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中国冶金
2021年 31卷 11期
刊出日期 2021-11-15
专家论坛
冶金科技英才
冶金科学技术奖
专题研究
生产技术
装备技术
专家论坛
1
张福明
低碳高效高炉的设计研究
高炉炼铁的物理本质是铁素物质流在碳素能量流的驱动和作用下,按照设计的流程网络和运行程序,经过一系列复杂物理化学冶金反应过程,将铁矿石转变/转化为液态生铁的过程。碳素不仅是铁矿石还原过程的能量驱动源,也是生成铁水的重要非金属合金元素。面向全球“碳达峰”“碳中和”的发展形势,传统高炉必须在已有工艺技术的基础上进行改进、优化和创新,努力实现低碳化、高效化、绿色化、智能化等多重目标。提出了未来高炉在实现高效低碳的同时,必须从功能设计、装备设计和流程设计入手,遵循节能减排、低碳绿色新的发展理念,通过工艺优化、结构优化和技术开发,使传统高炉更加适应于炉料结构和燃料结构的变革,减少焦炭消耗和对其依赖,在碳素能量输入降低的条件下,形成新的耗散结构体系,进而实现高炉低碳高效炼铁的工程演进和技术发展。
2021 Vol. 31 (11): 1-8 [
摘要
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专题研究
9
张雪松, 张勇, 孙健, 贾国利, 赵满祥
高炉炉缸破损调研分析
高炉炉缸安全是高炉长寿的主要限制环节,首钢股份公司环保限产期间对2号高炉进行了在不切割炉壳情况下的炉缸保护性清理和浇注修复施工。在此期间对高炉炉缸的破损情况进行了调研,研究了首钢股份公司 2 号高炉风口以下炉缸渣皮、风口区域、出铁口前泥包的状态和炉底陶瓷垫的侵蚀状况,并分析了造成炉缸炭砖侵蚀的原因及炉缸中钛和锌元素的物相。研究发现炉底陶瓷垫未形成锅底状侵蚀,越是靠近炉墙位置,陶瓷垫侵蚀越严重,说明了炉缸活跃度不够。而象脚区炭砖侵蚀主要是受铁、钾和硫等元素的渗透侵蚀;炉底象脚区域发现大量古铜色碳氮化钛沉积物,沉积物呈带状分布;破损炉缸中发现的大量ZnO富集物是黄绿色而非传统的白色。此次破损调研为后期炉缸浇注、高炉操作以及今后的炉缸设计提供现实可靠的依据,其意义重大。
2021 Vol. 31 (11): 9-15 [
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16
邓素怀, 王全礼, 张慧峰, 熊家泽
回火温度对中锰钎杆钢微观组织和力学性能的影响
采用光学显微镜和扫描电镜等方法研究了不同回火温度对中锰钎杆钢的微观组织和力学性能的影响。结果表明,当回火温度由610升至690 ℃时,试验钢的抗拉强度逐渐升高,屈服强度逐渐降低,断后伸长率呈先升高后降低趋势,强塑积在670 ℃时达到28 GPa·%。经短时回火处理后,试验钢获得的微观组织为板条状马氏体,具有良好的塑性,可以满足钎杆钢对强塑积的要求,但是在耐磨性方面还需要进一步提高。
2021 Vol. 31 (11): 16-20 [
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21
赵海峰, 徐德超, 张博明, 滕华湘
1 800 MPa级微合金化热冲压钢的弯曲性能
通过力学性能3点弯曲试验和微观分析,研究了不同奥氏体化温度对1 800 MPa级微合金化热冲压钢弯曲性能的影响。结果表明,当奥氏体化温度为830～890 ℃时,试验钢的弯曲角度大于55°;当奥氏体化温度达到920 ℃时,试验钢的能量吸收能力和最大承载力明显降低。由于KAM升高引起的抗拉强度升高与由奥氏体晶粒尺寸增大和板条马氏体粗化引起的抗拉强度弱化相互作用,最终导致在不同奥氏体化温度和测试方向下试验钢的力学性能没有明显变化。
2021 Vol. 31 (11): 21-24 [
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25
惠亚军, 吴科敏, 黄天华, 刘锟, 武巧玲, 牛涛
500 MPa级V-N 微合金化热冲压桥壳用钢的开发
采用OM、SEM和TEM对500 MPa级V-N微合金化热冲压桥壳用钢的组织与性能进行了研究。结果表明,其屈服强度、抗拉强度分别达到了373和544 MPa,断后伸长率达到25.5%,低温冲击性能优异,在-60 ℃时的冲击功达到了145 J。其显微组织主要为铁素体和少量珠光体的混合组织,其中,铁素体基体上存在大量球形析出物,该析出物在规格上分为尺寸为30～50 nm且能谱分析显示主要为VCN的大颗粒第二相和尺寸在20 nm以下且能谱分析显示主要为VC的小颗粒第二相。热冲压后,500 MPa级V-N微合金化热冲压桥壳用钢的屈服强度和抗拉强度分别达到305和450 MPa,屈服强度和抗拉强度的下降率分别控制在18.2%和17.3%。
2021 Vol. 31 (11): 25-28,33 [
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29
马闻宇, 杨建炜, 姚野, 张永强
热冲压工艺参数对零件成形性影响规律分析
