工程科學學報

夾雜物對厚規格X80熱軋鋼帶DWTT性能的影響

王皓, 包燕平, 王敏, 林路, 李釗, 魏曉東

王皓, 包燕平, 王敏, 林路, 李釗, 魏曉東采用22 mm厚X80熱軋鋼帶替代傳統寬厚板平板的生產工藝, 在實現提高成材率、降低工程制造成本及提高管線外徑可調節性方面具有顯著的優勢.本文針對開發試制過程中出現產品低溫抗落錘撕裂性能 (DWTT) 不合格問題, 通過掃描電鏡 (SEM) 對不同比例脆性斷口形貌以及鑄坯厚度方向成分偏析程度進行系統分析, 得出斷口處硫化物與Ca O·Al₂O₃鈣鋁酸鹽復合夾雜物分布較多, 尺寸過大對X80管線鋼抗落錘撕裂性能造成了影響, 進而分析了鋼水氮含量高對應抗落錘撕裂性能下降的關系, 同時鋼材中長條狀硫化錳偏聚破壞組織連續性, 易成為韌脆性斷口裂紋的根源.通過優化精煉Ca線喂入工藝、連鑄過程保護澆鑄, 及改善鑄坯中心偏析程度, 減小了鋼中夾雜物數量, 有效提高了產品抗落錘撕裂性能, 實現了穩定開發生產22 mm厚X80管線鋼熱軋鋼帶. 工程科學學報. 2018 40(S1): 1-10.

鈣處理H13鋼中夾雜物的轉變

王昊, 李晶, 史成斌, 于文濤

王昊, 李晶, 史成斌, 于文濤利用真空感應爐和掃描電鏡等設備, 實驗研究了鈣處理對H13模具鋼中夾雜物的影響, 并對鋼中夾雜物的轉變進行了熱力學計算, 討論了鈣處理對夾雜物成分和結構的影響.結果表明:鈣處理H13鋼后, 夾雜物尺寸減小, 圓形度提高, 夾雜物面積比降低;夾雜物由鈣處理前的Si O₂-Al₂O₃系夾雜物轉變為Ca O-Si O₂-Al₂O₃- (MgO) 系夾雜物, 鋼中Ca質量分數達到12×10^-6時, 夾雜物完全處于Ca O-Si O₂-Al₂O₃- (MgO) 相圖的1400℃低熔點區以內;鋼中高的T.O含量使Ca S不會在鈣處理后形成, 鋼中Ca/T.O的質量分數比達到0.3時, 復合夾雜物中的Al₂O₃將會完全消除; (Mn, Cr) S夾雜依附氧化物夾雜析出, Mn、Cr和S的偏析程度決定了復合氧硫化物夾雜的形貌. 工程科學學報. 2018 40(S1): 11-18.

電渣重熔易切削鋼中硫含量及夾雜物的控制

侯棟, 王德永, 屈天鵬, 田俊, 姜周華

侯棟, 王德永, 屈天鵬, 田俊, 姜周華基于熱力學分析了電渣重熔中渣系及冶煉工藝對易切削鋼AS136的夾雜物及硫均勻性的控制研究.實驗采用4 t的非保護氣氛電渣爐, 分析了電渣錠中硫含量及夾雜物級別.實驗結果發現:采用渣系S1 (質量分數為50%Ca F₂+30%Al₂O₃+20%Si O₂) 冶煉的電渣錠中硫質量分數為0.066%⁰.075%, 能夠滿足產品要求 (產品中要求硫質量分數在0.05%⁰.10%) , 但是B類和C類的夾雜物級別均達不到標準;在渣系S3 (質量分數為70%Ca F₂+28%Al₂O₃+2%MgO) 以及整個重熔中持續地加入質量分數4.5%鎂砂的冶煉工藝下, 不僅可以使電渣錠中硫含量呈均勻分布, 同時還能夠改善夾雜物的分布和大小.分析結果表明:隨著電渣重熔初期渣溫的升高以及渣中Si O₂質量分數的增加, 持續均勻地補加鎂砂可以使得電渣錠中的硫沿軸向呈均勻分布. 工程科學學報. 2018 40(S1): 19-25.

