2017年, 第27卷, 第12期　刊出日期：2017-12-15

  

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技术综述
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  电弧炉炼钢成分预报现状与熔池搅拌对其影响

  王柏惠，杨凌志，郭宇峰，董凯，王超，杨泽世

  中国冶金. 2017, 27(12): 1-7.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170110

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  电弧炉炼钢成分预报与控制直接影响冶炼时间、产品质量与生产成本，是电弧炉炼钢智能化的重要环节。对转炉、电弧炉副枪检测技术和炉气分析技术进行了分析，探讨了炼钢过程的选择性氧化机理与智能算法在成分预报中的应用。结合熔池流动慢、反应不均衡的动力学条件，讨论了电弧炉炼钢成分预报的难点。在国内外文献综述的基础上，讨论了电弧炉底吹搅拌、氧气射流及电磁流体对钢液流动的影响，提出将电弧炉熔池钢液流动行为的动力学影响和炼钢反应选择性氧化热力学相结合，实现成分实时预测研究的设想，对开展电弧炉炼钢成分预测研究具有指导意义。
专题研究
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  煤灰残碳对氧化球团回转窑结圈物形成的影响

  范建军，郭宇峰，臧龙，王磊

  中国冶金. 2017, 27(12): 8-13.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170161

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  为了解链箅机- 回转窑氧化球团生产过程中回转窑内的结圈物的形成机理，首先采用X射线衍射、显微镜以及扫描电镜能谱对结圈物进行分析检测, 发现其矿物组成主要为赤铁矿及硅酸盐相；然后进行含残碳煤灰和球团矿粉末的模拟焙烧试验，为进一步验证FeO对低熔点物质生成的作用，利用FactSage软件中的Phase Diagram模块，计算绘制液相投影图。结果表明，试样在高温过程中其FeO质量分数可达到10%~20%，而FeO可与煤灰中的SiO2、CaO、Al2O3等生成含亚铁相的硅铝酸盐类低熔点化合物；当FeO质量分数从5%到30%依次升高时，SiO2- CaO- Al2O3- FeO四元系相图中的液相区不断扩大，且液相线温度由1 200降低至1 100 ℃；FeO的存在对低熔点化合物的产生有较大的促进作用，证实喷煤补热燃烧过程中，含残碳煤灰与球团粉末混合后，可生成含亚铁相的硅铝酸盐类低熔点化合物，导致结圈物的形成。
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  提高复吹转炉透气砖寿命和冶金效果的新技术

  杨文远 李林 彭小艳 王明林 高飞 史晓强

  中国冶金. 2017, 27(12): 14-21.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170158

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  为了提高复吹转炉透气砖寿命和冶金效果，研究了大流量透气砖底吹不对称供气技术。采用水模试验方法，底吹气量按3.3∶1分两路供气，每隔1炉交换1次。结果表明，供气强度在0.2 m3/(t·min)时，透气砖侵蚀速度与单根毛细管的气体流量呈正比。毛细管根数增加1倍，透气砖的供气能力提高1倍。采用大流量、大尺寸透气砖不对称交错供气的技术，可使透气砖的侵蚀速度减少50%，寿命提高1倍。转炉炼钢的熔池混匀时间缩短19.2%，铁水脱磷预处理熔池混匀时间缩短63%，复吹转炉的冶金效果得到明显改善。与复吹转炉预埋透气砖和更换透气砖的方法相比，可以更有效地提高转炉的复吹炉龄和冶金效果。
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  唐钢中厚板厂连铸保护渣结晶器渣膜矿相分析

  刘志远，霍俊梅，王重君，王谦，李双江，刘晓娟

  中国冶金. 2017, 27(12): 22-27.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170235

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  为改善唐钢中厚板厂船板钢的浇铸条件以及铸坯质量，将现场所用保护渣A进行调整形成保护渣B。基于相图平衡计算，采用光学显微镜对保护渣A和B在结晶器内的渣膜进行观察，研究渣膜结构对保护渣润滑和传热的影响机制。结果表明，保护渣A析晶温度和析晶率较高，析晶矿相主要为导热系数大的黄长石，渣膜中存在不均匀分布的气孔，使得铸坯向结晶器传热较快且不均匀，并恶化铸坯润滑，导致发生黏结漏钢，且铸坯出现裂纹，轧材合格率为98.73%。而保护渣B析晶温度和析晶率相应有所降低，渣膜结构分层明显，存在玻璃层，析晶矿相有适量导热系数小的枪晶石，有少量气孔，能有效控制铸坯向结晶器壁的均匀传热，并保证润滑铸坯，避免了黏结漏钢，且显著减少了铸坯裂纹率，轧材合格率为99.65%。
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  20Mn23AlV钢用低反应性连铸保护渣的开发