主要研究了热冲压工艺参数对热冲压后零件成形性的影响规律。热冲压工艺参数主要包括冲压速度、压边力、摩擦因数和板料温度,每个工艺参数均分为低、中、高3个水平。结合测试方案设计和仿真模型,利用方差分析研究不同工艺参数对零件成形性的影响程度;同时,利用量化分析方法确定不同水平的工艺参数对零件成形性影响程度的量化值。结果表明,工艺参数对零件减薄率的影响程度由重到轻的顺序为摩擦因数、板料温度、冲压速度和压边力,其中摩擦因数影响程度的量化值约为97.3%。
2021 Vol. 31 (11): 29-33 [
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34
郑瑞, 牛涛, 白凤霞
日新制钢公司特殊钢产品开发情况分析
日新制钢公司特殊钢产品的开发和应用处于世界领先水平,小批量、多品种和高质量生产是其主要特点。针对目前国内市场对高品质特殊钢产品不断增长的需求,对日新制钢公司特殊钢产品类别、独有产品和生产工艺进行了介绍,包括生产体系变化带来的影响。同时对日新制钢中高碳钢产品近20年的专利进行了分析,为相关产品的开发提供参考。
2021 Vol. 31 (11): 34-38 [
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39
于新乐
钢铁企业工控系统网络安全风险分析及解决措施
钢铁企业工控系统网络安全的目标是实现持续的工控系统安全风险管理,建立一种能够随着时间变化不断改进的安全架构和技术支撑体系。结合首钢股份公司2160热轧生产线工控系统网络的实际情况,从工业主机安全防护、安全域划分及隔离、工控系统网络监测和统一威胁管理4个方面提出防护方案,以提高工控系统网络的防护能力,打造一个安全的生产环境,确保钢铁企业工控系统网络的平稳运行。
2021 Vol. 31 (11): 39-43 [
摘要
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生产技术
44
赵满祥, 张勇, 贾国利, 张雪松, 郑敬先
高炉炉缸富钛保护层的解剖分析
通过对长期加钛护炉高炉的炉缸进行解剖获得了富钛保护层的样品,并推测了富钛保护层在高炉中的形成过程。研究发现Ti(C, N)晶粒最初从铁水中析出,然后通过晶界迁移在炉渣中长大,最后Ti(C, N)晶粒与熔渣和铁水一起凝结形成保护层。此外,采用酸蚀法观察了Ti(C, N)晶粒的微观形貌,发现Ti(C, N)晶粒表面相对平整且具有大量环形层状结构,另外还有少量立方体式堆砌形式存在,Ti(C, N)晶粒内部并不致密。
2021 Vol. 31 (11): 44-48 [
摘要
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49
周成林, 吕春龙
水钢 2 500 m
3
高炉炉缸堆积治理实践
通过对水钢 2 500 m
3
高炉炉缸堆积的成因进行分析,并对炉缸堆积治理过程进行总结,在优化装料制度的基础上,通过采取开放中心和稳定边缘煤气流、增加中心焦比例、缩小中心焦角、加组焦、提炉温、堵风口、改用长风口以及用锰矿和萤石洗炉等措施,使高炉生产逐步恢复正常,技术经济指标改善。
2021 Vol. 31 (11): 49-53 [
摘要
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54
杨军昌, 刘海峰
高炉降料面喷补复风实践
为确保高炉安全稳定生产,在对炉身上部炉墙进行喷补造衬时,需要将料面降至指定位置。降料面操作前需活跃炉缸、稳定炉况和制定休风料单,降料面过程适当控制打水量,严格控制炉顶温度和煤气成分,合理控制风量和风压,确保安全顺利降料面至指定位置;采用湿法喷补工艺,根据炉墙实际侵蚀情况分别采用固定喷补、扇形喷补和圆周喷补方式,以获得规整光滑的炉型;复风过程通过集中堵风口、合理控制加风和开风口速度以及加强炉前出铁的管控确保炉况及时顺利恢复正常。
2021 Vol. 31 (11): 54-58 [
摘要
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59
刘兰霄, 周娜, 刘娟, 张云鹤, 徐彬, 呼智勇
高碳工具钢表面翘皮缺陷分析及控制措施
利用扫描电镜和能谱仪对热轧高碳工具钢表面翘皮缺陷进行分析,结果为该部位在热轧工序发生了明显的脱碳反应,粗大的脱碳晶粒导致带钢表面局部塑性变差,在热轧过程中由于带钢不同部位塑性不同,导致其变形量不同,最终产生翘皮缺陷。对高碳工具钢开展热模拟试验,摸索出该材料的高温热塑性,通过控制热轧板坯装炉温度、板坯在炉时间、出炉温度以及设置合理的精轧温度,有效控制了高碳工具钢表面翘皮的发生。
2021 Vol. 31 (11): 59-61,66 [
摘要
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62
齐海峰, 李靖, 唐伟, 郑艳坤, 滕先博, 时海涛
冷轧极薄规格带钢羽痕缺陷生成机理与控制
