高碳中锰耐磨钢凝固过程溶质微观偏析模型

通过定向凝固、电子探针(EPMA)、Factsage等多种实验与理论计算相结合的手段对中锰耐磨钢凝固过程溶质元素微观偏析行为进行了系统研究.研究表明在定向凝固试验中当拉速为50μm·s-1时,中锰钢的二次枝晶间距平均值为59.77μm;中锰钢凝固过程组织转变为L→L+γ→γ属于奥氏体凝固模式,无包晶反应的发生,也无铁素体相及其他相的出现;中锰钢定向凝固过程中Mn、Cr在枝晶间的含量明显高于枝晶内,表明Mn、Cr元素发生了明显的正偏析行为;通过对各特征参数求解,构建了中锰钢溶质元素微观偏析模型,发现中锰钢定向凝固过程中Mn元素偏析指数与Brody–Flemings模型符合较好,而Cr元素偏析指数与Clyne–Kurz模型分布较为一致.

CaO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)-TiO_(2)渣系脱硫热力学与实验研究

以精炼渣为研究对象,为探索四元渣系CaO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)-TiO_(2)中各组元对炉渣脱硫能力的影响规律,基于分子离子共存理论,建立了CaO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)-TiO_(2)渣系结构单元的作用浓度控制方程,从而构建了渣-钢之间的硫分配比数学模型,定量表征了炉渣碱度、Al_(2)O_(3)含量以及TiO_(2)含量变化对硫分配比和脱硫率的影响程度,并与管式炉热态实验结果进行对比。热力学计算和热态实验结果表明:炉渣各组元对硫分配比影响的主次顺序为:碱度>TiO_(2)含量>Al_(2)O_(3)含量,对炉渣脱硫率影响的主次顺序为:碱度>w(Al_(2)O_(3))>w(TiO_(2));随着碱度的增加,脱硫率和磷分配比逐渐增加,随着Al_(2)O_(3)含量的增加,脱硫率和磷分配比逐渐降低,而随着TiO_(2)含量的增加,脱硫率和磷分配比先增加后降低。结合理论研究与热态实验,得出了四元CaO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)-TiO_(2)渣系的最佳配比:6<R<7、w(TiO_(2))<5%、25%<w(Al_(2)O_(3))<30%。

改善弹簧钢小方坯中心偏析及线材性能工艺优化

针对某钢厂生产的55SiCr弹簧钢,用户加工后的油淬火钢丝断面收缩率在40%以下,影响后续卷簧过程和弹簧的使用寿命,通过低倍酸洗试验,拉伸试验,油淬火调质处理,钻屑试验等方法对铸坯和线材进行评价检测,发现铸坯中心偏析是导致拉拔性能差的主要原因,通过开展连铸工艺优化试验,研究结果表明:高过热度控制对铸坯偏析及线材拉拔性能有显著影响,过热度为35℃相较于过热度18℃,断面收缩率和伸长率分别提高2%和0.8%;结晶器电磁搅拌电流从150 A增加到320 A,中心等轴晶率由8%~8.5%增加到10.5%,但是中心碳平均偏析指数也随之增加;相同结晶器电磁搅拌工艺时,降低凝固末端电磁搅拌强度有利于改善中心偏析;铸坯中心碳平均偏析指数由1.10降低到1.02时,油淬火调质态线材断面收缩率由39%增加到47%。

浸入式喷吹铁水包内多相流行为与反应动力学

为提高喷吹式铁水预脱硫过程的脱硫效率,以某厂180 t铁水包为基础,建立了铁水包内CFD-DSM(计算流体力学-脱硫反应模型)耦合模型,系统研究了铁水预脱硫过程的气-固-液多相流行为及反应动力学,揭示了溶解镁脱硫、镁气泡脱硫、氧化钙脱硫与渣层脱硫对脱硫反应的贡献,阐明了载气及镁粉流量对脱硫反应的影响规律。结果表明:气泡流股的穿透深度较小,但其并未依附着喷枪壁面上浮。随氧化钙粉剂的连续喷吹,粉剂沿喷枪壁面上浮。脱硫过程中溶解镁脱硫为主要的脱硫机制,其次为镁气泡脱硫、氧化钙脱硫和渣层脱硫。各反应机制的脱硫速率均随时间先增大后减小。载气流量对脱硫反应影响较小,而镁粉流量对脱硫反应影响最大。当初始硫质量分数为470×10^(-6),铁水中硫质量分数脱至100×10^(-6)时,镁粉流量每增加1 kg/min,喷吹时间平均缩短约43 s。

