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当期目录

2021年 第37卷 第4期    刊出日期:2021-08-05
转炉及电炉冶炼
65 t顶底复吹转炉快速降低炉底高度的生产实践
邓南阳, 潘 军, 刘 威, 赵 斌, 杨 勇
2021, 37(4):  1-4. 
摘要 ( 117 )  
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针对马鞍山钢铁股份有限公司65 t顶底复吹转炉炉底上涨问题,分析了其产生原因并提出了具体的解决措施。生产实践表明:利用铁水与氧气反应,通过对氧枪枪位、氧气累计量以及浸泡侵蚀时间的合理控制,达到快速降低转炉炉底高度的目的,由于炉底超上限值造成吹炼困难引发喷溅率由0.63 %下降至0.31 %,钢铁料消耗降低4.16 kg/t,为转炉炼钢生产安全提供了有力的保障。
炉外精炼
超低碳汽车板钢钢包渣高效改质工艺的试验研究
高福彬, 王新华, 刘俊山, 武志杰, 张 涛
2021, 37(4):  5-9. 
摘要 ( 81 )  
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对汽车板钢在转炉炉后进行钢包渣改质,除了改质剂用量充足外,还必须抑制高[O]含量钢液与炉渣间的反应。否则,在后续RH精炼脱碳期,由于钢渣间反应,顶渣中w(FetO)也会回升至8 %~14 %(甚至更高)。河钢集团邯钢公司邯宝炼钢厂通过采用具有缓释Al作用的铝渣球为改质剂,在转炉出钢结束后再向钢包内加入石灰而不是在出钢过程加入,提高钢包渣w(CaO)/w(Al2O3)以降低其流动性和微弱钢包底吹搅拌等措施,将RH进站和出站钢包渣w(TFe)分别控制在3 %和5 %以下,有效抑制了连铸过程钢包渣对钢液的二次氧化,连铸中间包钢水T.O含量和非金属夹杂物含量显著减少,连铸水口粘结、堵塞状况得到了有效控制。
降低120 t LF精炼电耗的生产实践
孙 波, 解养国, 吴耀光, 张良明, 刘前芝, 万 栋
2021, 37(4):  10-15. 
摘要 ( 102 )  
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针对某厂LF精炼电耗偏高的问题,分析了其精炼电耗的影响因素。通过采用新型复合反射绝热板提高钢包保温性能,优化周转钢包空包时间和全氧钢包烘烤系统升级改造以提高钢包内衬温度,提高连铸热态铸余回渣量和减少精炼过程钢水裸露面积等措施,进行了降低精炼电耗的生产实践,共减少生产过程中钢水温降约28.17 ℃,精炼电耗从改进前的45.14 kWh/t降低至35.58 kWh/t,平均降低了9.56 kWh/t,节约吨钢电能成本约4.78 元。
凝固与浇铸
水口倾角大范围变化对宽板坯连铸结晶器流场的影响
马 超, 何文远, 乔焕山, 赵长亮, 杨 健
2021, 37(4):  16-24. 
摘要 ( 100 )  
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采用棒偏转法对断面宽度为2 000 mm,水口倾角分别为15°、20°和45°时的连铸结晶器表面流速进行了测量,并结合数值计算分析了水口倾角大范围变化对结晶器内钢液流场的影响。随着水口倾角由15°增加至20°、45°,结晶器表面流速由0.4 m/s减小至0.25 m/s和-0.1 m/s,测量结果与计算结果吻合良好。水口倾角为15° 和20°时,形成双循环流,水口倾角为大倾角45°时,流场形态转变为中间流,卷渣风险显著增大。水口倾角为20°时,表面流速处于合理值,有利于抑制卷渣风险。随着水口倾角的增大,钢液射流冲击窄面的冲击位点下移,水口倾角由20°增大至45°,冲击位点下移尤为明显,不利于夹杂物上浮。水口倾角为15°时强烈的双循环流导致液面水口附近波动增高;水口倾角为45°时,宽度1/4位置液面波动加剧,水口附近湍动能明显增大;水口倾角为20°时液面波动最为平缓,有利于抑制卷渣缺陷。
亚包晶钢板坯高拉速生产实践
刘启龙, 曹成虎, 邓 勇, 郑 晴, 张 敏, 罗 霄
2021, 37(4):  25-29. 