Al含量對汽車用高強鋼中夾雜物的影響

肖超, 崔衡

肖超, 崔衡應用氧氮分析、掃描電鏡夾雜物自動分析、熱力學計算等方法, 研究了Al含量不同的三種典型汽車用高強鋼中夾雜物的數量、種類、析出溫度的變化規律.結果表明, 鋼中Al的質量分數從0.054%增加到1.35%, 鋼中的T[O]質量分數從0.00150%減少到0.00075%, 夾雜物數量從38.28 mm^-2減少到28.12 mm^-2, 鋼中夾雜物的數量呈減少趨勢.隨著鋼中Al的質量分數的增加, 鋼中氧化物夾雜的演變規律為Al₂O₃·MnO→MgAl₂O₄, 鋁系夾雜物的演變規律為Al₂O₃→Al N, 硫化物夾雜的演變規律為MnS→MgS.熱力學計算表明, Al N夾雜的生成與鋼中的Al含量有關, Al含量高的鋼中Al N夾雜更易生成;Al N的析出溫度隨著Al含量的增加而上升, 析出溫度分別為1375、1528和1561 K. 工程科學學報. 2018 40(S1): 26-30.

軸承鋼中D類夾雜物的形成與控制

李明, 王新成, 段加恒, 楊文, 成功, 王磊, 楊利偉, 張立峰

李明, 王新成, 段加恒, 楊文, 成功, 王磊, 楊利偉, 張立峰軸承鋼對鋼中非金屬夾雜物, 尤其是對D類夾雜物的要求非常嚴格.為了分析國內某鋼廠GCr15軸承鋼棒材試樣探傷不合的D類夾雜物形成原因并提出有效控制措施, 采用ASPEX自動掃描電鏡對GCr15軸承鋼生產工藝優化前后全流程夾雜物的演變進行觀察.研究結果表明, 原工藝下軸承鋼中D類鈣鋁酸鹽夾雜物生成的主要原因包括兩個方面, 一是精煉渣堿度過高導致渣中Ca O活度很大;二是在真空脫氣 (VD) 精煉過程中, 強烈攪拌給鋼-渣反應提供了良好的動力學條件.本文從精煉渣堿度和VD真空度兩方面對軸承鋼生產工藝進行了優化.優化后能夠在保持高潔凈度情況下, 使鋼中夾雜物由鈣鋁酸鹽類轉變為鎂鋁尖晶石類, 減少了軸承鋼中D類夾雜物的生成. 工程科學學報. 2018 40(S1): 31-35.

氧含量、溫度與鉍對易切削鋼中MnS形貌的影響

林騰昌, 朱榮, 姚柳潔, 劉潤藻

林騰昌, 朱榮, 姚柳潔, 劉潤藻運用熱態實驗、化學分析、掃描電鏡分析、熱力學計算等方法研究了全氧、溫度和Bi元素對MnS夾雜物形貌的影響.結果表明, 鋼中較高的氧含量、高溫加熱和Bi均可有效降低鋼中夾雜物的長寬比, 并可以提高大粒徑夾雜物的比例.統計分析發現, MnS夾雜物的長寬比隨全氧含量升高而降低.無論在鑄態鋼或軋材中, 夾雜物的長寬比隨著單個夾雜物的面積增大而增大.隨熱處理溫度的升高, 鋼中出現大粒徑的夾雜物, 同時夾雜物的外圍輪廓變得清晰.900℃和1200℃熱處理后鋼中面積0⁵μm²夾雜物長寬比低于2.0, 比加熱前夾雜物長寬比降低了43%.熱態實驗發現T.O=2.2×10^-5、0.0010%Bi的易切削鋼中, 面積0⁵μm²夾雜物長寬比低于1.6, 比900℃和1200℃熱處理后的夾雜物的長寬比降低了20%以上. 工程科學學報. 2018 40(S1): 36-40.

