2020年, 第30卷, 第2期　刊出日期：2020-02-15

  

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专题研究
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  不同质量分数MgO对球团质量的影响

  孙健宁, 刘小杰, 严照照, 卢建光, 吕庆

  中国冶金. 2020, 30(2): 1-5.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20190366

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  通过某球团厂现有生产所用的矿粉配矿得到不同MgO质量分数的球团矿,运用一系列的试验方案和检测手段找出球团矿最优的抗压强度和冶金性能下的MgO质量分数,并探究了不同MgO质量分数对其球团矿的抗压强度和冶金性能影响的规律。结果表明,MgO质量分数为0.5%时,所生产的球团矿抗压强度最强,随着MgO质量分数的增加,球团矿的抗压强度下降。MgO质量分数为0.5%时,还原度最高,达到了75.59%,随着MgO质量分数的增加,球团矿的还原度下降。MgO质量分数为1%时,低温还原粉化率最大,随着MgO质量分数的增加,球团矿的低温还原粉化率先升高后降低;MgO质量分数为1%时,软化开始温度最高,熔滴温度区间最窄,熔滴性最好,随着MgO质量分数的增加,球团矿的软化开始温度先上升后下降,熔滴温度区间先变窄后变宽。
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  电动势法测量容器内液面高度

  葛谣, 李萌, 魏涵, 毕传光, 卢开成, 于要伟

  中国冶金. 2020, 30(2): 6-12.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20190324

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  高炉长寿、大型、高效化是高炉炼铁的主流趋势,炉缸是影响高炉长寿的关键性环节。为实现对炉缸内部环境长期稳定的监测,冶金研究人员尝试了诸多方法,例如热电偶测温、冷却壁水温监测法、超声波无损检测技术等,但这些方法均存在弊端。根据高炉炉缸的结构特点,实验室设计了一个炉缸试验装置及其配套的EMF(电动势)测量系统。通过实验室试验得出EMF信号与液面高度、温度、传感材质等参数之间的关系,然后通过现场鱼雷罐工业试验验证了EMF信号与液面的关系。6种信号线中,钼丝和镀银铜线适合做信号线。
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  含钒钛铁水/半钢预脱硫温降计算与分析

  杨必文, 宋波, 陈亮

  中国冶金. 2020, 30(2): 13-18.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20190345

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  为了分析含钒钛铁水/半钢预脱硫过程中影响温降的因素,根据物料平衡和热量平衡原理,建立了铁水/半钢预脱硫温度预报模型。根据脱硫前铁水/半钢温度,通过调节脱硫剂喷吹量、载气流量和喷吹时间等参数,较好地控制了脱硫后的铁水/半钢的温度。工业试验表明,当精度为±5 ℃时,模型温度预报的合格率达85%。进一步根据该模型探讨了脱硫剂、载气、炉衬、炉渣等因素对温降的影响规律,发现脱硫剂镁是造成铁水预脱硫温降大于半钢的主要原因,并给出了减小含钒钛铁水预脱硫过程温降的有效方法。
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  高品质含钛焊丝钢生产过程中夹杂物的行为演变

  梁雪, 杨树峰, 李京社, 吴金强, 郭皓

  中国冶金. 2020, 30(2): 19-25.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20190332

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  采用扫描电镜观察了含钛焊丝钢中夹杂物的形貌与组成,重点分析了冶炼过程中夹杂物的形成和演变规律。结果表明,LF进站前的夹杂物主要类型为球形的SiO₂-Al₂O₃复合夹杂物,其尺寸在6 μm左右;在LF精炼中,SiO₂-Al₂O₃型夹杂物转变为不规则椭球形SiO₂-Al₂O₃-CaO型夹杂物,其尺寸为5～10 μm。且随着精炼的进行,夹杂物的数量密度由LF进站前的131.81变成最终出站时的42.84个/mm²。在钢水精炼期间,夹杂物成分由最初的w(Al₂O₃)＜20%的区域向CaO含量升高的区域移动,Al₂O₃的质量分数为20%～35%;LF精炼结束后的夹杂物类型除了SiO₂-Al₂O₃-CaO外,还存在较多的近球形SiO₂-Al₂O₃-CaO-MgO与形状不规则的SiO₂-Al₂O₃-CaO-MgO-TiO_x系夹杂物。另外,在铸坯中的复合氧化夹杂物的外层还发现有TiN夹杂物析出。夹杂物成分最终在铸坯中停留在w(Al₂O₃)＜25%的区域,数量密度降低到27个/mm²左右。
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  BOF-LF-VD-CC生产37Mn5钢夹杂物的行为演变

  王翊, 汪易航, 杨树峰

  中国冶金. 2020, 30(2): 26-32.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20190460