CO_(2)氧化乙烷脱氢制乙烯铬基催化剂研究进展

CO_(2)氧化乙烷脱氢制乙烯具有热力学更可行,乙烷转化率和乙烯选择性高,抑制积炭以及缓解温室效应等优点,备受研究者关注。综述近年来CO_(2)氧化乙烷脱氢制乙烯中铬基催化剂的研究进展,重点介绍铬催化的CO_(2)氧化乙烷脱氢反应机理,评述调变载体、助剂以及制备方法对催化性能的影响,并对后续催化剂的研究方向和应用前景作了展望。

氢基竖炉直接还原技术研究现状及展望

概述了国内外氢基竖炉直接还原工艺的发展现状,总结分析了在我国资源及能源条件下气基竖炉直接还原技术发展需要解决的关键问题,包含氢基竖炉专用氧化球团制备技术、氢基竖炉高效直接还原技术、绿色高效制氢技术。基于钢铁生产全流程考虑矿粉磨选工艺的投入,生产全铁品位高于65%,S、P含量低的纯铁精粉球团,可解决我国直接还原铁优质原料缺少的技术难题;或在氢基竖炉炉料中加入块矿、高炉用球团矿,是直接还原技术发展的方向;在高温还原气制备过程中,积碳导致堵塞设备、管道和阀门等风险,需密切关注;绿色高效制氢技术中,风电制氢技术(PEM)成本将会大幅下降,具有明显市场竞争优势。大幅度降低绿氢的制备成本,将是未来气基竖炉直接还原技术发展的主要推动力,利用过剩的焦炉煤气、石化行业副产氢气资源和局部地区相对丰富的天然气资源生产直接还原铁,为实现气基竖炉向全氢还原过渡提供重要支撑。

双辊薄带连铸铸辊材质及水冷结构分析

比较了不同成分铜合金的高温表面强度、抗拉强度,模拟冷却孔数量对热传导和温度场的影响规律。选用铬锆铜合金制成了双辊薄带连铸铸辊,在相同的工艺条件下分别采用合金钢铸辊和铬锆铜合金铸辊进行了高速钢双辊薄带连铸实验。结果表明:铬锆铜质铸辊的冷却能力较合金钢质铸辊提高60%,铜辊铸带中心层质量提高,裂纹减少;铜辊铸带的奥氏体晶粒度较钢辊铸带提高一级,凝固过程中析出的共晶碳化物也以颗粒状和鸡爪状为主,没有发现钢辊铸带中存在的半网状共晶碳化物。

热处理和热变形对M2高速钢铸带中碳化物的影响

用定量金相法研究了Gleeble1500D自动热模拟机1200℃热处理和1050～950℃40%～60%热变形对3mmM2(W6Mo5Cr4V2)高速钢铸带中碳化物直径,体积分数的影响。研究结果表明,高温热处理和热变形可细化M2钢铸带中的碳化物尺寸,改善碳化物分布;1200℃40min热处理+50%热变形可得到较细的碳化物(0.96μm)和均匀的分布。

唐钢RH精炼碳氧平衡研究与应用

研究了唐钢RH精炼在不同真空度条件下的碳氧平衡条件,探索了进站钢水碳含量、终脱氧位对不同真空度下出站钢水碳含量的影响规律,分析了终脱氧位对钢水洁净度的影响。研究结果表明,通过调节钢水的终脱氧位稳定不同真空度条件下RH出站钢水的碳含量。提高真空度,降低钢水终脱氧位可以降低RH精炼后期铝脱氧Al2O3夹杂物的生成,提高钢水洁净度。

