北京柏苑出版有限责任公司
         首页      期刊简介      编 委 会      投稿指南      期刊订阅      广告合作      产学合作      联系我们      留 言 板     English
 
 

 

 
 

 

 
   当期目次
   下期目次
   论文检索
   过刊浏览
   全文下载排行
   摘要点击排行
   Email Alert
 

 

 
   
 

 

 
  访问总数:
当日访问总数:
在线人数:
 
文章快速检索  
  高级检索
 
中国冶金
2022年 32卷 12期
刊出日期 2022-12-15

冶金科技英才
冶金科学技术奖
技术综述
专题研究
生产技术
   
技术综述
1 单长冬, 张建良, 刘征建, 王耀祖, 牛乐乐
铁矿粉烧结基础特性之同化性研究进展

烧结矿在中国高炉的入炉炉料中所占比例为70%左右,烧结工序能耗占钢铁生产能耗的8%~10%,合理优化烧结配矿过程有利于钢铁企业增产降耗。利用铁矿粉烧结高温基础特性指导优化配矿更符合生产实际,基础特性中的同化性反映铁矿粉与CaO熔剂形成液相的难易程度,影响烧结矿的矿物组成、冷态性能及冶金性能,近年来相关研究取得了较大的进展。首先总结了铁矿粉同化性的研究历程,以及当前同化性检测的方法及设备,探讨了各种方法的优缺点,随后分析了不同铁矿粉化学成分等对最低同化温度的影响。结果表明,随着SiO2、Al2O3含量的增加,最低同化温度先降低后升高;MgO、(Al2O3+SiO2+MgO)含量的增加使最低同化温度升高。对不同含铁矿物而言,一般表现为褐铁矿同化性优于赤铁矿,磁铁矿的同化性最差。最后,在前人研究的基础上,基于烧结工艺、优化配矿以及实践经验,总结并探讨了现阶段存在的问题,并尝试提出了未来相关研究的方向。

