碳含量对帘线钢凝固析出TiN夹杂的影响

对含碳量(质量分数)分别为0.72%、0.82%和0.95%的帘线钢凝固析出TiN夹杂进行热力学研究,结果表明:碳含量对于不同强度级别的帘线钢中TiN夹杂的析出有着明显的影响.随着帘线钢碳含量增加,凝固前沿温度逐渐降低,析出TiN夹杂所需的氮钛活度积也逐渐下降.在相同的钢液初始Ti、N含量条件下,较高碳含量的帘线钢中析出的TiN夹杂尺寸会大于较低碳含量帘线钢中析出的TiN夹杂尺寸.为了控制超高强度级别的过共析帘线钢中TiN夹杂的析出对帘线钢加工性能的有害影响,必须通过冶炼工艺进一步降低钢液中的钛、氮含量.

帘线钢生产过程中钛含量的影响因素及控制

为了有效控制钛夹杂对帘线钢盘条拉拔加工性能的不利影响,通过热力学理论计算结合现场实际生产数据,对铁水中的[Ti]-[Si]平衡、转炉脱钛以及精炼增钛过程进行了分析,提出了相应的钛质量分数控制措施.结果表明:铁水中钛和硅的质量分数存在较好的线性关系,将高炉铁水硅质量分数控制在较低水平,对降低铁水钛质量分数具有重要意义.转炉终点钢水钛质量分数受转炉终点钢水碳质量分数和温度的影响,其中温度的影响尤为明显.为了降低转炉终点钢水含钛量,必须做好转炉终点碳温控制.此外,为了尽量减少钢液精炼过程中的增钛量,必须严格控制转炉出钢下渣量和精炼渣料中的含钛量.

帘线钢盘条中大颗粒钛夹杂成因分析

在实验室用真空感应炉将从生产现场取回的帘线钢铸坯样进行重熔,并在重熔过程中加入人工制备的尺寸为50~74μm和100~180μm的氮化钛颗粒,来模拟外来钛夹杂颗粒在钢液中的溶解行为.同时结合氮化钛颗粒的溶解动力学模型,就帘线钢盘条中检测到的大颗粒钛夹杂的成因作简要分析.氮化钛颗粒在钢液中溶解的动力学计算表明,尺寸为180μm的氮化钛颗粒在钢液中完全溶解的时间仅为数秒钟.重熔后钢样中检测到的钛夹杂形状规则,主要来自钢液凝固过程中形核析出,而非外加但仍未完全溶解的氮化钛颗粒的残留.由此推测盘条中检测到的大颗粒钛夹杂,最有可能来自连铸保护渣.

3种农业生物质的燃烧特性及动力学特征

采用热重分析法研究了稻壳、小麦秸秆和玉米秸秆3种农业生物质的综合燃烧特性,同时采用Coats-Redfern非等温积分法探究了其燃烧动力学特征。结果表明,3种生物质的燃烧过程可分为水分蒸发、挥发分析出燃烧、残余挥发分释放燃烧、焦炭燃烧和燃尽5个阶段,其中挥发分析出燃烧是燃烧过程的主要失重阶段。3种生物质的综合燃烧特性指数有所差异,以玉米秸秆的燃烧特性最好,其次为小麦秸秆和稻壳。Coats-Redfern分析表明,稻壳、小麦秸秆和玉米秸秆的燃烧反应分别遵循4、5和4级反应动力学模型,主要燃烧过程的平均活化能从高到低依次为小麦秸秆129.5 kJ/mol、玉米秸秆117.5 kJ/mol和稻壳105.5 kJ/mol。

超重力在冶金和金属材料领域的研究进展及展望

超重力作为一种外场强化新技术,基于其优越的传质和相际分离特性,引起了广泛的关注。本文着重介绍了我国超重力技术在金属熔体提纯、冶金固废中有价物质的富集提取分离、金属材料凝固组织细化、非金属夹杂物的去除以及矿石气基还原等冶金和金属材料领域的研究进展和成果,提出了其应用过程中存在的科学问题,并展望了超重力技术的发展前景。虽然,目前还以实验室研究阶段为主,并未实现普适化。但作为一种外场强化新技术,其在冶金和金属材料凝固控制等相关研究体系中已突显出强大的熔体提纯、有价组分富集提取、组织细化、夹杂物去除等作用效果,这为进一步拓展超重力技术在冶金和金属材料领域的研究和开发应用提供了参考价值。超重力有望凭借自身的优点成为冶金和金属材料领域生产过程中一种新的外场技术。随着超重力设备的发展及相关科学问题的研究探索,相信在不久的将来,超重力技术必会在冶金和金属材料研究领域得到广阔的应用前景。