双辊薄带连铸高速钢铸带中碳化物的形成及演变

采用光学显微镜观察了在工业双辊薄带连铸机上制备的M2高速钢铸带中的碳化物,利用二次枝晶间距计算了铸带的凝固速率;并用扫描电镜和透射电镜研究了高温热处理后铸带中亚稳相M2C碳化物的演变情况。结果表明:双辊薄带连铸高速钢工业铸带的凝固速率为1.7×103K.s-1,比实验室铸带的5.4×102K.s-1高一个数量级,远远高于工业铸锭的2×10-1K.s-1;双辊薄带连铸工艺可以细化高速钢铸带中的共晶碳化物,并获得较多的亚稳相M2C碳化物,在高温热处理过程中M2C碳化物与部分奥氏体反应生成稳定相M6C和MC碳化物,使碳化物分布更加均匀弥散。

唐钢RH钢包混匀时间及流场模拟计算与分析

研究了真空度、提升气体量和吹气孔位置对RH钢水混匀时间的影响,模拟了钢包流场情况。试验结果表明:提高RH系统真空度、增加RH提升气体量或增大气体的吹入深度均可减小混匀时间;唐钢RH精炼过程中无死区存在,在相应的混匀时间内可以实现整包钢水成分和温度的均匀;合理控制真空度、提升气体量和浸渍管插入深度有利于稳定出站钢水碳含量,提高Al2O3夹杂物的去除率。

M2高速钢铸带组织特征及其后续处理

研究了M2高速钢在不同制备条件下的凝固组织特征以及工业铸带中碳化物在高温热处理、热变形作用下的变化,测量了在不同制备条件下高速钢的凝固速度和共晶碳化物网的厚度,采用透射电镜研究了后续高温热处理、热变形对工业铸带中碳化物相的影响,采用定量金相法分析了制备条件和后续处理工艺对铸带组织的影响。研究结果表明,双辊薄带连铸工艺可以细化高速钢凝固组织的枝晶和共晶碳化物网的厚度,改善碳化物的分布,后续高温热处理和热变形可以进一步优化工业铸带中的碳化物组织。建议在工业铸带的后续处理中同时采用高温热处理和热变形工艺以改善铸带组织。

如何提高RH真空炉耐火材料寿命

RH真空槽耐火材料消耗过高,对生产任务的完成,和企业吨钢成本的控制均存在不利的影响。因此深入分析RH炉耐火材料的损耗原因,并采取相应措施延长真空槽耐火材料寿命,提高产品效益,是RH稳定生产的一个重要保障。通过分析唐钢RH真空炉的使用环境,总结出耐火材料消耗的影响因素。针对一钢轧真空精炼炉耐火材料消耗快、处理成本高的缺点,提出了改进措施,提高了耐火材料的寿命,取得了较好的效果。

氯化石蜡—52生产装置的技术改造

介绍了采用先进的催化光氯化生产操作工艺对原有的氯化石蜡-52生产装置的改造内容,通过改造使装置生产能力增加一倍。

镀锌热成形钢表面颜色及氧化物形成规律

目的 研究保温时间对热成形钢镀锌层颜色及氧化物组成的影响。方法 通过改变镀锌热成形22MnB5钢热处理保温时间,利用色差、辉光实验、X射线光电子能谱、粗糙度检测、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对镀层表面及截面进行观察,利用电子探针进行元素分析,研究保温前后镀层表面氧化物形貌及镀层元素分布规律。结果 随着保温时间的增加,色差值ΔE逐渐增大。当温度处在945℃时,镀层连续性受到破坏,逐渐脱落。880℃加热过程后,镀层表面由排列均匀连贯的圆球状氧化物组成,连续覆盖表面,且呈聚集存在趋势,镀层表面氧化物厚度出现明显差异。当热加工时间超过6 min后,氧化物明显增多,表面厚度起伏大,呈现出不均匀分布趋势,裂纹萌生,并逐渐加深扩散。随着加热时间的增加,整体Zn浓度有降低的趋势。结论 镀层表面主要由ZnO、FeO、Al_(2)O_(3)组成,ZnO连续铺满表面,并呈现连续分布的趋势,有效避免了在高温下镀层表面Zn的挥发。保持Zn含量在一定范围内,使得镀层具有阴极保护的作用。

