杂物种类、数量、形貌等的演变规律。通过关闭中间包长水口、塞棒、上水口板间吹氩,并且使用岩棉封堵中间包包盖烘烤孔、塞棒孔和包盖缝隙等措施,可以经济有效的减少连铸过程由于吸气造成的二次氧化,使钢水吸氮质量分数从22×10-6降至2×10-6以内。采用钙处理工艺可以将以Al2O3-MgO为主的高熔点不变形夹杂物改性为低熔点的Al2O3-MgO-CaO复合夹杂物,但是需要严格控制钙处理操作工艺,操作不当会造成钢液二次氧化严重,夹杂物增多。经过钙处理后,铸坯中3~7 μm夹杂物数量增加,但是大于7 μm的大尺寸夹杂物减少。
w(CaO)/w(Al2O3)对高铝TRIP钢保护渣熔化及流动性能的影响
付孝锦 文光华 唐萍
2016, 32(3):  24-28. 
摘要 ( 195 )  
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为确保CaO-Al2O3渣系高铝TRIP钢保护渣浇铸过程中保护渣的消耗及对铸坯的润滑,研究了不同w(CaO)/w(Al2O3)对其熔化性能及流动性能的影响。结果表明:保护渣熔化温度随w(CaO)/w(Al2O3)的增加先升高再降低,当w(CaO)/w(Al2O3)=1.2时最高,熔化温度变化趋势与CaO-Al2O3二元相图中液相线变化趋势相反;黏度随着w(CaO)/w(Al2O3)的增加先降低再升高,当w(CaO)/w(Al2O3)=0.5~2.3时,黏度变化相对平缓,为0.08~0.142 Pa?s;转折点温度随着w(CaO)/w(Al2O3)的增加先降低,至w(CaO)/w(Al2O3)=2.0时最低,然后升高。综合考虑,CaO-Al2O3渣系高铝TRIP钢保护渣w(CaO)/w(Al2O3)取值在1.5~2.0比较合适。
小方坯末端电磁搅拌位置的确定
宋方圆 孙彦辉 赵勇 沈宏俊 段大波
2016, 32(3):  29-35. 
摘要 ( 162 )  
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为提高某钢厂72A钢小方坯质量,减轻中心偏析,建立了小方坯凝固传热数学模型,基于现场射钉试验和铸坯表面温度测量结果对模型进行了修正,并利用修正的模型对小方坯连铸过程凝固传热行为进行了数值模拟,确定了最合理的末端电磁搅拌安装位置。模拟结果表明:当拉速由1.60m/min增加到1.90m/min时,电磁搅拌安装位置由7.26~7.64m后移到8.95~9.41m;当浇铸温度由1 485℃升高到1 498℃时,电磁搅拌安装位置由7.95~8.35m后移到8.17~8.61m。考虑到浇铸温度波动对电磁搅拌安装位置的影响,确立1.75m/min拉速下最佳的安装位置为距弯月面8.17~8.35m处。工业试验表明,当拉速为1.75m/min,末端电搅中心位置在8.25m处时,中心缩孔和疏松均由1.0级下降到0.5级以下,中心碳偏析指数由1.15下降到1.05以下,铸坯质量得到了明显改善。
钢包浇铸末期汇流旋涡形成的影响因素研究
梁永昌 唐海燕 江涛 程鹏飞 程鹏飞 王勇 郭晓晨
2016, 32(3):  35-40. 
摘要 ( 192 )  
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针对某厂浇铸末期钢包残钢量偏大的问题,通过物理模拟的方法研究了钢包长水口直径、水口偏心率、渣层厚度等因素对钢包浇铸末期汇流旋涡临界起旋高度和贯通高度(空气柱贯通至水口时的液面高度)的影响。研究结果表明:旋涡产生的临界高度随着出水口直径的增加而增加。出水口直径由30mm变化至60mm,起旋高度和贯通高度分别由89.6,25.6mm升高至165.0,40.7mm;当出水口偏心率小于0.7时,水口位置对于贯通高度的影响不明显;但当偏心率由0.7变化至0.8时,贯通高度显著升高;适宜的水口位置为距离钢包底部中心0.7R处;开始卷渣高度随着油层厚度增加呈升高的趋势,但二者并不是线性关系。水口直径为50mm时,油层厚度由40 mm增加到50mm,卷渣临界高度增加10mm。
改善55SiCrA弹簧钢小方坯内部质量的试验研究
李朋欢 包燕平 安航航 王林静 彭尊
2016, 32(3):  41-45. 
