宝钢研究院10年研发能力建设回顾

宝钢研究院成立以来的10年,正是我国钢铁工业快速发展的10年。作为宝钢的专业研发机构,宝钢研究院也得到了长足发展,研发能力显著提高,一批新产品、新技术和新工艺开发成功并转化为生产力。从企业研究院的使命出发,从研发基础保障能力和研究开发能力两个方面,结合一些实例,回顾和总结了宝钢研究院成立10年来的研发能力建设。

武钢7.63 m焦炉上升管荒煤气温度变化规律研究

为研究武钢7.63 m焦炉上升管余热利用工程实施的可行性,对2#炭化室上升管根部和桥管处荒煤气温度进行连续在线检测。分析发现:上升管根部荒煤气温度在整个结焦过程呈现类似Z字型周期变化规律,最高温度发生在推焦前烧石墨阶段,达1300℃~1400℃,整个结焦周期的平均温度约为771℃;桥管处荒煤气温度仍保持较完整的周期性规律;7.63 m焦炉单孔炭化室荒煤气产量为1156.42 m^(3)/h,一个结焦周期内单孔炭化室荒煤气可利用理论热量约13.76 GJ,工程理论吨焦产汽量(1.6 MPa低压饱和蒸汽)为108 kg。

QP和DP钢面内成形性能与边部成形性能对比研究

目的以宝钢生产的QP980、QP1180、DP980、DP11804种典型超高强钢材料为研究对象,进行QP、DP钢种材料面内与边部成形特性对比分析。方法采用单向拉伸设备以及成形试验机,并结合DIC分析技术,对4种材料的力学性能、面内成形性及边部成形性进行试验研究。结果与DP钢相比,同等强度级别QP钢的均匀延伸率及加工硬化系数均明显更高。在面内成形应变状态下,同等强度级别QP钢极限成形深度均明显大于DP钢的,但主、次应变大小差异不大。在边部成形应变状态下,同等强度级别QP、DP钢极限成形深度以及主、次应变大小均差异不大。QP、DP钢面内成形最大主应变均明显大于边部成形最大主应变。结论与同强度级别DP钢相比,QP钢具有更高的均匀延伸率及加工硬化系数。QP钢材料的加工硬化系数高,材料内部协同变形能力强,面内成形性能明显优于DP钢材料的,但两者的边部成形性能差异不大;QP、DP钢材料能承受更大的面内主应变,受边部加工硬化及毛刺的影响,冲裁后,边部应变明显降低,在QP、DP超高强钢零件设计制造过程中,应尽可能避免边部发生较大的变形。

球墨铸铁冷却壁心部性能研究

球量铸铁件的心部性能成为衡量球墨铸铁冷却壁内部质量的一个重要指标。技术要求为心部抗拉强度R_(m)≥350 N/mm^(2),伸长率A≥8%;心部金相组织球化率≥70%,铁素体含量≥80%。由于球墨铸铁冷却壁属于厚大铸件,受凝固特性、冷却速度和合金元素等因素的影响,心部性能不稳定,通常无法达到技术协议的要求。本文分析了心部性能较低的原因,提出了工艺改进措施,进行了冷却壁解剖试验,验证了试验效果。

炉鼻子内气氛回流的数值研究

带钢热镀锌工艺往往需要抑制炉鼻子内锌灰的向上运动,这是由于锌灰容易黏附在带钢表面,影响镀层质量,另外锌灰回流到退火炉中将影响上游工艺流程。本文结合某钢铁厂提出的一种炉鼻子内保护气体外循环装置,利用计算流体力学方法对炉鼻子内部气氛流场进行模拟分析,得出了抽气流量对气氛流动、全局回流及压力平衡的影响;采用正交分析,明确了抽气流量的显著影响作用,并总结出最优参数组合,掌握该组合下的回流规律。本研究对炉鼻子体外循环装置的运行方案提供了理论指导。

U75VH钢轨服役性能研究

对铺设在兰州北环线的U75VH钢轨的服役性能进行了定期跟踪观测,线路包含2条半径为800 m的曲线和2条半径为1 200 m的曲线,钢轨上道使用15个月后累计通过总重182.151 Mt。研究显示:曲线段上股钢轨最大垂磨为1.66 mm,最大侧磨0.41 mm;下股最大垂磨0.95 mm,曲线段上股钢轨轨距角处存在明显鱼鳞纹,半径800 m的曲线段下股钢轨踏面中心存在鱼鳞纹及轻微掉块,半径1 200 m的曲线段下股钢轨踏面中心存在轻微鱼鳞纹,经大机预防性打磨后使用正常。钢轨固定式闪光焊接头平顺性较好,铝热焊接头均为高接头,钢轨在试铺期间整体使用情况良好。