微合金元素Nb和Ti對高強工程結構鋼低溫沖擊性能的影響

劉帥, 王福明, 李永亮

劉帥, 王福明, 李永亮通過對比國內某鋼廠兩種不同成分的Q345E性能發現, 添加微合金元素Nb和Ti后Q345E的屈服強度和抗拉強度升高, 低溫沖擊性能降低;利用熱力學計算軟件Thermo-Calc計算Nb-Ti鋼和C-Mn鋼的平衡態析出相發現, 二者主要區別在于Nb-Ti鋼多了 (Nb、Ti) (C、N) 析出相;同時設計三種不同含量Ti的高強試驗鋼, 進行沖擊試驗后在掃描電鏡下觀察斷口的微觀形貌以及第二相顆粒, 發現隨著Ti含量的增加, 試驗鋼低溫沖擊性能降低, 斷口處存在大量大顆粒第二相粒子聚集分布, 能譜分析為 (Nb、Ti) (C、N) , 導致沖擊功降低.這說明加Ti后會惡化低合金高強度鋼Q345E低溫沖擊性能, 因此需要配合控軋控冷與成分的設計, 控制第二相粒子的尺寸. 工程科學學報. 2018 40(S1): 41-46.

TiO₂含量對于CaF₂—Al₂O₃—CaO—MgO—TiO₂五元電渣重熔渣系物性參數的影響

師帥, 耿鑫, 姜周華, 李花兵, 徐芳泓, 王立新

師帥, 耿鑫, 姜周華, 李花兵, 徐芳泓, 王立新在電渣重熔含鈦高溫合金時, 加入Ti O₂可以抑制合金中鈦的燒損.而渣系的物理性質關系著冶煉的平穩進行和產品的優良品質.本研究以Ca F₂-Al₂O₃-Ca O-MgO為基, 加入不同含量的Ti O₂, 設計了電渣重熔高溫合金用五元渣系, 并研究了Ti O₂含量對渣系熔點、黏度、密度、光學堿度和電導率等物性參數的影響規律.結果表明, 熔點變化范圍為1264¹296℃, 且隨著Ti O₂含量增加, 渣相中低熔點相逐漸生成, 渣系的熔點逐漸降低;渣系中加入Ti O₂可以降低黏度, 且渣系黏度在高溫段 (1350¹550℃) 受溫度變化影響不大, 利于改善電渣重熔鋼錠的表面成形質量;Ti O₂質量分數0⁹%范圍內, 渣系電導率、光學堿度和密度隨Ti O₂含量增多呈降低趨勢, 且密度和光學堿度變化范圍不大, 五組渣系都符合電渣重熔對密度和光學堿度的要求. 工程科學學報. 2018 40(S1): 47-52.

Inconel 718高溫合金電渣重熔熱力學分析

段生朝, 郭漢杰, 石驍, 郭靖, 李彬, 韓少偉, 楊文晟

段生朝, 郭漢杰, 石驍, 郭靖, 李彬, 韓少偉, 楊文晟基于離子-分子共存理論建立了計算電渣重熔Inconel 718高溫合金過程中平衡Al和Ti含量的熱力學模型.并討論了Ca O-Si O₂-MgO-Fe O-Al₂O₃-Ti O₂-Ca F₂電渣重熔渣系成分變化時, 渣中各組元的活度、活度比值與爐渣成分的關系.與此同時, 研究了不同溫度條件下, 鎳基合金中平衡的Al和Ti含量與爐渣成分之間的關系.結果表明:冶煉溫度升高時, 合金中平衡的Al含量隨之升高, 而平衡Ti含量降低;渣中MgO和Ca F₂只起到調整爐渣物理化學性質的作用, 對控制鎳基合金中Al和Ti元素燒損作用不大. 工程科學學報. 2018 40(S1): 53-64.