2022 Vol. 32 (12): 1-6 [摘要] ( 97 ) [HTML 1KB] [PDF 1758KB] ( 288 )
7 宋晓然, 刘征建, 张建良, 宗燕兵, 王耀祖
等离子体氢还原铁氧化物的研究进展
等离子体氢因其化学活性的优势,迅速成为氢冶金领域的研究热点。目前等离子体氢还原铁氧化物的基础理论研究仍不完善,主要缺少对其微观机理、杂质元素迁移规律等方面的研究。通过对等离子体氢还原铁氧化物的相关研究进行回顾,从热等离子体氢的还原入手,再到冷等离子体氢的还原,对国内外等离子体氢还原铁氧化物的研究方法进行概括,并对等离子体的还原机理和应用进展进行详细分析。结果表明,与氢气还原铁氧化物相比,热等离子体氢和冷等离子体氢在还原过程中更具热力学和动力学优势,并且由于体系中有较高浓度的振动激发分子氢,冷等离子体氢被认为拥有更大的发展潜力。研究结果为后续学者的试验设计提供参考,并为其研究方向提供建议。
2022 Vol. 32 (12): 7-14 [摘要] ( 87 ) [HTML 1KB] [PDF 3296KB] ( 233 )
专题研究
15 王坤明, 刘小杰, 李欣, 李红玮, 张淑会, 陈树军
基于改进小波-TCN的高炉铁水钒含量预测系统
铁水钒含量作为冶炼钒钛磁铁矿高炉的重要经济指标,对其进行准确预测将对高炉后续提钒增效具有重要生产意义。利用小波-TCN组合时序模型对具有非线性、波动大等特点的高炉铁水钒含量进行预测。首先利用小波变换将原时间序列数据分解成多个噪声段和单个趋势段,然后选用TCN模型对小波变换后的噪声段和趋势段分别进行预测,最后将结果重构得到最终的预测结果。对于选取小波变换层数较复杂的问题,利用赫斯特系数能够表征数据可预测性的特点,提出小波变换后的平均赫斯特系数(公式)用于降低模型建立过程中小波变换层数选取的复杂度,从而改进小波-TCN组合时序模型。结果表明,改进后的预测模型对单一变量预测高效且准确,相对非改进模型运算时间减少150%左右。对于赫斯特系数大于0.5的预测数据,利用改进小波-TCN组合时序模型对铁水钒含量进行预测,预测结果数据的R2达到0.967,均优于LSTM、LSTM with Attention和TCN单一预测模型的预测效果;对铁水硅、硫含量和铁水温度数据进行单变量预测,其R2分别为0.953、0.942和0.933。该预测模型可高效准确地对高炉铁水质量单变量进行预测,并可为高炉冶炼过程中所产生的其他波动较大数据的单变量准确、高效预测提供参考方案。基于预测模型进行预测系统功能应用开发,能使操高炉操作人员直观了解高炉出铁质量各参数状况,对高炉出铁质量数据进行提前掌握,促进高炉稳定顺行。
2022 Vol. 32 (12): 15-24 [摘要] ( 91 ) [HTML 1KB] [PDF 3885KB] ( 227 )
25 李孟贤, 黄军, 安洪宝, 邓旭阳, 陈国军, 张永杰
铁钢工序界面铁水温降预测系统的开发与应用
鱼雷罐作为铁水转运过程中的主要工具,在其运输过程中的铁水温降会直接影响后续工艺的进行。如果能够对鱼雷罐内铁水温度提前预测,则会为铁水物流生产调度的优化等带来十分重要的意义。首先基于某钢厂铁水转运工艺流程,确定铁水温降的各个影响因素,对鱼雷罐铁水温降进行多因素模拟分析,获得铁水温降预测模型;其次基于现场实际生产数据,结合已建立的铁水温降预测模型,依据模块化设计原则开发在线铁水温降预测模型;最后,利用现有铁水智能管理系统对铁水温度变化趋势和特定时刻的铁水温度实现可视化。该系统的现场运行结果表明,模型计算值与实际值吻合较好,系统的在线应用提高了鱼雷罐的在线周转率,降低了铁水温降,提高了钢铁企业的自动化控制水平。
2022 Vol. 32 (12): 25-31 [摘要] ( 101 ) [HTML 1KB] [PDF 1713KB] ( 187 )