  李建民 ，姜茂发 ，孙丽枫

  中国冶金. 2017, 27(12): 28-31.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170150

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  20Mn23AlV高锰无磁钢的高铝含量导致连铸过程中钢水与连铸保护渣的剧烈反应，连铸坯产生大量裂纹缺陷，影响其连铸正常生产。为提高铸坯质量，保证20Mn23AlV高锰钢连铸生产顺行，本研究对现场生产20Mn23AlV的连铸工艺和采用的连铸保护渣进行了系统的研究和分析。通过实验室的感应加热炉进行渣- 金反应试验，并结合化学分析和扫描电镜等方法研究开发出20Mn23AlV低反应性连铸保护渣，并采用工业试验证明采用低反应性连铸保护渣可以消除连铸坯表面裂纹缺陷，20Mn23AlV高锰钢铸坯修磨量可由8%降低至1%。
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  变形过程中含铜钢表面裂纹形成的影响因素

  李长荣 ，张磊 ，刘然

  中国冶金. 2017, 27(12): 32-35.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170162

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  为了减少含铜钢表面裂纹，抑制“铜脆”现象，通过在变形过程中控制钢中铜质量分数、变形温度、氧化时间、变形量等研究方法对含铜钢表面裂纹产生的影响因素进行研究。结果表明，铜质量分数越高，表面裂纹产生越严重;不同铜质量分数的钢出现最大裂纹都有一定的临界温度，该临界温度在1 100~1 150 ℃的温度范围内；氧化时间越长，裂纹深度越深；变形量42%是试样表面裂纹大量出现的临界点，裂纹数量会随着变形量的增大而迅速增加，当变形量达到50%，裂纹增加速度会有所减缓并最终达到饱和。
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  聚磁介质用不锈导磁材料开发

  白江虎，李具仓，张志刚，刘险峰

  中国冶金. 2017, 27(12): 36-39.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170163

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  为了改善现有强磁选机聚磁介质耐磨、耐腐蚀能力，提高其聚磁性能，开展了聚磁介质用不锈导磁材料制备、显微组织观察、力学性能测试、耐腐蚀性能及磁性能测试试验。结果表明，利用真空熔炼炉进行钢水熔炼、热轧、完全退火处理后可制备出屈服强度为287 MPa、显微硬度为148HV、腐蚀速率为10-8 A/cm2、背景场强为35 A条件下的磁化磁场强度为14 000 Gs、剩磁强度为1 056 Gs的不锈导磁聚磁介质用材料。
生产技术
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  兴澄特钢3 200 m3高炉减少风口磨损的措施

  徐振庭，郭超

  中国冶金. 2017, 27(12): 40-43.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170152

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  为了研究兴澄特钢风口小套磨损损坏的原因，对损坏风口的数量及特征进行统计分析，把风口小套长度与设计值及其他厂风口小套长度进行对比。采用计算机模拟计算喷枪与风口中心线之间的适宜夹角，并将计算结果与实际生产中采用的夹角进行对比。通过对喷枪材质、高炉内碱金属的负荷变化、煤粉中的水分和粒度进行分析，得出造成兴澄特钢风口小套磨损的主要原因是风口小套长度过长、高炉碱金属负荷较高、喷枪与风口中心线之间的夹角过大以及喷枪材质的耐磨耐高温性能差等。针对以上原因，兴澄特钢采取相应的措施，合理减小小套长度，调整喷枪与风口中心线之间的夹角，降低高炉碱负荷以及采用耐磨喷枪，既保证了高炉顺行，又延长了风口小套的使用寿命。
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  铝脱氧轴承钢GCr15精炼渣最优成分的分析与实践

  黄永生，孙光涛，顾超，甘鹏，包燕平，王敏

  中国冶金. 2017, 27(12): 44-48.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170145