针对双机架平整机生产极薄规格带钢时表面出现的羽痕缺陷生成机理进行了分析。通过研究发现,羽痕生成是由于极薄规格带钢在宽度方向上由轧制力和张力共同作用下出现不均匀变形,该变形产生的分界线在平整过程中出现了不均匀延伸;而在平整过程中由于弯辊和窜辊的预设定参数不合理、单位张力设定偏低、平整过程中弯辊力与轧制力不匹配等因素导致带钢局部延伸偏大,形成了明显的浪形,此浪形若经过平整机辊缝碾压则生成羽痕缺陷。通过将平整机设定张力提高30%、调整板形曲线为1~8 IU的大边浪、依照带钢厚度调整平整机板形预设定参数以及开发轧制力弯辊力跟随控制模型等措施,极薄规格带钢羽痕缺陷带出品由 206降至51 t/月,基板表面质量满足了国内外多家高端用户的要求。
2021 Vol. 31 (11): 62-66 [
摘要
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67
刘彦群, 程智慧, 王建, 李运来, 刘晓强, 赵彦东
可逆冷轧机压下率分配探析
以可逆冷轧机压下率分配为研究对象,根据生产现场实际情况,重点介绍了轧制规程中压下率的分配原则,包括第 1 道次压下率分配时考虑的要点、成品道次压下率对于产品性能的影响;由现场试验得出,在轧机能力(如轧制力、主电机功率等)范围内,通过调整、优化压下率分配,或减少轧制道次数,能够较好地解决可逆冷轧机生产效率低的问题;对影响制定轧制规程的因素进行了简要阐述。
2021 Vol. 31 (11): 67-70 [
摘要
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63
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71
王道金, 任伟超, 律琳琳, 付振兴, 乔梁
残氧量模型的修正方法在比例控制型烧嘴上的应用
针对首钢京唐公司某退火炉残氧量设定值与实测值偏差过大问题,提出一种针对燃烧控制系统残氧量模型的修正方法。通过测量烧嘴出口处烟气中的残氧量,得出燃烧控制系统空燃比实测值与设定值的偏差,从而计算出助燃空气流量修正值,并依此对残氧量模型进行修正。残氧量模型修正方法应用后,该退火炉残氧量设定值与实测值的平均偏差由3.37%降至0.15%,且各加热控制区残氧量偏差均小于1%,解决了因残氧量设定值与实测值偏差过大而导致残氧量模型无法应用于实际生产现场的难题。
2021 Vol. 31 (11): 71-75 [
摘要
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60
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装备技术
76
陈朝明, 赵艳良, 宫磊, 王莹, 李志芳, 潘家新
液力偶合器在大型皮带运输机上的应用实践
大型皮带运输送机电机与减速机高速轴间的联接很多选用液力偶合器,以实现软起动,使设备的使用寿命得以延长。主要分析了液力偶合器的工作原理、内部结构、安装、使用、维修和保养等方面的工作要点,并对皮带运输机用限矩型液力偶合器的选择给出了建议。
2021 Vol. 31 (11): 76-80 [
摘要
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47
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81
康永华, 莫志英, 刘伟, 徐成敖, 孙晴, 李权
喷雾阀嘴多步成形有限元分析
喷雾阀嘴是喷雾罐的关键部件,其成形过程复杂、难度较大。采用三维光学扫描仪检测喷雾阀嘴各步成形件的三维尺寸,推导模具方案进行逆向建模。同时采用有限元技术分析喷雾阀嘴成形过程特点,探索材料性能对其成形质量的影响。结果表明,模型实现了精确分析喷雾阀嘴复杂的多步成形过程,可分析喷雾阀嘴任一时刻、任一位置的成形状态和成形质量状况。同时得出,MR T3-BA材料或比其屈服强度更高的材料容易出现成形质量问题。
2021 Vol. 31 (11): 81-87 [
摘要
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66
) [
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冶金科技英才
88
路新
冶金科技英才
2021 Vol. 31 (11): 88-88 [
摘要
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53
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冶金科学技术奖
89
冶金材料成分定量检测与分布表征的ICP分析仪器开发与推广应用
2021 Vol. 31 (11): 89-89 [
摘要
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25
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90
大国重器舰船用钢不平度调整技术
2021 Vol. 31 (11): 90-90 [
摘要
] (
35
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