复合造块法高效处置含碳钢铁尘泥研究

提出一种新的处理含碳钢铁尘泥的方法,采用复合造块法来处置钢铁尘泥,研究尘泥球团配比、粒度及分布对烧结过程的影响,揭示基体料与钢铁尘泥球团复合造块的成矿机理。研究结果表明:复合造块方法处置钢铁尘泥可明显改善料层透气性,提高烧结矿产量和质量。通过尘泥球团偏析分布,将53.60%尘泥球团在1层和2层分布、33.27%球团在9层和10层分布、其余球团分布在3~8层,可实现料层均热,获得的产品成品率、转鼓强度、利用系数和焦粉消耗量分别为78.34%、69.33%、1.551 t/(m2·h)和35.45 kg/t。产品由高碱度烧结矿基体与尘泥球团构成,基体部分主要为针状和条状铁酸钙,球团部分为中孔厚壁结构,两者过渡带为铁酸钙液相侵入球团与赤铁矿颗粒形成交织结构。

超高强钢热成形奥氏体化加热参数的优化

以汽车用高强钢22MnB5为研究对象,采用金相显微镜、激光共焦扫描显微镜、洛氏硬度仪等分析手段对热成形中加热参数进行研究。结果表明:对于2mm厚的22MnB5板材在热成形过程中,奥氏体化最佳的加热温度为950℃,保温时间为5min。采用优化后的加热工艺参数进行汽车防撞梁热成形试验,试验件的微观组织为均匀的马氏体组织,抗拉强度达到1500MPa以上,显微硬度在450HV以上,完全满足实际要求。

Al_2O_3陶瓷/不锈钢自蔓延高温原位合成连接

以分析纯三氧化二铁和粒度小于10μm的铝粉为反应原料,采用强电流加热的方法点燃,在马氏体不锈钢上原位合成Al2O3陶瓷,形成Al2O3陶瓷/马氏体不锈钢复合材料。利用光学显微镜和扫描显微镜对自蔓延高温合成的Al2O3陶瓷相及其与马氏体不锈钢形成的过渡区进行了显微组织分析;利用电子探针对合成的陶瓷相的成分进行了测定。研究结果表明,在Al/Fe2O3自蔓延高温合成体系中,合成的Al2O3陶瓷的显微组织主要为Al2O3陶瓷相和少量的铁素体与尖晶石相Al2O3·FeO;反应合成原料中过量的Al有利于Al2O3陶瓷相的致密化;反应合成原料坯块的厚度大于2.00mm时,能获得结合界面状况良好的Al2O3/马氏体不锈钢复合材料。

钢铁耐磨材料技术进展

评述了耐磨锰钢、耐磨白口铸铁、非锰系耐磨合金钢、耐磨球铁和耐磨钢铁基复合材料以及耐磨件铸造和热处理工艺技术的进展,重点推介了近年实施的几种先进的钢铁耐磨材料工程化和产业化技术,阐明了耐磨材料技术发展过程中减少合金元素、耐磨件少无加工、耐磨件大型化、物理场对耐磨件凝固的影响、价电子理论的应用及数值模拟工艺技术的应用等几个值得关注的问题,并就该技术发展方向及研发重点提出了建议。

改性高锰钢环锤生产工艺的优化

通过优化材料成分、设计合理的铸造工艺,并结合热处理工艺强化措施,研发了一种大大提高高锰钢环锤耐磨性和综合力学性能的生产新工艺。试验结果表明,按此工艺生产的高锰钢环锤,布氏硬度HBS214,抗拉强度(σ)b为724MPa,冲击韧度(αK)为219J·cm-2,断后伸长率为(δ)37%,在实际使用中获得了良好的耐磨效果。

一种新型钢铁防锈(高分子)发黑剂的研制

采用有机高分子化合物及其他添加物,研制出了使用工艺简单、节水、节电、无污染的钢铁防锈发黑剂。论述了钢铁防锈(高分子)发黑剂的热聚合-沉积发黑方法与原理,并对膜层性能进行了检验。发黑膜层与基体结合力强、耐蚀性高、致密性好且色泽光亮,是一种理想的钢铁防锈发黑剂。

难加工金属材料短流程高效制备加工技术研究进展

提出了难加工金属材料可以分为2大类的观点:一类是源于材料本征性能的难加工材料,具有高脆性,或高熔点、高变形抗力的特点;另一类是源于制备加工工艺复杂、成材率低的难加工材料。以作者课题组近年来的工作为基础,重点介绍了高硅电工钢、精密铜管、热交换用BFe10-1-1合金管材、高弹高导Cu-12%(质量分数)Al合金的短流程高效制备加工技术的研究开发进展情况。认为通过熔体和凝固过程的精确控制,可精确控制凝固组织和形状尺寸,是开发先进短流程制备加工技术的重要途径。