Q345C宽厚板坯边角部横裂纹的控制

研究了宽厚板坯边角部横裂纹的形成机理。通过高温拉伸试验得到了Q345C钢第三脆性区间为700~900℃。分析了AlN析出对钢的高温塑性的影响:在氮含量一定的条件下,随着钢中[Al]的增加,AlN的析出总量未变,但是其析出温度升高,恶化了钢的高温塑性。理论计算并研究了连铸主要工艺参数对铸坯边角部温度的影响规律,高拉速、低二冷强度及高过热度有利于铸坯边角部温度的提高。在钢中[N]为40~60 ppm时,[Al]控制在0.030%以内可降低板坯的高温裂纹敏感性;同时将拉速由0.75 m/min提高到0.80 m/min,二冷比水量由0.38 L/kg降低到0.30 L/kg,可提高板坯边角部在弯曲区和矫直区的温度,Q345C钢的边角部横裂纹缺陷率可控制在0.5%内。

420 MPa级Nb微合金化高强度钢组织性能分析

微合金化高强钢多采用Nb、Ti、V、B单一或复合元素添加实现钢的微合金化。针对420 MPa级高强钢,河钢采用单一Nb微合金化技术,将Nb含量控制在0.04%~0.06%范围内,并通过控制终轧温度880~930℃、卷取温度560~600℃、退火保温温度800~850℃、时效温度350~450℃等一系列工艺技术,生产出了420 MPa级Nb微合金化低合金高强钢。结合试验检测技术,分析了钢的显微组织、过程能力、成形极限、疲劳极限及磷化性能。结果表明,420 MPa Nb微合金高强钢组织为铁素体、珠光体和少量析出物,屈服强度、抗拉强度、延伸率过程能力指数均>1.33;FLCO≥20%,成形性良好;疲劳延伸系数0.14546,疲劳延性指数0.72641;磷化膜覆盖率100%,晶粒大小3~8μm。经批量生产使用,该钢种产品综合性能优良,具备稳定供货能力。

CO_(2)和甲醇直接合成碳酸二甲酯催化剂研究进展

CO_(2)和甲醇直接合成碳酸二甲酯(DMC)是降低碳排放和利用碳资源的有效途径,具有重要的研究价值。综述近年来CO_(2)和甲醇直接合成DMC催化剂的研究成果,重点介绍了不同催化体系(均相、非均相、添加脱水剂)对直接合成DMC的催化作用及反应机理,并对后续催化剂的研究方向和应用前景作了展望。

中锰耐磨钢Cr、Mn元素偏析行为分析

利用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)和电子探针(EPMA)检测技术对Fe-0.95C-0.2Si-8.5Mn-2.1Cr-0.32Mo中锰耐磨钢的宏、微观偏析特性进行了研究。ICP结果表明,在铸锭横截面不同位置处,Cr、Mn元素含量相差不大,偏析指数都接近于1,即Cr、Mn元素未表现出明显的宏观偏析行为;EPMA点扫描结果表明,从二次枝晶中心轴线向枝晶边缘Cr、Mn元素含量逐渐增加,Mn由8.34%增加到10.34%,Cr由2.41%增加到3.43%;线扫描和面扫描结果同时表明Cr、Mn元素在二次枝晶间残余液相中的含量显著高于二次枝晶内,而Si、Al等元素在枝晶内外分布较为均匀。这表明在中锰耐磨钢的凝固过程中Cr、Mn元素发生了明显的正微观偏析行为,而Si、Al元素未见明显微观偏析行为存在。采用偏析指数对Cr、Mn元素的微观偏析程度进一步表征,经过计算得到Cr、Mn元素最大偏析指数分别为1.17、1.14,表明在此成分下元素的偏析程度为Cr>Mn。

超高强钢成形性能评价方法及其成形技术发展现状

调研了超高强钢汽车板成形性能检测与评价方法、技术发展现状,指出了未来成形技术的发展方向。超高强钢成形性能检测与评估方法取得一定进展,但仍需进一步改进和完善,尤其板料和零件残余应力的检测与评估,不同加载路径下成形极限、拉压性能(包申格效应)、边缘扩孔性能、纯弯曲性能检测与评估等方面仍需加大研究力度。超高强钢成形质量控制难主要体现在材料、装备与工艺三因素相互叠加影响,材料成形性能偏低缩窄了成形工艺窗口,现有成形装备、自动化控制与成形质量稳定性控制,成形工艺、模具设计与材料回弹与断裂失效控制的匹配性方面还存在一定差距。超高强钢冷成形未来发展方向包括新型冷冲压、辊弯成形、一体化成形技术等,热成形需要突破镀层热成形专利技术等。