摘要 ( 163 )  
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针对某厂55SiCrA弹簧钢小方坯连铸坯存在的中心等轴晶率低,比较严重的中心碳偏析、中心疏松和缩孔等内部质量问题,系统研究了不同电磁搅拌工艺参数对断面150mm×150mm结晶器内磁场特性的影响,并通过工业试验研究了结晶器电磁搅拌(M-MES)电流和频率对宏观凝固组织和铸坯碳偏析的影响。研究结果表明:结晶器电磁搅拌(M-MES)电流增大,中心等轴晶率提高,铸坯中心碳偏析减小;搅拌频率对等轴晶率和铸坯中心碳偏析的影响呈非线性;优化最佳匹配的电磁搅拌电流和频率分别为320A 和3.5Hz时,中心等轴晶率从18.5%增加到32.5%,中心碳偏析指数从1.23降低到1.04,消除了中心缩孔和角部裂纹,铸坯内部质量有明显的改善。
产品工艺与质量控制(含特钢)
钢包添加纳米TiN颗粒优化Q345C钢生产工艺的试验
王刚 陈豪卫 孙晓庆 纪瑞东
2016, 32(3):  46-49. 
摘要 ( 165 )  
相关文章 | 计量指标
为优化Q345C钢生产工艺,在不改变Q345B钢原有炼钢和轧钢工艺的前提下,在Q345B钢包中进行了添加纳米TiN颗粒生产Q345C钢的试验,研究了不同纳米TiN颗粒添加量对Q345钢力学性能和金相组织的影响。结果表明:在Q345B钢包添加质量分数0.05%纳米TiN颗粒生产的试验钢力学性能可以满足Q345C钢要求,提高Q345C钢轧钢生产效率20%以上。添加质量分数0.05%纳米TiN颗粒试验钢晶粒度为8~10级,晶粒有一定程度的细化,TiN颗粒在Q345钢中以纯物质状态存在,在钢中起到了一定程度的异质形核和钉扎作用。
钙脱氧和镁脱氧的氧化物冶金工艺效果对比
王睿之 杨健 祝凯 王毓男
2016, 32(3):  50-54. 
摘要 ( 195 )  
相关文章 | 计量指标
为了提高厚板经400 kJ/cm大线能量焊接后热影响区的低温韧性,在热力学计算的基础上,研究了铝脱氧、钙脱氧和镁脱氧3种脱氧工艺对夹杂物的影响。利用夹杂物自动分析仪对夹杂物进行分析后发现,铝脱氧工艺析出的夹杂物尺寸大、数量少,且主要为Al2O3和Al2O3+CaO的复合夹杂物;钙脱氧工艺析出夹杂物的主要类型为3μm以下小尺寸的表面包裹MnS铝酸钙夹杂。镁脱氧工艺生成了大量1μm左右弥散分布的MgO和以MgO为核心的表面有TiN和MnS析出的夹杂物。利用钙脱氧和镁脱氧工艺生产的钢板经过400kJ/cm大线能量焊接热模拟后热影响区的-20℃冲击功都在180J以上。
钢包顶渣改质对IF钢夹杂物的影响
舒宏富 刘浏 刘学华
2016, 32(3):  55-59. 
摘要 ( 184 )  
相关文章 | 计量指标
为减少连铸絮流和降低钢中夹杂物含量,国内某厂在转炉→氩站→RH→板坯连铸工艺流程生产IF钢时引入钢包顶渣改质技术并开展了钢包顶渣改质试验。为考察钢包顶渣改质技术的使用效果,利用桶状取样器获取RH精炼终点、中间包的钢水试样并取对应的连铸坯试样,采用ASPEX Explore 型自动扫描电镜对比分析了改质和不改质工艺条件下RH→中包→铸坯的夹杂物数量、类型、尺寸。研究结果表明:钢包顶渣改质能有效降低炉渣氧化性、改善钢水洁净度; 2种工艺条件下的夹杂物主要类型为Al2O3,TiOx-Al2O3和Oxides,不改质工艺中的Oxides类型夹杂物的比例明显高于改质工艺;改质工艺中的铸坯簇状夹杂物类型单一,数量和尺寸较小,优于不改质工艺。
200系不锈钢线鳞缺陷改善研究
凌海涛 陈为本 张莹 任英 张立峰
2016, 32(3):  60-66. 