新一代钢铁材料研究的进展

介绍了日本、韩国、欧洲和国内近年来在新一代钢铁材料方面的研究进展情况 ,并对日本在 80 0MPa超细晶粒钢、15 0 0MPa超高强度钢、耐热钢。

以酸洗废液生产聚合硫酸铁的工艺研究

钢铁酸洗废液是一种常见的污染物,利用其生产聚合硫酸铁,可以实现废物的综合利用。论述了聚合硫酸铁的合成原理,探讨了用钢铁酸洗废液生产聚合硫酸铁的工艺流程,通过实验研究确定了生产工艺中适宜的温度、压力、反应时间、反应物组成和原料浓缩时蒸发器温度等条件。采用该工艺所得产品质量好、净水效率高。

钢铁流程系统的能耗排放特征及其广义热力学优化

钢铁生产流程能源配置技术落后、集成度低。为在整体上实现钢铁生产流程的节能减排,该研究围绕解决对应的关键科学问题"钢铁生产流程物流—能流—环境作用机理及其多目标集成优化理论",在工序模块、单体组件和功能子系统层面开展了前期研究,为实现全流程仿真和优化奠定了基础。主要包括:(1)提出绝热过程火积耗散极值原理,对等温和对流辐射传热边界条件下6种不同形状的加热炉绝热层进行构形优化,得到整体绝热性能最优的绝热层构形。(2)提出"广义构形优化"理论,将火积理论引入板坯连铸凝固传热过程的研究中,分别考虑热损失率和火积耗散率目标,得到同时兼顾板坯内部温度梯度和表面温度梯度的二冷区水量分配最优构形。(3)运用系统动力学原理,构建烧结、炼铁工序的铁素流动态模型,获得不同返回物质流情况下的铁素流整体宏观动态特性。(4)基于"运动参考坐标系",建立烧结矿冷却过程二维非稳态连续模型,获得相应的流场、压力场、温度场特性。(5)基于非线性规划理论建立高炉炼铁过程优化模型,分别以炉腹煤气量指数相关联的高炉利用系数和碳排放为优化目标,研究炉腹煤气量指数等参数和高炉喷吹煤粉、喷吹塑料对优化结果的影响。(6)建立中厚钢板轧后冷却过程数学模型,明晰设计参数和冷却方式对钢板表面和终冷温度的影响。(7)构建以火用为表征参数的特征化模型,以高炉-转炉炼钢、电炉炼钢过程为例,分析钢铁生产流程资源和能源交互作用的耦合关系。(8)建立钢铁生产流程分析模型,计算典型钢铁企业碳、氮、硫等元素向多形态废弃物转换及排放的数量和结构。计算钢铁生产过程的环境负荷数据,得到我国典型钢铁生产过程资源、能源消耗和CO2、SO2、NOx、CO、CH4等排放清单。(9)运用各层次单元之间的物流、能流关系及流程网络重构技术,开发工序能质平衡计算与流程仿真软件。(10)构建具体到工序层次的钢铁生产、加工和消费的全生命周期物质流模型,分析不同情景下中国废钢增长趋势对钢铁流程的结构演变及其能耗和排放的影响。(11)研究铸轧区段生产组织及钢坯热送热装等流程节能技术,提出节能技术优化组合概念,探讨关键技术之间的关联关系和优化组合模式。(12)建立12种钢厂余能余热驱动简单和复杂、闭式和开式燃气轮机动力装置、热电联产装置和热电冷联产装置的经典热力学和有限时间热力学模型并进行性能分析和优化;建立两种钢厂低温余热驱动半导体热电发电机模型并进行数值模拟。明晰各系统的热力学整体特性及基本优化关系,获得各个工序余能余热驱动热力过程和循环的最佳设计方案。

NSBN系列链斗式提升机链板的选材及热处理

探讨了用45Mn钢代替40Cr钢制造NSBN系列链斗式提升机链板的可行性。结果表明:通过调整热处理工艺,45Mn钢经850℃淬火、400℃回火后的力学性能可达到或超过原制造材料40Cr钢的性能,可满足链板的服役要求,同时可降低生产成本。

将淬火—碳分配—回火(Q-P-T)及塑性成形一体化技术用于TRIP钢的创议

为改善环保,节约能源和原材料,降低车辆重量,亟需提高用于汽车件的TRIP钢强度。应用淬火—碳分配—回火(Q-P-T)工艺代替TRIP的一般热处理工艺,钢的抗拉强度已能高达2000MPa以上,断后伸长率在10%以上,但不能保证具有足够的残留奥氏体量。为此创议将Q-P-T工艺及塑性成形一体化技术用于TRIP钢,其精选工艺根据应力作用下的相变原理制定,既能达到显著提高的力学性质,如抗拉强度1500～2000MPa,断后伸长率10%～15%,适量的残留奥氏体,如约12%,还能进一步节能和改善环保。