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  为了研究铝脱氧轴承钢GCr15最适合的精炼渣系，利用FactSage热力学计算软件对MgO对精炼渣熔点的影响、精炼渣对平衡钢液成分的影响及精炼渣的脱硫能力等进行热力学计算，得出最适合的渣系成分，并将优化结果应用于国内某厂“100 t EAF→LF→VD→CC”流程生产轴承钢GCr15的工业试验。结果表明，优化后的精炼渣系的主要成分（质量分数）为CaO 50%~55%，Al2O3 25%~33%，SiO2 6%~10%，MgO 5%~7%，R＝5~7；使用该渣系进行工业试验，VD出站时全氧质量分数可达到0.001 1%~0.001 3%；铸坯中主要夹杂物为Al2O3、MgO- Al2O3、MnS、TiN、钙铝酸盐和硅酸盐等，其中氧化物类夹杂的个数密度在3个/mm2以下，平均等效直径在4 μm 以下。
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  自主集成300 t钢包加盖技术在京唐的应用实践

  张启东，聂作禄

  中国冶金. 2017, 27(12): 49-52.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170159

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  通过对钢包加盖系统的研究，首钢京唐公司形成了具有自主知识产权的钢包全程加盖技术及工艺操作。钢包加盖系统在首钢京唐投入使用后，钢包全程加盖运行率达99.8%以上，钢包及包盖热状态较好，钢渣温度相对较高。经过实践生产运行表明，相较钢包未加盖运行，钢包全程加盖可以使钢包包底、包壁及渣线温度平均提高200 ℃左右；平均转炉出钢温度降低13 ℃；出钢结束至进精炼站的钢水温降损失减少2.9 ℃。同时，钢包盖使用最高次数可达1 800次以上。在节能降耗、降低生产成本、提高生产效益方面取得了良好的效果，可年节约成本约3 200万元。
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  宽规格汽车板沉没辊印成因分析及控制技术

  李文波，宋丹，肖激杨，任新意

  中国冶金. 2017, 27(12): 53-58.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170156

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  针对某2 230冷轧镀锌宽规格汽车板出现的沉没辊印缺陷问题，采用SIAS带钢表检系统和ZEISS扫描电镜对沉没辊印的形状进行了有针对性的宏观描述，对扫描电镜下出现的微观特征进行分析，最终确定沉没辊印缺陷的形成过程。通过沉没辊改善沟槽表面质量、沉没辊表面沟槽改造、冷却塔带钢跑偏等多方面调整措施，有效地解决了锌锅沉没辊印问题，取得了显著的应用效果。
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  含钛微合金钢低温冲击韧性波动的原因与改进

  吴俊平，靳星，龙木军，陈登福，刘涛，段华美

  中国冶金. 2017, 27(12): 59-65.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170146

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  针对含钛微合金钢板生产过程中出现的低温冲击韧性波动的现象，从化学成分、冲击试样断口形貌、金相组织及夹杂物等方面分析了主要影响因素。结果表明，含钛微合金钢板的低温冲击功波动大主要与钢板有害元素含量、内部组织、夹杂物尺寸大小和分布等因素有关。为此对钢的化学成分进行优化调整，适当降低碳质量分数，严格控制磷、氮、氢等有害元素质量分数以及加热工艺参数细化组织，适当加快轧后的冷速可有效改善带状组织，提升钢板的低温冲击性能，提高产品的合格率。
节能环保
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  首秦公司燃气资源梯级利用研究与实践

  谷延良，葛红，牛汀雨，陈廷军，张琦

  中国冶金. 2017, 27(12): 66-70.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170165

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  通过对首秦公司天然气消耗情况对标分析，得出减少钢包、中间包以及鱼雷罐等设备烘烤使用天然气，是降低天然气消耗的重要手段。通过理论计算及工艺试验，证明低热值转炉煤气可以替代天然气进行工艺烘烤，保证用能设备内衬温度均衡、稳定。同时通过回收试验获得最佳的转炉煤气回收区间，提高转炉煤气回收水平，确保钢包、中间包、鱼雷罐等设备的转炉煤气烘烤用量需求，达到停用天然气烘烤的目的。燃气资源的梯级利用，有效降低了首秦公司天然气消耗水平，提高了转炉煤气回收利用率，降低了能源成本，减少了环境污染，对国内同类型钢铁企业燃气资源梯级利用具有一定的借鉴意义。
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  冷轧废水运行过程中的环境风险管理

  刘恩辉，律琳琳，孙雪

  中国冶金. 2017, 27(12): 71-75.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170119

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  冷轧废水是钢铁企业中较难处理的废水之一，具有成分复杂、污染物多、难以处理等特点，可以说是钢铁企业废水管理中的重点之重。以某钢厂3座冷轧废水处理站为例，详细介绍了冷轧废水的处理工艺，并结合废水站运行过程中发生的有关问题，对运行过程中的环境风险进行了分析，并提出或制定了有关措施，从而降低了环境污染风险。