高磷轉爐渣中磷的富集行為研究

王達志, 包燕平, 王敏

王達志, 包燕平, 王敏為了實現高磷轉爐渣中磷的有效富集, 以P₂O₅質量分數為10%的Ca O-Si O₂-Fe₂O₃-P₂O₅-MgO-MnO爐渣為研究對象, 通過實驗室熱態實驗研究了高磷轉爐渣中磷的賦存形式, 探討了爐渣堿度和Fe₂O₃含量對高磷轉爐渣中磷的富集行為的影響.結果表明:在高磷轉爐渣中磷元素主要以n2CaO·Si O₂-3CaO·P₂O₅ (n C₂S-C₃P) 固溶體的形式存在, 爐渣堿度和Fe₂O₃含量變化對其賦存形式沒有影響.爐渣堿度變化會影響2CaO·Si O₂的生成量, 堿度太高或太低, 均不利于渣中磷向富磷相富集, 控制爐渣堿度在1.5¹.8之間有利于渣中磷元素的充分富集.增加渣中Fe₂O₃含量, 可以減少2CaO·Si O₂的析出量, 提高富磷相中P₂O₅的含量, 有利于渣中磷元素的富集. 工程科學學報. 2018 40(S1): 65-72.

二次精煉渣成分對渣中MgO飽和度的影響

顧超, 王敏, 蔡小鋒, 甘鵬

顧超, 王敏, 蔡小鋒, 甘鵬在二次精煉過程中, 流動性適中且MgO飽和的精煉渣有助于渣鋼傳質, 并可以在一定程度上延長耐火材料的壽命.本研究使用熱力學計算軟件Fact Sage及熱態平衡實驗對酸性精煉渣Ca O-Si O₂-Al₂O₃-MgO四元系中MgO飽和度進行了研究.結果表明:當酸性精煉渣堿度為0.5¹.8時, 渣中MgO飽和度在2%³9%范圍內波動.當堿度增加時, MgO飽和度明顯降低.隨渣中Al₂O₃含量增加, 在MgO飽和相方鎂石相 (MgO) 和鎂橄欖石相 (2MgO·Si O₂) 中MgO飽和度逐漸增加, 在尖晶石相 (MgO·Al₂O₃) 中逐漸減少.渣中Si O₂含量對鈣硅酸鹽中MgO的飽和度有重要影響.此外, 當溫度升高時, MgO飽和度逐漸增加. 工程科學學報. 2018 40(S1): 73-76.

321不銹鋼浸入式水口結瘤研究

鄭建超, 潘超, 崔崇煒, 林平, 胡曉軍

鄭建超, 潘超, 崔崇煒, 林平, 胡曉軍通過對321不銹鋼 (06Cr18Ni11Ti) 浸入式水口結瘤物的掃描電鏡 (scanning electron microscopy, SEM) 觀察和能譜 (energy disperse spectroscope, EDS) 分析, 并結合理論計算, 探討了水口結瘤機理.根據成分變化, 將浸入式水口試樣從外層到內層分別定義為:耐材層、反應層和鋼基體層.結果顯示, 水口結瘤首先是鋼液侵蝕水口, 形成高熔點渣相, 然后鋼中Ti N夾雜黏結水口內壁并通過與渣相連接形成鏈狀或網狀結構而導致的.對鋼中Ti N形成的熱力學計算表明溫度越高其溶度積越大, 對黏結相Ca O-Al₂O₃-Ti O₂-5%MgO的相圖分析顯示其成分中鈣鋁比較高, 為防止結瘤, 要合理控制爐渣成分. 工程科學學報. 2018 40(S1): 77-84.