32 韩静静, 任能, 李军, 周毅, 黄旭, 李金富
Ti2AlNb合金锭真空自耗过程宏观偏析的数值模拟
Ti2AlNb合金锭的真空电弧重熔 (VAR) 是一种超高温且不透明冶金过程,很难对这一过程中的熔体流动行为和宏观偏析的形成过程进行试验研究。发展了基于欧拉多相流的电磁场、温度场、流场、溶质场的多场强耦合数学模型,研究了真空自耗过程中的多物理场相互作用机制,对Ti2AlNb合金锭中成分偏析形成过程及分布规律进行了预测。模拟结果表明,电磁力主要分布于熔池表面,自感电磁力推动金属液由中心向下流动而加深熔池;搅拌电磁力的离心效应则大幅提升熔池的温度场均匀度,促使熔池内金属液中的溶质混合均匀。尽管铸锭外围和中心分别形成了大范围的正、负偏析区,但区域内的成分较为均匀。在搅拌和沉降的作用下,金属熔池中的等轴晶极大地缩短了铸锭中的柱状晶区。该模型的模拟结果在熔池深度与宏观偏析分布方面与试验结果吻合良好,可进一步应用于预测和研究工业级大型铸锭中的成分偏析。
2022 Vol. 32 (12): 32-39 [摘要] ( 54 ) [HTML 1KB] [PDF 2070KB] ( 184 )
40 许志强, 陈启发, 杨庭松, 王海军, 郭仕鹏
复合铸轧工艺参数对Kiss点的耦合影响
为了获得高质量的层状金属复合材料,依据双辊薄带复合铸轧技术,探究工艺参数间的耦合作用对复合铸轧的影响。采用有限元软件构建了铜和铝的固-液复合铸轧仿真模型,基于该模型,研究了铝板出口厚度、轧制速度、熔池高度、铜带厚度和浇注温度对Kiss点高度的影响,并对正交试验得到的Kiss点高度进行极差分析,得到了铝板出口厚度、轧制速度和铜带厚度3个强耦合参数,给出了这3个参数两两耦合下耦合强度的变化规律。铝板出口厚度和铜带厚度、铜带厚度和轧制速度对Kiss点高度的耦合影响随参数值的增大其效果逐渐减弱,铝板出口厚度和轧制速度对Kiss点高度的耦合影响随参数值的增大其效果逐渐增强。同时,利用复合铸轧熔池物理场的变化,分析了产生耦合的原因。
2022 Vol. 32 (12): 40-47 [摘要] ( 57 ) [HTML 1KB] [PDF 4721KB] ( 192 )
48 张海宝, 刘福斌, 李花兵, 耿鑫, 姜周华
冷却速率对N06625合金凝固过程微观偏析的影响
高温合金铸锭在凝固过程中各部分冷却条件不同,中心部分冷却速率缓慢。为了模拟铸锭内部的缓慢冷却速率,通过超高温激光共聚焦扫描显微镜(HT-CLSM)、钨灯丝扫描电子显微镜(SEM)、光学显微镜(OM)并结合相关计算,研究了N06625合金在不同冷却速率(10、20、30 ℃/min)下的凝固偏析和微观组织演变状况。结果表明,随着冷却速率升高,析出相的数量、尺寸和面积分数降低,且聚集程度降低,形状由大尺寸长条状和大块状转变为小条状和小块状;Laves相呈块状和条状在枝晶间析出,随着冷却速率降低,Laves相的尺寸和数量增大,聚集程度增加。枝晶干芯部Nb和Mo元素的质量分数以及Nb的有效分配系数(ke[Nb])和Mo的有效分配系数(ke[Mo])随冷却速率增大而增大,在所研究冷速范围内都表现出很强烈的偏析倾向,ke[Nb]分别为0.46、0.55和0.62,ke[Mo]分别为0.73、0.77和0.80,且ke[Nb]的变化趋势更加明显。采用Clyne-Kurz偏析模型并结合试验中的数据,对Nb和Mo元素偏析程度的具体变化趋势进行定量表征,结果表明在N06625合金凝固过程中,冷却速率越低或固相分数越大,残余液相中Nb和Mo元素的质量分数上升速率越快。
2022 Vol. 32 (12): 48-56 [摘要] ( 83 ) [HTML 1KB] [PDF 3862KB] ( 206 )
57 王鹏飞, 金树仁, 徐浩, 李旭
冷轧带钢板形目标曲线设定模型研究与应用