摘要 ( 82 )  
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为解决亚包晶钢浇铸的炉机周期匹配问题、提高生产效率,对亚包晶钢结晶器冷却、振动模式及结晶器保护渣等进行优化。优化后,结晶器冷却水流速由7.27 m/s提高至8.45 m/s,结晶器振动模式的负滑脱时间由0.112~0.128 s稳定控制在0.151 s,结晶器保护渣碱度由1.28提高至1.29,1 300 ℃黏度由0.13 Pa·s下调至0.12 Pa·s。实现了亚包晶钢高拉速的稳定生产,最高工作拉速为1.6 m/min;铸坯表面纵裂纹发生率小于0.3 %,中心偏析质量稳定。
高速连铸结晶器卷渣缺陷的特征、演变及控制
郑 万, 寇锦荣, 陈小龙, 陈 利, 周从锐, 邓 琛, 李光强,
2021, 37(4):  30-37. 
摘要 ( 182 )  
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高效、节能、低成本的高速连铸、连铸连轧工艺得到了快速的推广应用,但面临结晶器卷渣频率增加及轧材表面卷渣类缺陷率上升的发展瓶颈。分析了连铸结晶器卷渣的形成机制及主要影响因素,简述了卷渣类缺陷在铸坯、热轧、冷轧材的表现形式及演变规律,回顾了连铸结晶器卷渣的控制措施。针对现有措施难以适应高速连铸发展的不足,提出了结晶器内钢水流场的电磁调控、液面的智能控制及高卷渣阻抗的连铸保护渣开发等重点发展方向,为促进高效连铸及连铸连轧工艺的高质量发展提供参考。
产品工艺与质量控制
氧含量对超低碳钢炼钢连铸过程夹杂物演变的影响
黄淑媛, 罗 钢, 杨 健, 徐刚军, 周军军, 郑 庆
2021, 37(4):  38-48. 
摘要 ( 97 )  
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针对不同氧含量超低碳钢的炼钢和连铸过程,分析了钢中夹杂物的演变规律及其原因。钢中最常见的夹杂物从转炉终点的Al2O3-CaO-MgO-SiO2复合夹杂物,变为RH进站和脱碳终点的Al2O3-MnO, 再变为铝脱氧后和RH出站的Al2O3。由于连铸坯的冷却速度较慢,有利于TiN的充分析出,所以在中间包钢样中的TiN尺寸一般小于2 μm,而在连铸坯中的TiN尺寸一般大于2 μm;在中间包中常发现Al2O3-MnS复合夹杂,而在连铸坯中常发现Al2O3-MnS-TiN复合夹杂。中心夹杂物Al2O3尺寸较大时,Al2O3-TiN复合夹杂物的形状不规则;当Al2O3尺寸较小时,该复合夹杂的形状规则。因为大包钢水量为100 t时O31炉次中间包钢液氧质量分数(31×10-6)高于O22炉次(22×10-6),所以大包钢水量为100 t和50 t时O31炉次中间包含Al2O3夹杂物的数量高于O22炉次。因为铸坯中心最后凝固,S、Mn、Ti、N等元素的偏析造成大量细小的MnS、TiN和TiN-MnS析出物的生成,所以铸坯宽度1/2处的夹杂物数量密度最多。
半钢冶炼Ti-IF钢过程中非金属夹杂物的研究
耿立唐, 张明博, 王宝华, 王世钊, 宫永煜
2021, 37(4):  49-57. 
摘要 ( 67 )  
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采用热态试验对半钢冶炼Ti-IF钢的非金属夹杂物进行研究,并就提高钢水洁净度和降低夹杂物尺寸进行工艺优化。研究表明:LF进站时夹杂物为球状形FeO-MnO,LF出站时主要夹杂物为包裹状、簇状MgO-FeO-MnO-Al2O3,RH脱碳结束后主要为球状、纺锤体状和不规则状FeO-Al2O3,RH铝脱氧3 min后主要为三角状、类球形和团簇状Al2O3,Ti合金化3 min后主要为六边形状TiO2-Al2O3、纺锤体状和近似菱状Al2O3,RH出站为球形TiO2-Al2O3、纺锤体状和近似菱状Al2O3夹杂物,铸坯中主要为菱形TiN、类球形Al2O3和不规则形Al2O3-TiN。原工艺影响Ti-IF钢表面质量和钢液纯净度的非金属夹杂物主要是大尺寸Al2O3(大于等于15 μm)。通过优化氧枪喷头、RH工艺参数和中间包流场,铸坯中w(T.O)降至16.3×10-6,最大非金属夹杂物尺寸降至9.5 μm,Ti-IF钢水洁净度得到显著提高。

443超纯铁素体不锈钢冶炼过程氧含量和夹杂物分析
李振钢, 陈兴润, 张建龙, 李树民, 潘吉祥
2021, 37(4):  58-64. 