硫酸渣直接还原熔分制备珠铁

硫酸渣是一种富含铁的二次资源,如何高效利用硫酸渣中的铁资源,实现硫酸渣固废的资源化利用意义重大。基于直接还原熔分工艺,在实验室条件下采用无烟煤作还原剂,用消石灰调整渣相碱度,同时外加适量CaF2助熔。选取内配碳比为1.2,在1250 ℃还原10 min后升至1500 ℃进行熔分。探索了熔分时间和碱度对硫酸渣含碳压块还原熔分最终效果及脱硫脱磷的影响。研究发现,熔分时间和碱度对最终硫酸渣含碳压块的还原熔分效果影响明显。在保证熔分时间的前提下,随着碱度的升高铁的金属化率先上升后下降。本次硫酸渣自还原试验表现出了较高的脱硫和脱磷能力。在R=2时,总脱硫率达到92.77%,总脱磷率随碱度变化规律与总脱硫率相似,平均总脱磷率达60%左右。这对直接采用煤基自还原含铁矿渣,并分离渣铁及同步脱硫脱磷,提供了一定的指导意义。

热处理工艺对H13模具钢的组织和力学性能影响研究

以H13模具钢为研究对象,通过硬度和金相分析,研究了热处理工艺优化后的H13模具钢的硬度和显微组织的变化规律。结果表明,经常规球化退火后,H13模具钢的组织由球状珠光体和少量颗粒状碳化物组成,热处理硬度达到HBW 175,加工性能较好。经淬火和二次回火后,H13模具钢的组织更加稳定和均匀,碳化物的偏析现象得到明显改善,碳化物细小,分布均匀,且硬度适中,达HRC46.5,处于最适合使用的硬度区间HRC 44~48,强韧性能良好,有利于提高热作模具钢的使用寿命,满足热作模具钢的性能要求。

GCr15轴承钢LF精炼终点MgO·Al_(2)O_(3)夹杂的形成机理

采用ASPEX自动扫描电镜结合生产实际,分析了国内某钢厂GCr15轴承钢LF精炼终点存在的氧化物夹杂类型,并探索了其形成机理.同时,结合分子离子共存理论模型,分析了钢液中Mg质量分数的影响因素.结论如下:精炼终点钢样主要存在两种类型的氧化物夹杂,即CaO-MgO-Al_(2)O_(3)-(CaS)类复合夹杂和MgO-Al_(2)O_(3)-(CaS)镁铝尖晶石类夹杂.热力学计算分析结果表明,MgO·Al_(2)O_(3)的存在区域较宽,本次精炼钢样成分质量分数刚好处于MgO·Al_(2)O_(3)的稳定区,与精炼终点存在的氧化物夹杂类型相符合.同时,基于分子离子共存理论模型,分析了耐火材料和精炼渣组分对钢液中Al-Mg平衡关系的影响,揭示了轴承钢LF精炼过程中MgO·Al_(2)O_(3)夹杂的形成机理及影响因素,为Ds类夹杂的控制提供了一定的指导意义.

GCr15轴承钢120t LF精炼终点CaO-MgO-Al_(2)O_(3)夹杂的特性研究

采用ASPEX自动扫描电子显微镜夹杂物分析系统,结合热力学理论分析,研究了GCr15轴承钢LF精炼终点CaO-MgO-Al_(2)O_(3)夹杂的形成机理。结果表明,LF精炼开始达到稳定时,钢液中的夹杂物主要以Al_(2)O_(3)夹杂为主,到LF精炼终点时演变成为近似球形的Al-Mg-Ca-(S)类复合夹杂。MgO·Al_(2)O_(3)/CaO·Al_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)夹杂的稳定存在区图表明,当钢液中Ca大于1.2×10^(-6)时,就可使MgO·Al_(2)O_(3)转化为CaO-MgO-Al_(2)O_(3)夹杂。精炼过程优先形成MgO·Al_(2)O_(3)夹杂,随后,Ca会与钢液中的MgO·Al_(2)O_(3)夹杂发生反应,进而形成CaO-MgO-Al_(2)O_(3)复合夹杂。由于在钢液凝固过程中CaS夹杂的析出,因此,最终试样钢中检测到了CaO-MgO-Al_(2)O_(3)-(CaS)复合氧化物夹杂。