轉爐鋼水爐外脫磷劑研究

白雪峰, 卓超, 黃博, 趙志超, 孫彥輝, 梁新騰, 陳煉, 陳均

白雪峰, 卓超, 黃博, 趙志超, 孫彥輝, 梁新騰, 陳煉, 陳均基于鋼水爐外脫磷工藝, 在實驗室對鋼水爐外脫磷劑的選用開展實驗研究.首先確定轉爐鋼水在管式爐中脫磷時初始磷含量和脫磷劑加入量, 然后分別對不同成分和配比的Ca O系和Ba O系脫磷劑進行研究.實驗結果表明, 最佳Ca O系脫磷劑的配比為w (Ca O) ∶w (Ca F₂) ∶w (Fe O) = (65⁷0) ∶ (15²0) ∶ (10²0) , 最佳含Fe O的Ba O系脫磷劑的配比為w (Ba O) ∶w (Ca O) ∶w (Ca F₂) ∶w (Fe O) = (10²0) ∶ (55⁶5) ∶15∶10, 不含Fe O的Ba O系脫磷劑的最佳配比為w (Ba O) ∶w (Ca O) ∶■ 工程科學學報. 2018 40(S1): 85-92.

底吹條件下電弧爐煉鋼熔池的流體流動特性

董凱, 魏光升, 常軍, 蘇榮芳, 吳學濤

董凱, 魏光升, 常軍, 蘇榮芳, 吳學濤電弧爐煉鋼廣泛采用底吹技術以強化熔池攪拌、加速冶金反應和提升產品質量.本文通過數值模擬和水模型實驗研究了底吹條件下電弧爐煉鋼熔池內流體流動特性, 分析了底吹流股對流體流動的影響作用規律.隨底吹流量的增加, 熔池平均流動速度增加, 熔池內“死區”體積減小.同時結合工業生產實測數據, 發現電弧爐底吹技術的運用可通過強化熔池攪拌, 加快熔池內熱量傳遞, 均勻熔池鋼液溫度, 有效加快煉鋼熔池的熱量傳遞和整體升溫速率, 大大提高冶煉過程熱量的利用效率. 工程科學學報. 2018 40(S1): 93-99.

CaO基含V₂O₅及TiO₂脫磷終渣磷酸鹽賦存形式

王寶華, 劉崇, 朱榮, 張明博, 程玉君, 韓宇

王寶華, 劉崇, 朱榮, 張明博, 程玉君, 韓宇以Ca O基含V₂O₅、Ti O₂脫磷終渣為研究對象, 采用共存理論建立磷富集程度R_ci-cj模型, 并與實際渣系的磷酸鹽賦存形式進行對比研究.結果表明:隨著堿度的增加, 3CaO·P₂O₅的質量作用濃度逐漸降低, 4CaO·P₂O₅的質量作用濃度逐漸增加, 而2CaO·Si O₂的質量作用濃度呈現出先增加后降低的趨勢;C₃P+C₄P的富集可能性范圍87%⁹4%, C₂S既是主要的硅酸鈣化合物也是形成富磷產物必不可少的物質, 磷酸鹽富集相中主要以C₂S-C₃P和C₂S-C₄P的形式存在于爐渣中, 結合掃描電鏡 (SEM) 結果、X射線衍射 (XRD) 分析與假設, 計算可得深灰色富磷區域內的含P₂O₅固溶體為2CaO·Si O₂-3CaO·P₂O₅和2CaO·Si O₂-4CaO·P₂O₅, 此結果與理論計算相吻合. 工程科學學報. 2018 40(S1): 100-107.

煉鋼溫度下復吹轉爐流場的數值模擬研究

胡紹巖, 朱榮, 董凱

胡紹巖, 朱榮, 董凱以某鋼廠的110 t復吹轉爐為原型, 建立三維全尺寸幾何模型, 通過數值模擬的方法研究了環境溫度對多流股超音速氧氣射流特性的影響, 并對比分析了常溫和煉鋼溫度下氧氣射流對轉爐熔池的沖擊攪拌效果.研究結果表明:隨著環境溫度的升高, 氧氣射流的速度衰減減慢, 射流流股半徑增大, 與此同時, 射流本身的溫度升高、密度降低, 導致射流動壓的增加幅度低于射流速度的增加幅度;而且, 高溫環境中射流的聚合現象被抑制.在多相流研究中發現, 當環境溫度由300 K提高至1723K時, 氧氣射流的沖擊深度由0.11035 m升高至0.14807 m, 沖擊深度增大了34.18%, 熔池平均速度有一定提高, 說明在多相流研究中環境溫度的影響不容忽略. 工程科學學報. 2018 40(S1): 108-115.