常用齿轮材料的选择及其热处理工艺

齿轮是机械传动中应用最广泛的零件之一,它在工作中的受力情况比较复杂。在齿轮的制造过程中,合理选择材料与热处理工艺,是提高承载能力和延长使用寿命的必要保证。就常用齿轮材料锻钢、铸钢、铸铁、有色金属、非金属材料等的选择及热处理工艺进行了分析。

钢铁集团原料协同库存控制模型研究与应用

为提高我国钢铁集团经济效益,实现集团生产资源优化配置和子公司之间库存资源协同共享,提出了钢铁集团原料协同库存控制模型。该模型把集团各子公司仓库系统和战略供应商作为整体逻辑库存,以集团整体采购供应成本最小和供货价值最大为目标,利用网络层次分析法和遗传算法整合的方法,解决了供货仓库选择及供货量分配问题。经东北某钢铁集团的实际应用表明了该协同库存控制模型的有效性和实用性。

钢铁全流程余热资源梯级利用(RRUC)方法研究

文章针对钢铁流程中大量余热资源利用效率低的现象进行了深入分析,提出了"一个中心、四个层级"的余热资源梯级利用(RRUC)方法,以填补"能源梯级利用"理论与"现场工程师"实践之间的鸿沟。以某大型烧结冷却机为对象,采用"RRUC"规划方法前后的节能效果进行了分析,结果表明,采用该方法后节能效果明显,实现了效率与效益最大化。

钢铁企业原料化检验系统智能化建设

介绍了鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司原料化检验系统智能化建设情况,通过构建“五位一体”的智能化化检验系统,实现了从接到采购订单信息到报出结果的全流程连续化、操作自动化、管理信息化、信息数字化,大大提高原料化检验作业效率和作业质量。

金属相变及热处理课程中的思政教学研讨

金属相变及热处理的内容涉及到一系列高校材料类专业的核心知识。在该课程中引入思政教学元素,一方面可以使看似枯燥的理论知识生动化,另一方面可增强学生的政治素养,从国家民族发展的角度来体悟专业知识的重要性,激发他们的专业学习兴趣。该文针对材料科学与工程学科中专业课程金属相变及热处理,进行思政教学分析与探讨,主要从思政课程背景介绍、思政内容凸显的核心价值、思政素材挖掘与分析等方面展开,为相关高等教育人员提供参考。

宽厚板高强钢除鳞技术的研究与应用

莱钢宽厚板生产线随着高专产品比列的不断提高,高强钢所占的比例越来越大,但在生产过程中出现了除鳞困难的问题,严重影响了钢板的表面质量。通过分析,找出了造成高强钢除鳞困难的根本原因是其化学成分中含有Ni、Cr元素,在钢坯加热过程中形成了粘附性很强的氧化物,致使除鳞困难。为此,优化了化学成分、制定了合理的加热工艺并改造了除鳞系统,使高强钢表面除鳞质量明显提高。

片形羰基铁粉热处理工艺及其吸波性能研究

本工作以粒径3~5μm原始羰基铁粉(Carbonyl iron,CI)为原料,对羰基铁粉进行球磨和热处理,制备出片形化改性吸波剂,分析了其电磁参数,并仿真预测了热处理温度和涂层厚度对其吸波性能的影响规律。使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、振动样品磁强计(VSM)、矢量网络分析仪分别表征了各阶段样品的微观形貌、物相、静磁性能、电磁参数,研究了球磨工艺和热处理工艺对羰基铁粉的吸波性能的影响。结果表明:球磨工艺能使羰基铁粉形貌发生片形化转变,400℃内的热处理温度对羰基铁粉微观形貌没有影响。球磨工艺减弱了原始羰基铁粉的结晶度,使其矫顽力增加,而热处理工艺能提高铁粉的结晶度并使其矫顽力减小。球磨工艺和热处理工艺都会使羰基铁粉的最低反射率向低频移动。球磨3 h后再经过400℃热处理后的样品具有最强的吸波性能。2 mm厚的材料有效吸波带宽分布在5.11~11.36 GHz;3 mm厚的材料有效吸波带宽分布在2.45~6.84 GHz,此时材料在S波段和C波段吸波性能优良。

90t电弧炉底吹工艺实践的研究

通过某钢厂90 t电弧炉底吹生产实践,可知底吹透气砖寿命能够达到550炉以上,90 t电弧炉投入使用后,全炉役平均冶炼周期缩短6.68 min,石灰消耗平均49.1 kg/t,比无底吹53 kg/t下降了3.9 kg/t;金属料消耗为1142.79 kg/t,比无底吹1 150.33 kg/t降低了7.54 kg/t。另外,90 t电弧炉采用底吹工艺操作后,电弧炉冶炼更加安全顺行,大大减少了炉内喷溅情况的发生。