应用型本科院校冶金工程专业实践教学模式探索

为加强对学生实践创新能力的培养,结合湖北理工学院新增冶金工程专业实践教学的实际情况,对该专业本科生实践教学模式进行了探讨。针对新增冶金工程专业在实践教学过程中面临的问题,提出必须结合自身特色优势,根据社会发展需要,与时俱进,从优化实验教学、推进专业导师制、建设校内模拟实习基地等方面进行实践教学模式改革。结果表明,改革后的实践教学模式有利于促进学生更深入地理解和掌握冶金工艺流程、冶金过程热力学及动力学原理等相关知识,实践教学效果得到了明显增强。

高硅钢轧制法制备技术的研究进展

磁性能优良的高硅钢由于室温脆性而难以采用传统轧制法生产。介绍了合金增韧法、包埋轧制法、粉末轧制法、温轧法、铸轧法等5种高硅钢特殊轧制法制备技术,给出了每种轧制法的定义、生产原理、研究方法、研究内容、工艺参数和存在问题,总结了高硅钢的主要优点及应用领域,展望了高硅钢的发展前景及研究方向。分析认为,在能源日益紧张的今天,尤其在高频信息领域,高硅钢是普通硅钢的理想替代材料。作为一种高效节能电磁材料,高硅钢必将得到高度关注及快速发展。铸轧法和温轧法相结合的制备技术将成为高硅钢轧制法今后的主要研究方向。

温度对粉煤灰-硫酸渣共还原制备铁硅合金过程的影响

本文以粉煤灰和硫酸渣为研究对象,采用热力学分析及高温试验探索粉煤灰-硫酸渣固废体系协同共还原制备铁硅合金的共还原机理,以及焙烧温度对还原产物微观结构演变特征及物相转化规律的影响。结果表明:铁硅合金内存在多种物相组成,硫酸渣主要物相有助于促进粉煤灰中莫来石相和石英相还原。XRD分析表明,当还原温度为1 150、1 200℃时,焙烧产品中合金相主要为Fe_(3)Si;超过1 250℃后Fe_(3)Si相完全消失;在1 300~1 400℃温度区间,铁硅合金主要以Fe_(5)Si_(3)相存在。SEM-EDS分析表明,铁硅合金颗粒呈球形,当反应温度为1 150℃时,表面有着大小不一致的含铝、硅、氧凸包;当反应温度为1 250℃时,铁硅合金表面的凸包颗粒尺寸变小;当反应温度提高到1 350℃时,铁硅合金表面凸包尺寸更为细小,数量明显减少。本文研究成果可为其他共还原因素对粉煤灰与硫酸渣共还原体系的影响提供指导,继而为实现粉煤灰与硫酸渣固废体系的全资源化利用奠定基础。

网络炼钢平台在冶金工程专业实践教学中的应用——以湖北理工学院为例

结合湖北理工学院冶金工程专业的实践教学情况,对开放式网络炼钢平台在专业实践教学体系中的应用进行了探索。按照冶金工程专业人才培养方案要求,将基于世界钢铁大学的网络炼钢平台资源融入到冶金工程专业的实践教学体系中,可有效解决目前冶金工程专业的实践教学难题,从而促进实践教学模式转变,提升实践教学效果。基于网络炼钢平台开展实践教学新模式对实现传统实践教学模式与新形势下实践教学模式良好对接意义重大。

基于IMCT的CaO调控铜渣深度还原的热力学模型

以我国典型铜渣渣系为研究对象,结合分子离子共存理论(IMCT),建立了各组元的质量作用浓度模型,并基于此对CaO的调控机理进行了热力学分析,确定了最佳CaO调控区间。此外,结合已有实验数据对该模型进行了验证。结果表明,基于IMCT模型确定的最佳CaO调控区间与已有实验数据符合度高,具有很好的适用性。用该模型来指导CaO调控铜渣深度还原提铁过程,可发挥最佳CaO调控效果,实现铜渣资源的高效利用,具有一定的现实意义。

基于“雨课堂”的专业课线上直播教学模式

为改变传统授课方式,较好地实现教学目标,采用"雨课堂"+"腾讯会议"+"QQ"的混合教学模式进行了专业课教学探索。分析表明,这种直播教学模式能提高学生学习兴趣,增加学生学习动力,督促学生全程参与教学过程,促使学生课前预习、课中互动、课后复习,确保学生理解和掌握所学知识点。与传统教学方式相比,这种模式的教学氛围更轻松、教学效率更高、教学效果更好。