摘要 ( 86 )  
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443超纯铁素体不锈钢冶炼过程的AOD结束、VOD结束、LF钙处理后、LF钛、铌合金后及连铸浇铸中期分别取钢样,分析了全氧含量和夹杂物的类型及形貌特征。采用共存理论对冶炼过程的平衡氧含量进行了计算。试验结果表明:全氧含量和平衡氧含量的变化规律是一致的,随着冶炼过程进行,全氧含量和全氧平衡氧含量整体是不断降低的。夹杂物类型:AOD主要为CaO-SiO2-Al2O3-MgOAl2O3VOD主要为Al2O3CaO-Al2O3-MgO-SiO2LF钙处理后,主要为CaO-Al2O3-MgO-SiO2;连铸中间包中夹杂物类型和LF钛、铌合金化后的夹杂物类型是一致的,都为球形的CaO-Al2O3-MgO-TiO2夹杂物。根据夹杂物类型提出了夹杂物的演变过程。

节能环保
不同装炉方式对铸坯加热的影响
张开发, 王明林, 张 慧, 俞占扬, 王东华, 刘 斌
2021, 37(4):  65-73. 
摘要 ( 69 )  
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为研究不同装炉方式下铸坯在炉加热过程中温度场和热量变化,并探讨热送热装工艺的节能优势,以某钢厂的热送热装生产线为依据,利用有限元法建立了冷装、温装和热装下铸坯在炉加热的二维传热模型,并结合现场测温验证了模型的准确性。结果表明,在加热过程中冷装与温装的铸坯都会形成角部最高、芯部最低的类椭圆型温度分布,而热装铸坯则存在低温区域逐渐由角部向芯部转移的过程,待芯部为低温区域时断面温度分布与前二者相似。3种不同装炉方式的铸坯都在加热一段吸热最多、均热段吸热最少,铸坯装炉温度越高加热一段对其加热过程影响的比重越大。热装铸坯装炉前所含热量是冷装铸坯的16.48倍,在炉吸热量仅为冷装铸坯的38.22 %,为温装铸坯的52.30 %,节能潜力巨大。
基于CFD的钢渣风淬工艺参数分析与设计
刘源泂, 史晋铭, 马国军, 程小军
2021, 37(4):  74-80. 
摘要 ( 93 )  
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针对钢渣风淬工艺参数受风速及粒化室布局等多因素影响,分析钢渣受高速气流冲击粒化和对流降温凝固过程,基于有限元仿真分析方法,建立多相流运动方程和风淬工艺有限元模型,结合钢渣样本物性参数实现液态钢渣风淬过程的数值模拟,得到不同粒径和风速下的换热凝固规律,验证了粒化室工艺布局等参数。数值模拟结果表明,考虑钢渣的相变潜热及飞行空气阻力等因素时,入射气流风速100 m/s时,小于等于3 mm粒径的渣粒3 s内表层即可凝固,渣粒主要落地范围20~35 m,满足粒化室工艺条件。
其它
整体浇注钢包同步冷修模式的探索与实践
石锦雄, 邱文冬, 何晓俊
2021, 37(4):  81-84. 
摘要 ( 108 )  
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分析了某钢厂80 t整体浇注钢包包龄的影响因素,通过对比不同的冷修模式和包衬材质,确定了同步冷修模式和高铝矾土质包衬的最优成本方案。通过合理设计包胎外形尺寸、优化钢包浇注料的材质、优化透气砖和座砖结构,同时采用立轴搅拌机改善施工质量等措施,明显提高了同步冷修模式钢包的包龄,并通过全程包壁温度监控,既保证了钢包使用的安全,又能最大限度地提高钢包包龄,平均包龄达到170次左右,有效降低了成本。