生物法处理宝钢冷轧含铬废水的研究进展

对宝钢冷轧部几个点的含铬废水中污染物成分进行了取样分析,介绍了用生物法处理各种宝钢冷轧含铬废水的实验室研究的结果、机理和现场中试的进展。研究结果表明,用生物法处理钢铁厂冷轧含铬废水,比传统的化学法对环境保护和提高企业竞争力有更大的优越性,总铬、六价铬去除率可达99%以上,处理后水中总铬低于1.5mg/L,六价铬低于0.5mg/L。

宝钢高强钢V弯回弹的特性研究

以宝钢生产的14种规格和牌号的钢板为研究对象,对其V弯成形特性进行了研究,通过单向拉伸实验,获得材料的基本力学性能,分析了试验材料的V弯回弹规律。试验结果表明,材料存在正、负回弹,相同弯曲角度下随弯曲半径增大,回弹量增加且趋向正回弹,在相同弯曲半径下,弯曲角度增大,回弹量减小且趋向负回弹,可通过调整弯曲角度或弯曲模具圆角大小来可合理控制零件回弹;在相同厚度条件下,当材料抗拉强度大于600 MPa时,回弹量显著增大;在相同强度条件下,回弹量随弯曲角度的增大而趋向负回弹,同时随着弯曲半径的变大,回弹量随材料厚度产生的差异趋缓,并趋向正回弹;980 MPa强度级别材料中材料厚度越小,不同弯曲半径下的回弹量差异变大;厚度相同的情况下,QP钢和MS钢的回弹量比DP钢更趋向于正回弹;数值拟合发现,回弹角度随R/T值的增大而增大,且经历一个由负到正的过程。随着弯曲角度的增大,拟合曲线下移且斜率变小,只有当R值足够大时才会出现正回弹。

热轧产线智能制造技术应用研究——宝钢1580热轧示范产线

智能制造是未来钢铁行业战略发展方向,各钢铁制造企业、装备与控制供应商都在积极探索实施方案。以国内钢铁行业首条智能制造示范产线——1580热轧智能产线的建设为例,总结了传统热轧产线智能化改造过程中智能制造技术的应用情况。构建了包括智能化模型、智能物流、设备状态诊断和预测性维护、工艺过程在线检测、绿色产线等八大模块的热轧智能车间的系统框架;介绍了热轧智能产线关键技术;展望了未来热轧领域智能制造的发展方向。

宝钢BSSF渣处理工艺技术的研究与工业应用

介绍了传统钢渣处理技术的弊端及BSSF技术的工艺优势,阐述了宝钢BSSF渣处理技术的工艺原理、工艺流程和技术特点;介绍了针对转炉炼钢熔渣的特性所开发的BSSF四种系列化机型,分析了不同机型的结构、特点及其对不同熔渣的适应性;对滚筒的尾气排放以及处理后成品渣的理化性能做了分析和研究,并简要介绍了BSSF技术的市场推广及工业应用情况,最后提出了BSSF技术今后的研发重点和方向。

宝钢电镀锌无铬耐指纹钢板的特性研究

研究了宝钢电镀锌无铬耐指纹钢板的各项性能 ,包括耐蚀性、耐指纹性、耐黑变性、涂装性、附着性、导电性、耐溶剂性、表面形貌等 ,以了解产品特性并提供相关的技术参考 ,同时将无铬耐指纹钢板特性与原含铬产品作了对比。结果表明 :宝钢电镀锌无铬耐指纹钢板各项性能已接近或达到含铬产品的水平 ,标志着宝钢电镀锌耐指纹钢板生产步入一个新的标志性阶段。

海洋管线铺设环焊技术现状及宝钢研究进展

综述了当前深水海洋管线钢管铺设方法以及对应的施工环缝焊接技术,海管高效自动环缝焊接技术成为今后的发展趋势。介绍了双车双炬熔化极气体保护自动焊接技术、闪光对焊技术、激光—电弧复合焊接技术、非真空电子束焊接技术等在海管施工焊接领域具有很大应用潜力的技术。当前,宝钢UOE钢管产品致力于高等级海管的生产与经营,在UOE海管自动环缝焊接方面开展了研究,旨在为用户提供相应技术服务与支撑。