含铁冶金固废协同粉煤灰制备铁硅合金的热力学分析

为实现多种固废的高附加值协同利用,以含铁冶金固废为研究对象,采用Factsage和HSC Chemistry软件,通过热力学分析探索了其主要物相对粉煤灰物相分解还原的促进作用。结果表明,含铁物相的加入有助于促进粉煤灰中莫来石相和石英相还原,随着含铁物相中Fe价态升高,其催化效果越显著,即Fe_(2)O_(3)可明显降低碳热还原转变温度。但是,不同铁硅相的形成理论温度差别较大,硅含量百分数越高,其转变温度也越高,即铁硅相从Fe_(3)Si→Fe_(5)Si_(3)→FeSi→FeSi_(2)还原转变的温度依次升高;此外,真空度对于开始还原的温度影响显著,随着真空度减小,碳热还原转变温度可进一步降低。该研究为多种固废在较低温协同制备高硅铁合金奠定了基础。

无取向硅钢磁性能计算模型研究

通过对大生产中获得的实际数据进行多重回归分析,获得了无取向硅钢P1.5和B5000的计算模型,对比计算获得的标准化回归系数,判定出了各工艺参数对磁性能影响程度和影响趋势,并对大生产具有很好的指导作用。

帘线钢生产中钛夹杂的析出与控制

应用热力学、动力学原理和试验检测方法,研究了帘线钢凝固过程中钛夹杂的析出规律及其性质,钢水成分(C、N、Ti含量)及凝固冷却速率对凝固析出钛夹杂组成和颗粒尺寸的影响,以及帘线钢铸坯高温加热过程中钛夹杂分解、固溶和再析出的热力学条件和影响因素。研究表明:1)帘线钢中的Ti(CxN1-x)夹杂在钢水凝固前期就开始析出,而Ti N夹杂在凝固末期才析出。2)帘线钢碳含量越高,钛夹杂析出温度越低,溶质元素的过饱和度越大,钛夹杂析出越早,析出的碳氮化钛(Ti(CxN1-x))夹杂中的x值越高。3)钢水凝固冷却速率对析出钛夹杂的尺寸影响十分显著。钢水初始氮含量越低,析出的钛夹杂尺寸越小,但钢水初始钛含量对析出钛夹杂尺寸影响不大。4)铸坯中的钛夹杂在热加工前的高温加热过程中能发生分解和固溶。帘线钢碳含量对钛夹杂热分解温度影响不大,但钢中氮和钛含量对钛夹杂热分解温度影响很大。钛夹杂分解出的溶质原子通过扩散发生固溶,使小颗粒夹杂溶解消失,较大颗粒夹杂逐渐变小。5)若铸坯在高温加热后缓冷,过饱和的溶质原子会再次析出使钛夹杂长大。铸坯在轧后的快速冷却过程中,因溶质原子过饱和再次析出的钛夹杂没有机会长大。

子午线轮胎用帘线钢非金属夹杂物的研究进展

随着汽车轻量化的发展,子午线轮胎用帘线钢对夹杂物的要求越趋严格。根据钢帘线用盘条对夹杂物的要求,综述了国内外帘线钢冶炼工艺和目前关于帘线钢中夹杂物的研究进展,并对未来需关注的夹杂物控制方向提出观点。随着90级极高强度级帘线钢将成为主流产品,富含Al2O3类夹杂物和钛夹杂物依旧是控制的重难点所在。除了进一步加强冶炼过程中夹杂物塑性化控制外,对于轧制和拉拔等各个环节中夹杂物的性质行为都应予以重视,从而更好地实现全过程控制。

高强度帘线钢中氮化钛夹杂的固溶行为分析

为了提高帘线钢盘条的质量,实现轧制过程高强度帘线钢中大颗粒氮化钛夹杂的有效控制,通过试验钢中氮化钛夹杂的固溶试验研究,探讨了高强度帘线钢在加热过程中氮化钛夹杂的固溶行为和影响机制。结果表明,氮化钛夹杂在加热升温阶段存在较为明显的固溶行为,且固溶效果与加热温度和保温时间密切相关。通过适当提高轧钢加热炉温度和延长保温时间以及随后的快速冷却,可以对高强度帘线钢中大颗粒氮化钛夹杂的尺寸和数量进行有效控制。