集束氧槍環流布置模式對射流流場影響規律研究

劉福海, 姚柳潔, 馬浩冉

劉福海, 姚柳潔, 馬浩冉為進一步提高集束氧槍對熔池的沖擊攪拌效果, 重點分析了在兩種環境下, 不同環流布置模式對超音速氧氣射流流場與沖擊能力的作用效果.通過對比在高溫噴射試驗與數值模擬研究結果, 分析射流軸向速度與射流總溫流動狀態, 研究不同環流布置模式下集束射流沖擊特性.通過分析不同數量網格的可靠性, 選取合適的數值模擬模型, 并采用渦耗散概念模型和多步燃燒反應機理計算超音速狀態下氧氣與甲烷的混合與燃燒過程.研究結果表明數值模擬結果與高溫噴射試驗數據吻合程度較好.環流布置對拉瓦爾管出口流速無明顯影響, 主氧射流核心段隨環流孔徑與主氧射流間距的增大, 有先提高后下降的趨勢, 且不同環流布置模式對主氧核心段均有延長效果. 工程科學學報. 2018 40(S1): 116-122.

電弧爐EBT區不同底吹攪拌條件的鋼液流動數值模擬

楊澤世, 楊凌志, 宋景凌, 郭宇峰, 魏光升, 王柏惠, 孫永釗

楊澤世, 楊凌志, 宋景凌, 郭宇峰, 魏光升, 王柏惠, 孫永釗底吹工藝在電弧爐煉鋼過程中的應用能有效縮短熔池混勻時間, 加速碳、磷、硫的去除, 提高生產效率及產品質量.本文利用數值模擬軟件模擬了EBT (偏心底部出鋼) 區底吹孔不同氣體流量下的電弧爐鋼液速度場, 發現當EBT區域底吹氣體流量從100 L·min^-1升至267 L·min^-1 (其他兩孔氣體流量穩定保持為133 L·min^-1) 時, EBT區域鋼液的平均流速由2.805×10^-3m·s^-1升至3.268×10^-3m·s^-1, 鋼液整體平均流速由4.126×10^-3m·s^-1升至4.610×10^-3m·s^-1, 并耦合得出EBT區域不同底吹流量下的鋼液流動速度經驗公式.由于鋼液流動是影響熔池內反應的動力學因素, 本文提出了電弧爐煉鋼基于底吹熔池攪拌的碳成分預報模型, 為冶煉終點均勻熔池成分、合理供氧操作提供理論建議. 工程科學學報. 2018 40(S1): 123-129.

電弧爐煉鋼集束氧槍射流沖擊深度特征規律研究

劉福海, 魏光升, 朱榮, 唐天平, 常軍, 蘇榮芳, 劉潤藻

劉福海, 魏光升, 朱榮, 唐天平, 常軍, 蘇榮芳, 劉潤藻電弧爐煉鋼廣泛采用集束射流供氧技術以強化熔池攪拌、加速冶金反應和提升產品質量.本文利用數學分析方法推導出射流沖擊深度理論計算模型并進行了修正, 利用數值模擬和水模型實驗方法驗證所推導計算模型的可靠性.實驗結果表明:集束射流與普通超音速射流的沖擊深度規律相似.同射流條件下, 隨著氧槍槍位的提升, 沖擊深度逐漸減小;同槍位條件下, 集束射流沖擊深度大于普通超音速射流沖擊深度;集束射流的k值和射流軸線密度大于普通超音速射流, 這表現為相同氧槍槍位條件下, 集束射流的沖擊深度更深. 工程科學學報. 2018 40(S1): 130-137.