宝钢热轧超高强度钢的研究开发

在实验室研究了成分及冷却工艺对高强度低合金钢、复相钢、马氏体钢等热轧超高强度钢组织和性能的影响,并在宝钢1 880 mm热连轧生产线进行了S700MC和MP1200热轧超高强度钢的工业性试验。相对于以往的高强度热轧产品而言,新开发的热轧超高强度钢采用了"以水代合金"的设计思想,通过经济的成分设计、轧后控制冷却技术的有效利用,不同冷却工艺的控制,可实现用相同的成分获得不同强度等级要求的超高强度热轧钢。

宝钢一炼钢厂连铸机结晶器浸入式水口吹氩的水模研究

针对宝钢一炼钢厂的结晶器吹氩水口进行了 1∶1水模实验 ,研究了不同板坯宽度、拉速、水口出水口面积、出水口角度、浸入深度和吹气量等条件下结晶器液面波动和流股在窄面的冲击点的变化情况 ,并提供了水口优化设计及操作参数 ,为提高连铸生产率及铸坯质量提供了依据。

宝钢1930mm板坯连铸凝固传热模型的研究与开发

以二维非稳态传热数学模型为理论基础,结合铸坯在连铸二冷区的实际热量散失规律,将二冷区相邻夹辊之间传热分为夹辊接触传热、水聚集蒸发传热、水冲击传热和辐射传热四个过程,并根据宝钢一炼钢板坯连铸机具体条件,建立了宝钢1930mm板坯连铸凝固传热模型。利用面向对象的VB 6.0高级语言对模型进行编程,开发出相应的连铸二冷仿真软件。利用红外线测温仪采集铸坯温度,对模型结果进行验讧,现场铸坯测温和仿真结果比较得出偏差范围为0.9%～2.8%,说明仿真模型和仿真结果真实可靠。利用该仿真软件可以对宝钢1930mm连铸机的二冷工艺制度进行研究和优化,指导连铸生产。

宝钢用后高炉主沟浇注料的开发利用研究

概述了国内外用后废弃耐材的基本状况,详细介绍了宝钢废弃主沟浇注料的有关情况,并结合用后主沟料的特点进行了深入的研究开发。从用后废弃主沟浇注料中成功提取出致密刚玉原料,该原料的物理指标达到了同类新原料的国家标准,并利用该致密刚玉原料生产出新渣沟浇注料产品,在宝钢进行了两次生产性试用,取得了非常好的使用效果。该产品的使用能显著降低耐材制品的成本及提高企业和社会的经济效益,同时也改善了环境,推动了循环经济的快速发展。

用BSR法将宝钢高锌含铁尘泥资源化的试验研究

介绍了利用转炉红热钢渣处理宝钢高锌含铁尘泥冷团结自还原球团的ＢＳＲ法工业试验研究。试验结果表明，钢渣显热可以有效地将高锌含铁尘泥脱锌并熔融还原成可代替废钢使用的粒铁产品。由于不需要专门的熔炼设备，ＢＳＲ法投资、成本较低，是一种很有竞争力的回收钢铁厂尘泥的新技术。

宝钢炼钢尘泥再生利用的工艺试验研究

对宝钢炼钢尘泥进行了试验研究,结果表明:炼钢尘泥都是微粉级的,甚至含有不少亚微米颗粒;在1200℃,3h的情况下,几乎所有粉尘铁的还原率达到了73%以上,还原后粉尘的锌和钾、钠几乎为零,加碳没有显著提高还原率;铁还原反应的传质途径主要是通过气相实现的;对于含促进剂A的尘泥,1200℃,1h就可以把锌、碱金属和铅全部还原蒸发出来,铁的还原率达到90%以上。

喷雾除尘技术在宝钢BSSF渣处理装置上的应用研究

对宝钢BSSF钢渣处理装置排放尾气所挟带的粉尘进行了粒径分析,结合并应用湿法除尘机理实施了喷雾除尘净化方案。试验表明:常规喷嘴雾化除尘方案在液气比为0.79 L/m3时除尘效率波动较大,平均值仅能达到69%;当在烟囱内增设三道高效气雾两相流喷枪后,在液气比为0.84 L/m3时,除尘效率提高到94%,尾气中粉尘浓度低于40 mg/m3(干),达到了国家的排放标准。

宝钢力学性能预报模型的研究与开发

热轧带钢的力学性能预报是一项非常复杂的冶金前沿技术,经历了几十年的发展而没有走向成熟,其中原因很多。对性能预报问题的复杂性、难点及现实的数据条件进行了深入分析,揭示了传统的基于误差最小化的统计建模方法存在的问题,并指出了单纯追求模型精度难以建立可靠的预报模型。在综合分析基础上,介绍了全局可加力学性能预报模型的建模思路。实践表明,在现有数据条件下,建立全局性能预报模型是正确可行的。