摘要 ( 123 )  
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从“GOR→LF精炼→连铸”进行全流程取样,着重分析了200系不锈钢中T.O含量、夹杂物形貌、数量、成分及尺寸变化等,为当前200系不锈钢线鳞缺陷的解决和洁净度水平的提升提供了指导方向。研究指出:LF精炼过程,钢中T.O质量分数逐渐降低,出站前为41×10-6,较LF进站时降低16×10-6;钢包从出站运送至中间包浇铸平台时吸气较为严重,通过缩短钢包运送和转换时间,避免空气卷入;钢中夹杂物主要为MnO-SiO2,其平均成分偏离低熔点区,通过LF渣碱度并严格控制原辅料中Al的来源,避免Al2O3夹杂物的生成;从LF精炼结束至铸坯,夹杂物总数密度先增大后逐渐降低,最大值为473.6个/mm2,铸坯内数密度为74.7个/mm2,对于氧化物夹杂,其最大尺寸在中间包入口30 min时,对应值为73.5 μm,铸坯内保持在22 μm。针对线鳞缺陷提出了3个改进措施:把LF精炼过程中的钢包渣碱度由2.2降低到1.5~1.8,中间包扩容到45t,并严格执行保护浇铸措施;改进后,线鳞缺陷由20%以上降低到了3.0%以下。
亚包晶钢连铸坯角部横裂纹控制研究
李树森 张立峰 杨小刚 李明
2016, 32(3):  67-72. 
摘要 ( 219 )  
相关文章 | 计量指标
为了提高亚包晶钢连铸坯表面质量,运用低倍显微观察以及模拟等手段对亚包晶钢连铸坯角部横裂纹的形成机理进行了研究,研究结果表明:不同钢种角部横裂纹附近组织不一,碳含量为0.15%的钢种裂纹附近组织为均匀的铁素体+珠光体,而碳含量为0.093%的钢种的裂纹主要发生在厚度约50μm的沿晶先共析铁素体薄膜上,后者裂纹的发生率约为前者的3倍;碳含量对钢种塑性有根本性影响,从而影响角部横裂纹的发生,工业试验结果表明在碳含量低于0.1%范围内,将碳含量降低至0.07%,角部横裂纹的发生率可由原来的44%降低至约4%。二冷数值模拟优化结果表明,优化采用的弯曲段前弱冷模式及弯曲段之后内弧强冷模式的冷却方案可保证连铸坯内外弧角部温度均避开第III脆性区,优化后裂纹数量及长度大幅度降低,角部横裂纹的发生可得到良好控制。
其它
不同性质石灰石高温煅烧后的石灰活性度研究
汪筱渊 薛正良 李建立
2016, 32(3):  73-78. 
摘要 ( 151 )  
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研究了不同性质的石灰石在远高于活性石灰最佳煅烧温度条件下快速煅烧时,得到的石灰的活性度与石灰石原料物理化学特性之间的关系。用盐酸滴定法测定石灰的活性度,用XRD测定石灰石和石灰的物相组成,在扫描电镜下观察石灰石中CaCO3的晶粒形貌和石灰中CaO晶粒的微观结构变化。试验结果表明:石灰石中的CaCO3晶粒度越小,高温快速煅烧所得石灰中CaO晶粒烧结致密化程度越轻,石灰活性度越高;在1450℃下将高温煅烧时间延长至15min时,不同CaCO3晶粒度的石灰石煅烧出的石灰中的CaO晶粒均已融合长大,活性度明显下降;石灰石中的SiO2对煅烧产物的活性度影响很大,SiO2含量高时,高温快速煅烧后石灰的活性度显著降低。因此,石灰石中的CaCO3晶粒度越小、SiO2含量越低,越有利于在高温快速煅烧条件下获得高活性度的石灰。