基于數據統計和廢氣分析的RH快速脫碳工藝

郭建龍, 包燕平, 王敏, 李應江

郭建龍, 包燕平, 王敏, 李應江 RH精煉過程中合理的工藝參數對提高RH過程脫碳速率、縮短RH精煉時間起著至關重要的作用.針對某鋼廠在IF鋼生產中, 300 t RH脫碳時間較長的問題, 采用SPSS統計學軟件對RH精煉過程中的關鍵工藝參數相關性進行統計分析, 研究RH關鍵工藝參數和脫碳時間之間的相關性, 并在大量工藝數據統計和廢氣分析的基礎上, 分析RH關鍵工藝參數與脫碳時間的影響關系和調控規律, 并由此提出工藝改進措施.結果表明:生產過程中應盡早達到極限真空度, 并避免壓降平臺的產生;碳粉加入量不超過35 kg, 碳粉加入次數不超過2次, 并且在達到極限真空壓力之前盡早加入碳粉;在CO峰值之前進行吹氧, 并將開始吹氧時間控制在2.5³.5 min范圍時, RH脫碳時間明顯縮短.通過現場工藝驗證, 工藝參數優化后平均脫碳時間由21.4 min降低到18.3 min, 降幅達14.5%. 工程科學學報. 2018 40(S1): 138-146.

VD過程鋼渣混卷行為的水模型

吳華杰, 蔣芳杰, 李巧琦, 張漓, 張永超

吳華杰, 蔣芳杰, 李巧琦, 張漓, 張永超通過水模型研究了VD精煉過程的鋼渣混卷行為, 定義了鋼渣臨界半混和臨界全混狀態, 并對不同底吹氣量、真空度、底吹位置下的混合狀態進行了研究;分析了臨界攪拌功率和流場穩定性對混卷行為的影響.結果表明:在實驗條件下, 臨界半混和臨界全混氣量隨著真空度的增大而減小;2/3R雙孔底吹位置的臨界氣量大于2/3R+中心孔底吹位置的;并基于導出的真空度與底吹氣量擬合公式, 外推出真空度為67 Pa時實際生產過程中的臨界氣量;VD過程鋼包流場特性主要受底吹位置影響, 并進一步影響混卷行為, 在穩定性流場中當鋼渣混合達到同一狀態時, 攪拌功率幾乎是定值. 工程科學學報. 2018 40(S1): 147-153.

LF精煉渣的氣化脫硫及資源化利用

林路, 侯中曉, 包燕平, 吳玉喜, 張立強, 曾加慶

林路, 侯中曉, 包燕平, 吳玉喜, 張立強, 曾加慶針對我國30多家鋼鐵企業LF精煉渣處理現狀及利用模式進行詳細調研發現:LF精煉渣處理方式較為簡單, 利用層次低, 資源浪費嚴重.同時, LF精煉渣具有光學堿度、硫容量和硫分配比高, 熔化溫度和黏度較低的特點, 可以在冶金內循環利用, 但渣中硫的富集成為其在冶金內循環利用中的限制環節.基于此, 開展LF精煉渣氧化除硫試驗及冶金回用分析研究.結果表明:LF精煉渣中的硫可被O₂氧化成SO₂;在1370℃和1400℃時, 吹氣10 min除硫率可達47%以上, 而吹氣60 min后除硫率基本可達90%以上, 吹空氣除硫效果明顯, 完全滿足LF精煉渣冶金回用時對硫含量的要求.最終提出了一種簡單高效且與現行生產工藝結合較好的LF精煉渣在冶金中再利用的新思路. 工程科學學報. 2018 40(S1): 154-160.

基于集成案例推理方法的RH精煉鋼水終點溫度預測

馮凱, 徐安軍, 賀東風, 汪紅兵

馮凱, 徐安軍, 賀東風, 汪紅兵針對RH工序終點鋼水溫度預測問題, 提出一種基于多元線性回歸和遺傳算法改進的集成案例推理方法.首先, 針對一般案例推理方法中缺少影響因素精選方法的問題, 利用多元線性回歸進行屬性約簡;然后, 針對案例檢索中相似度計算缺少權重計算方法的問題, 利用遺傳算法進行權重優化;最后, 基于精簡的影響因素和優化的權重, 利用改進灰色關聯相似度進行案例檢索, 實現RH終點鋼水溫度預測.利用某鋼鐵企業RH工序實際生產數據分別對多元線性回歸、BP神經網絡、一般案例推理方法和集成案例推理方法進行測試, 結果表明, 集成案例推理方法在多個溫度區間比多元線性回歸、BP神經網絡和一般案例推理方法都有更高的預測精度. 工程科學學報. 2018 40(S1): 161-167.