板形目标曲线设定模型属于冷轧板形控制中的基础工艺设定模型,直接决定带钢的实际控制效果。由于当前的板形目标曲线设定模型难以适应规格及工艺参数的变化,无法满足多品种多规格频繁切换的板形控制要求,导致产品合格率降低。为提高板形目标曲线与实际板形的适配度,以基本板形目标曲线和各补偿曲线为基础,利用函数建模方法建立8次多项式形式的板形目标曲线广义方程。为降低各系数的设置难度且满足全种类带钢的生产要求,利用线性函数归一化算法对板形目标曲线广义方程进行归一化处理并乘以增益系数,得到归一式的8次板形目标曲线最终模型。以国内某厂1 450 mm五机架六辊冷连轧机为应用实例,实践表明,归一式板形目标曲线使稳态轧制、加减速轧制阶段的板形标准差分别降低50%和30%且均满足工艺标准,并可保证良好的指标稳定性,为获得高质量冷轧带钢产品提供了解决方案。
2022 Vol. 32 (12): 57-65 [摘要] ( 54 ) [HTML 1KB] [PDF 3496KB] ( 176 )
66 宋艳丽, 安军靖, 王惠生, 刘双娟, 张龙, 梁田
退火工艺对GH4169合金带材组织和力学性能的影响
为解决GH4169合金带材国产化制备工艺不成熟导致的组织及性能控制不稳定问题,对厚度为0.4 mm的GH4169合金带材的热处理工艺进行研究。讨论了不同退火温度、不同保温时间对带材金相组织、力学性能的影响,结果表明,退火温度对带材显微组织和力学性能存在显著影响,随着退火温度的提高,合金带材晶粒尺寸增大,同时合金抗拉强度、屈服强度和硬度呈下降趋势,而伸长率呈升高趋势;适当缩短保温时间可以使晶粒尺寸均匀,并起到细化晶粒的作用,与此同时,合金力学性能表现出抗拉强度、屈服强度和硬度增大,同时伸长率呈下降趋势。综合分析组织及性能,0.4 mm的GH4169合金带材最佳退火工艺为退火温度1 050 ℃、保温时间1.5 min,在该工艺下带材的晶粒度为8.5级,抗拉强度为870.5 MPa,屈服强度为389.5 MPa,伸长率为51.5%,维氏硬度为204HV1。
2022 Vol. 32 (12): 66-71 [摘要] ( 47 ) [HTML 1KB] [PDF 2303KB] ( 197 )
生产技术
72 秦雪刚, 石江山, 李昭蓉, 李涛, 谢鑫, 刘泽谦
烧结混合料水含量自动控制系统开发与应用
烧结过程中混合料水含量对烧结矿的产量和质量有至关重要的影响。传统的烧结混合料加水量控制是以目标水含量与混合料原始水含量的偏差作为前馈量调整加水量,该方式只是对加水量进行简单控制,不能根据实时的混合料水含量偏差和料种变化情况对加水量进行精准控制。为此,开发了烧结混合料水含量自动控制系统,采用前馈和后馈相结合以及红外水分仪和微波水分仪联合后馈控制的调整方式,应用原燃料数据动态追踪技术,通过混合料加水过程的自动控制,将混合料水含量波动范围控制在目标水含量的±0.15%以内,实现了烧结混合料加水量的精准控制,提高了烧结矿的质量和产量,经济效益和社会效益显著。
2022 Vol. 32 (12): 72-77 [摘要] ( 80 ) [HTML 1KB] [PDF 1849KB] ( 295 )
78 史彩霞, 游香米
低镍铁水冶炼1Cr14Mn10NiCuN不锈钢生产工艺优化
通过对1Cr14Mn10NiCuN不锈钢冶炼的几种原料条件和工艺路径对比分析,发现采用低镍高炉铁水为主要原料的工艺流程因铁水成分、温度和洁净度更优而更具竞争力。某厂采用高硅含铬低镍铁水冶炼1Cr14Mn10NiCuN不锈钢,铁水带入铬可节约50铬铁用量约66.7 kg/t(钢),降低成本约400.5元/t(钢),但预处理环节铬的收得率仅为88%,铬损失量折算成50铬铁达到9.1 kg/t(钢),折合人民币约54.6元/t(钢)。工艺优化方案考虑在铁水预处理炉吹氧结束时加入合金熔化炉熔化的铬铁水,利用铬铁水中的硅还原渣中的铬。工艺方案优化后在预处理炉环节将低镍铁水中的铬收得率提高至95%,使生产全流程50铬铁加入量减少约5.3 kg/t(钢),降低成本约31.9元/t(钢)。