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  为了探究37Mn5钢生产过程中夹杂物的行为演变过程,减少钢中非金属夹杂物的数量,针对国内某钢厂生产37Mn5钢管所采用的BOF-LF-VD-CC工艺流程取不同工位的钢样,分析夹杂物数量、尺寸、成分的变化规律。结果表明,LF出站后的夹杂物类型主要包含两种,MnS夹杂物和MnS-Al₂O₃夹杂物;VD出站后夹杂物多为MnS夹杂物、Al₂O₃-CaO-MgO、Al₂O₃-CaO-MgO-CaS复合夹杂物,夹杂物数密度相比于LF出站下降了21.54%,平均尺寸降低了57.05%,同时夹杂物形状由不规则变为球形,这说明VD有良好的精炼效果。中间包中夹杂物数量增加,可能是由于发生了二次氧化,应选择成分合理的保护渣,提高钢液质量。
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  宽板坯低碳钢专线化生产实践及动态精准控制

  李大鹏

  中国冶金. 2020, 30(2): 33-39.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20190467

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  为理顺炉机对应关系、加快炼钢生产节奏,本钢转炉炼钢厂划出7条专业化生产线,以宽板坯低碳钢生产线为例,基于甘特图对转炉、RH、连铸的工序作业时间进行节奏匹配分析,指出转炉和连铸工序为原流程优化的目标。由此,采用提高转炉供氧强度、增加吹炼后期底吹流量、减少出钢和溅渣时间、优化浸入式水口结构、调整结晶器冷却水量、MM-EMS结晶器电磁控制、开发高拉速保护渣等工艺优化措施,并通过控制浇铸周期,转炉、RH、连铸3个工序的整体节奏从平均46 min精准地降至32～34 min,炼钢生产趋于高效、平稳、动态化、精准化。
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  阻漩装置对钢包浇铸过程漩涡的影响

  刘勇, 彭世恒, 周小宾, 支葛, 范鼎东

  中国冶金. 2020, 30(2): 40-45.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20190359

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  钢包浇铸过程中,如果产生漩涡可能将渣卷入钢液中,从而给生产带来不利的影响。通过物理模拟的方法研究某钢厂钢包浇铸末期出现漩涡的现象,通过加入不同的阻漩装置,研究钢液起漩高度和贯穿高度变化。试验发现,起漩和贯穿高度随着钢包静置时间延长而减小,静置时间30 min时比静置5 min时起漩和贯穿高度分别下降37.88%和45.64%;阻漩装置的位置和尺寸均会对钢包漩涡高度产生不同的影响,阻漩装置位置或尺寸不合适,可能会使漩涡现象提前出现,恶化浇铸条件;在钢包侧壁上放置阻漩装置,漩涡出现高度可降低46.69 %以上。钢包底部阻漩装置距离水口位置增大时,阻漩效果增加。
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  180 mm×610 mm板坯连铸结晶器内流场水模型及数值模拟

  王伟, 朱立光, 张彩军, 郑全

  中国冶金. 2020, 30(2): 46-53.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20190382

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  以北方某钢厂断面为180 mm×610 mm板坯连铸结晶器为原型,针对其生产过程中出现的表面流速波动较大、易卷渣等问题,采用Fluent数值模拟软件,对其浸入式水口底部结构、浸入深度和拉速等工艺参数进行了优化研究,并对数值模拟结果进行了冷态水模拟验证。结果表明,当不改变浸入式水口底部结构,水口浸入深度为100 mm时,拉坯速度应不超过1.45 m/min;当拉坯速度提升至1.55 m/min时,水口浸入深度应保持在120～130 mm时较为合适;若要保持原有工艺条件(拉速为1.55 m/min、浸入深度为100 mm)不变的情况下,应将水口底部结构改为凹槽深度为10 mm的凹面水口,此时结晶器表面流速较为适宜。
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  1 850 mm×230 mm板坯连铸结晶器流场与温度场数值模拟

  谢集祥, 罗钢, 刘浏, 汪成义

  中国冶金. 2020, 30(2): 54-62.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20190368

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  为研究连铸工艺参数对结晶器内部钢液的作用规律,对涟钢1 850 mm×230 mm板坯连铸结晶器流场和温度场进行了系统的数值模拟,研究了不同吹氩量(0～7 L/min)、不同水口浸入深度(110～150 mm)和不同拉速(0.9～1.2 m/min)对结晶器内钢液行为的综合影响。结果表明,随着吹氩量增加,自由液面的钢液流速和温度总体呈现降低的趋势;随着水口浸入深度增加,自由液面的钢液流速先降低后增加;随着拉速增加,自由液面的钢液流速增加;水口浸入深度和拉速对温度场的影响较小。当吹氩量为5 L/min、水口浸入深度为130 mm、拉速为0.9 m/min时,结晶器自由液面具有较小的钢液流速和湍动能,同时液面具有较好的温度均匀性。通过数值模拟研究,为合理选择结晶器相关工艺参数提供了理论依据。
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  小方坯中心缩孔的数值模拟分析

  刘增勋, 柴清风, 徐旺, 肖鹏程, 王博, 毛学

  中国冶金. 2020, 30(2): 63-67.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20190343

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  中心缩孔是铸坯质量缺陷中较难解决并且极易出现的问题。基于方坯连铸凝固末端中心缩孔形成的机理,建立1/4方坯二维热力耦合模型,应用ANSYS有限元软件进行模型分析,与传统热力耦合模拟过程进行了对比。结果表明,传统模型法模拟的中心缩孔的形成过程与实际不符,新模型法消除了传统方法的漏洞,模拟的中心缩孔形成的规律和经过理论分析所得中心缩孔形成的规律一致。并对铸坯温度和坯壳厚度变化进行了分析。
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  炼钢-连铸区段天车调度的多目标建模与求解