CaAl包芯線的熔化特征及喂線參數的優化

鄭萬, 李天佑, 王春鋒, 熊珊, 李光強, 劉炳宇

鄭萬, 李天佑, 王春鋒, 熊珊, 李光強, 劉炳宇模擬研究了1873 K鋼液溫度下鋼皮厚度0.74 mm的Ca Al包芯線的熔化、氣化行為及150 t鋼包的理想喂線參數, 并試驗研究了不同鋼種及鈣合金包芯線對鈣收得率的影響.結果表明:包芯線喂入鋼液后, 包芯線的Ca Al合金先于包敷的鋼皮熔化, 自喂入鋼液0.92 s后, 包芯線頂端鋼皮熔化, 液態Ca Al合金進入鋼液后擴散溶解, 當鈣液滴上浮到鋼液面以下1.22 m深度時, 達到了氣化的飽和蒸汽壓, 才會氣化.在150 t鋼包條件下, 為了減少鈣的氣化燒損, 采用3.22⁴.83 m·s^-1的喂線速度, 實現包芯線在鋼液深度2.96 m處熔化的目標.為了提高鈣的收得率, 應采用純鈣包芯線處理碳、硅、錳等元素含量較高的鋼種, 選擇Ca Al包芯線處理低硅低錳的低碳鋼種. 工程科學學報. 2018 40(S1): 168-173.

頂渣改質工藝對IF鋼夾雜物的影響

彭著剛, 齊江華, 楊成威

彭著剛, 齊江華, 楊成威為研究頂渣改質工藝對無間隙原子鋼 (IF鋼) 頂渣氧化性與鋼中夾雜物的影響, 在不同改質工藝中的多個位置取渣樣和鋼樣進行分析.結果表明:在氬站加入改質劑的改質效果最好.以渣中全鐵和氧化錳質量分數w (T.Fe+MnO) 表示爐渣的氧化性, 改質前后爐渣氧化性下降了8.73%.與真空循環脫氣 (RH) 脫氧合金化后和RH精煉結束后加入改質劑改質工藝相比, 氬站改質工藝條件下的中包夾雜物數量密度分別下降了38.5%和36.0%.RH精煉結束后, 鋼中夾雜物數量較少, 但在爐渣氧化性高時, 爐渣向鋼中傳氧, 使中包鋼中夾雜物上升. 工程科學學報. 2018 40(S1): 174-179.

厚板坯氣泡形貌、分布及攜帶夾雜物的原位分析

李向龍, 李寶寬, 劉中秋, 牛冉, 劉強, 任能, 徐國棟, 阮曉明

李向龍, 李寶寬, 劉中秋, 牛冉, 劉強, 任能, 徐國棟, 阮曉明對管線鋼X70厚板坯進行分層刨削, 并對厚板坯內氣泡尺寸、形貌及其攜帶夾雜物的情況進行原位分析.結果表明, 厚板坯內約94%的氣泡直徑在200μm以下;厚板坯皮下8 mm范圍內氣泡及其攜帶的夾雜物缺陷較多, 繼續深入刨層, 基本上難以發現明顯的氣泡及其攜帶的夾雜物, 只在個別位置發現了少許氣泡, 且表現出了一定的偶然性;氣泡形態以單個氣泡和孿生氣泡為主, 還有少許葫蘆形氣泡以及“四瓣”形氣泡;發現了四種夾雜物的存在形式:氧化物、團簇狀夾雜物、氣泡群夾雜物以及夾灰. 工程科學學報. 2018 40(S1): 180-184.