2022 Vol. 32 (12): 78-82 [摘要] ( 52 ) [HTML 1KB] [PDF 910KB] ( 173 )
83 岳俊英, 侯栋, 王德永, 刘代润, 崔斌, 孙海关
真空自耗炉的锰、铜、氮易挥发元素含量控制
真空自耗炉是生产高品质特殊钢的重要终端设备,常有VIM-VAR、VIM-ESR-VAR 2种工艺。真空自耗熔炼过程中,常常伴随着锰、铜元素的挥发以及氮的去除。目前,现场仅凭经验确定金属母材的组分,然而真空自耗前后的锰、铜元素烧损并不遵循减法规律,尚不能精准控制真空自耗后的铸锭中锰、铜元素含量。针对现场对合金元素精准控制的迫切需求,基于冶金动力学解释了真空自耗炉中锰、铜、氮元素的挥发机理,指出铸锭中锰、铜、氮元素的含量与金属母材中锰、铜、氮元素的含量呈倍数关系。在苏州双金实业有限公司结晶器内径为450 mm的真空自耗炉中熔炼630不锈钢时,在8 000 A电流和26 V电压条件下,得到锰元素的挥发系数为61%~65%,铜元素的挥发系数为88%~92%。研究结果为真空自耗熔炼中挥发性元素的精准控制提供了参考。
2022 Vol. 32 (12): 83-87 [摘要] ( 58 ) [HTML 1KB] [PDF 1233KB] ( 173 )
88 王皓, 王国连, 马硕, 王胜东, 唐萍, 刘延强
MCCR产线低碳钢高拉速技术研究与应用
通过统计和分析现场数据,得出限制MCCR薄板坯连铸连轧低碳钢拉速提高的主要因素为结晶器热像图中的冷齿和结晶器液面波动,对冷齿和液面波动的成因进行研究,并提出有效控制措施。研究结果表明,结晶器热像图中的冷齿与结晶器弯月面凝固收缩特性相关,受冷却铜板厚度、碳当量、拉速及保护渣影响,反映到铸坯实物上为凹陷或者裂纹缺陷,需合理匹配形成最优参数组合,以降低因冷齿造成的漏钢风险。当结晶器铜板厚度减薄量在6.7%以内时,一冷水维持原设计流量;当结晶器铜板厚度减薄量在6.8%~11.1%时,拉速4.0 m/min以上时需降低10%的一冷水流量;当结晶器铜板厚度减薄量在11.2%~15.6%时,所有拉速下需降低18%的一冷水流量,同时使用高碱度B型保护渣。针对高拉速下结晶器液面波动问题,通过数值模拟研究浸入式水口插入深度、拉速、结晶器断面宽度及电磁制动等参数对结晶器内流场和温度场的影响规律,得到不同拉速和不同断面条件下电磁制动电流的合理配置,使得拉速达到5.5 m/min时钢液面最大流速仍小于0.3 m/s。上述研究结果应用后,结晶器冷齿问题得到有效缓解,110 mm厚的薄板坯最高拉速达到5.8 m/min,结晶器液面波动控制在±1 mm以内,保护渣液渣层厚度保持在8~10 mm,结晶器热流稳定,实现了高拉速的顺稳生产。
2022 Vol. 32 (12): 88-97 [摘要] ( 89 ) [HTML 1KB] [PDF 5824KB] ( 184 )
98 司小明
基于粗轧镰刀弯的精轧跑偏预控模型及应用
带钢热轧跑偏问题是影响带钢生产与板形质量的重要因素。轧制生产过程中,由于粗轧中间坯头部弯曲导致的精轧堆钢事故频发,不仅严重危害生产稳定性,还造成资源的严重浪费和企业的经济损失。为了解决上述问题,针对粗轧非对称板形影响因素,结合实测粗轧中间坯以及工艺过程数据,建立中间坯头部预控模型,并利用加权最小二乘法与模型自学习对模型增益系数进行优化,最终建立了基于粗轧镰刀弯的精轧跑偏预控模型。将模型计算值应用于现场生产后,有效降低了精轧带钢头部跑偏,具有较好的参考价值和指导意义。
2022 Vol. 32 (12): 98-105 [摘要] ( 84 ) [HTML 1KB] [PDF 2955KB] ( 167 )