  臧雪松, 徐安军, 李稷, 宋伟

  中国冶金. 2020, 30(2): 68-73.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20190331

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  针对炼钢-连铸区段天车调度问题多机多任务的特点,以天车行驶路程最短、天车间负载时间差异最小、所有吊运任务的总运输时间最短为目标函数,以天车执行任务时受到的时空约束为约束条件,建立了多目标天车调度模型。设计了分区、择车、冲突消解等调度规则以表达天车运行特征。基于调度规则的思想,提出了一种启发式算法对模型进行求解。最后,采用某钢厂钢水接收跨的生产数据进行检验,对比分析模型求解得到的3组调度方案,说明了模型的有效性和可行性,对实际生产过程中的天车调度具有一定的指导意义。
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  夹杂物对海工用H型钢冲击韧性影响及分析

  赵培林, 韩文习, 杨志杰, 郭秀辉, 吴会亮

  中国冶金. 2020, 30(2): 74-78,83.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20190326

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  针对400 MPa级海洋工程用热轧H型钢-40 ℃条件下冲击试验出现单值偏低的现象,研究了夹杂物种类、形貌及尺寸对低温冲击韧性的影响。采用光学显微镜,扫描电镜对同组3个试样进行了显微组织、夹杂物分布、种类及尺寸对比观察。结果表明,夹杂物对海工用H型钢的冲击韧性具有一定的影响,在缺口附近聚集分布的夹杂物使冲击韧性降低。因此,降低夹杂物数量,改变夹杂物尺寸是提高冲击韧性的途径之一;工业生产中采取降低钢水中含氧量、夹杂物改质、增加吹气时间及保护浇铸等措施能够有效去除钢中的夹杂物。
生产技术
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  蒙古焦煤煤质分析与配煤试验

  贺佳, 史永林, 屈秀珍

  中国冶金. 2020, 30(2): 79-83.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20190367

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  为扩大炼焦煤资源,太钢对蒙古焦煤进行了新资源开发,主要研究蒙古焦煤的煤质特性、结焦性能及其与现有配煤体系的适配性。试验结果表明,蒙古焦煤属于低硫的单一煤层煤,G值和Y值较高,变质程度偏低,煤质为介于肥煤和焦煤二者之间的过渡煤。单种煤结焦性能较好,焦炭的热态强度略差;蒙古焦煤露天存放时,黏结指数有小幅下降的趋势,露天存放时间不宜超过15天;蒙古焦煤与国内优质焦煤仍有一定的差异,配煤时应根据资源情况优化配用。
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  轧后ACC提高超厚14Cr1MoR钢低温冲击韧性的生产实践

  李样兵, 赵国昌, 龙杰, 袁锦程, 吴艳阳, 柳付芳

  中国冶金. 2020, 30(2): 84-88.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20190330

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  结合大厚度14Cr1MoR钢板技术要求,分析了轧后ACC提高大厚度14Cr1MoR钢板低温冲击韧性的可行性,同时研究了终轧温度、ACC水量以及返红温度对大厚度14Cr1MoR钢板低温冲击韧性的影响,形成了一套完整且成熟的配套轧制工艺,成功解决了大厚度14Cr1MoR钢板低温冲击韧性差的问题。实践证明,轧后ACC提高大厚度14Cr1MoR钢板低温冲击韧性是可行的,同时该工艺所带来的经济和社会效益显著,有利于引领大厚度14Cr1MoR类钢向高质量方向发展。
装备技术
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  宝钢三铰链点扇形段辊缝间隙控制技术应用

  郭勇

  中国冶金. 2020, 30(2): 89-94.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20190322

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  宝钢湛江2 300 mm连铸机由罗泾原2台单流连铸机改造建设而成,由于其扇形段固有的三铰链点结构,实际在线辊缝精度通常超过±2 mm,有时甚至高达±5 mm,不能满足生产要求。根据扇形段辊缝控制原理,通过辊缝折算获得精确的辊缝反馈值,实现对扇形段辊缝的自动控制。对辊缝间隙产生原因进行分析,提出辊缝间隙控制技术。实际应用表明,该辊缝间隙控制技术可以使扇形段辊缝离线和在线精度分别控制在±0.2和±0.5 mm以内,有效保证设备功能精度和状态稳定,为2 300 mm连铸机提高产品质量和发挥产能优势创造有利条件,并对扇形段设计和改造具有一定的借鉴意义。
冶金科技英才
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  邢奕

  中国冶金. 2020, 30(2): 95-95.

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  孙明月

  中国冶金. 2020, 30(2): 96-96.

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冶金科学技术奖
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  鞍钢30万t焦油深加工典型工艺技术和装置研发与应用

  中国冶金. 2020, 30(2): 97-97.

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  汽车用复杂液压成形管件设计制造关键技术与产业化应用

  中国冶金. 2020, 30(2): 98-98.

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