106 张亮亮, 于洋, 李晓军, 史震
600 MPa级高强钢热轧卷取工艺研究及应用
为了探究卷取过程热轧带钢的氧化铁皮和组织性能的变化规律,采用扫描电镜、电子探针、光学显微镜、透射电镜和拉伸试验机等研究了不同卷取温度和冷却方式对600 MPa级热轧带钢表面质量和组织性能的影响。结果表明,650、600 ℃ 卷取温度下,与缓慢冷却方式相比,采用快速冷却方式可有效改善热轧带钢表面氧化铁皮的结构,使氧化铁皮中FeO比例提高10%~15%,氧化铁皮厚度下降25%~30%,同时有效减弱热轧带钢表面氧化铁皮与基体界面硅元素和锰元素富集;不同冷却工艺下热轧带钢中的晶粒尺寸相近;650 ℃卷取+快速冷却工艺下热轧带钢的屈服强度最高,试样断口的位错密度最高,但断后伸长率并未明显下降。
2022 Vol. 32 (12): 106-112 [摘要] ( 76 ) [HTML 1KB] [PDF 3376KB] ( 193 )
113 邓能辉, 侯睿, 叶俊明
基于深度学习的圆钢表面缺陷检测系统
圆钢表面缺陷是影响圆钢质量的重要因素。随着钢铁生产轧制节奏提升和智能化升级,人工检测、传统表面缺陷检测等方法已经难以同时满足多种类缺陷、高速在线检测等方面的需求。因此,设计了适用于圆钢表面缺陷检测的成像系统,提出分类优先网络与目标检测网络融合的圆钢表面缺陷检测方法,并将一种非缺陷样本加入网络模型的训练以提升检测精度。试验结果及应用效果表明,该方法针对凹坑、裂纹、耳子、划伤、翘皮等表面缺陷的准确识别率达到95.61%,能有效减少缺陷误报、漏报的问题。
2022 Vol. 32 (12): 113-121 [摘要] ( 67 ) [HTML 1KB] [PDF 3435KB] ( 255 )
冶金科技英才
122
庞建明
2022 Vol. 32 (12): 122-122 [摘要] ( 48 ) [HTML 1KB] [PDF 186KB] ( 196 )
冶金科学技术奖
123
钢-轧过程产品质量智能管控技术与平台
2022 Vol. 32 (12): 123-123 [摘要] ( 25 ) [HTML 1KB] [PDF 170KB] ( 247 )
124
含碲高端特殊钢冶金工艺技术的开发和应用
2022 Vol. 32 (12): 124-124 [摘要] ( 30 ) [HTML 1KB] [PDF 181KB] ( 272 )
 

 

 
 
· 欢迎下载阅读《中国冶金》2018—2022年1~12期全文
· 《中国冶金》著作权转让协议
· 中国科协全国学会学术出版道德公约
· 《中国冶金》第3届编委会成立大会顺利召开
· 2024年《钢铁》《中国冶金》《连铸》期刊征订
                  更多 
 

 

 
  ·《中国冶金》著作权转让协议
  ·投稿须知
  ·论文模板
                  更多 
 

 

 
      排版格式       引言内容
      中英题名       正文内容
      中英摘要       结论内容
      关  键  词      参考文献
      中图分类号    刊名缩写
                                      更多 
 

 

 
中国科学技术协会
中国金属学会
中国钢铁期刊网
钢铁
                  更多 
 


京ICP备10022112号
版权所有©《中国冶金》杂志社有限公司
地址:北京市海淀区学院南路76号,邮编:100081   电话/传真:010-62181032 E-mail:CM@chinamet.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发  技术支持:support@magtech.com.cn