基于钢铁大学网站转炉虚拟炼钢成本影响因素

基于钢铁大学网站虚拟炼钢模块,以建筑钢为例探讨了转炉虚拟炼钢成本的影响因素。虚拟炼钢模块依据最终的冶炼时间、出钢量、出钢温度、钢液成分以及渣成分进行判定,对判定合格后的模拟冶炼进行成本对比,以研究冶炼时间、出钢量、出钢温度、兑钢水量以及其他消耗等因素对冶炼成本的影响规律。经过数百次模拟冶炼,提取出冶炼成功并有效的174组数据进行分析,主要结论为:冶炼时间越短,成本越低;提高出钢量有利于降低成本;为了降低成本,应该尽量降低出钢温度。

炼钢工艺和成分体系对B50A1300硅钢铁损的影响

以低牌号B50A1300硅钢为研究对象,探讨了精炼RH吹氧量、w[Mn]2/w[Si]比值、FeAl预脱氧效果以及连铸钢水镇静时间等对B50A1300硅钢铁损的影响。结果表明,当精炼RH过程吹氧量大于160 Nm3时,钢的铁损迅速劣化;合适的钢成分体系是将w[Mn]2/w[Si]比值严格地控制在0.5以内;最佳的FeAl、FeSi脱氧效果是将FeAl、FeSi脱氧后钢水含氧量分别控制在140×10-4%左右和90×10^-4%-140×10^-4%。

含核壳异质结构6.5% Si高硅钢铁芯的制备与磁性能

以构建高磁感、低铁损、免轧制高硅电工钢铁芯为出发点,提出采用单辊甩带制备非晶铁硅合金薄带、微氧化法在铁硅合金粉末表面包覆高电阻率铁硅氧化物薄膜制备核壳异质结构高硅电工钢纳米粉末、放电等离子烧结快速成形制备颗粒间绝缘的高硅电工钢铁芯。研究了不同氧化包覆时间对SPS烧结试样密度、物相组成、微观结构和静磁性能的影响。研究表明,在氧化包覆5h烧结温度800℃工艺条件下,制备的6.5%Si高硅电工钢铁芯的静磁性能最佳,饱和磁化强度为128.84A.m2/kg、矫顽力为2.25kA/m、剩磁为3.47A.m2/kg。其饱和磁化强度与粉末压延法制备的高硅钢相当,但矫顽力降低了1/3。

大学生创新基金项目与实验教学探索

针对液态成型原理实验课程中铸件产生的缺陷,在大学生创新基金项目中建立了凝固过程瞬态温度场的数学模型以及硬度随熔炼次数变化的函数关系,结果表明随着熔炼次数的增加ZL104返回料硬度降低,成分偏析加剧。通过实验教学与创新基金项目的有效结合,对实验教学方法进行了新的思考和探索,提出以项促学和精英模式的人才培养方案,不仅增强了学生的创新意识和实践能力,而且提高了实验教学质量。

高Si电工钢铁芯的MA-SPS制备工艺和磁性能研究

以一种新的Fe-Si合金制备工艺为出发点,研究了不同放电等离子体快速烧结工艺(SPS)和Si含量变化对Fe-Si合金材料显微组织与磁性能的影响。结果表明,在烧结温度为1 000℃时制备的Fe-6.5%Si合金(质量分数,下同)的综合磁性能较好,其在50Hz下的铁损为0.549W/kg,最大磁感应强度为0.124 3T,矫顽力245.6 A/m,磁导率0.338mH/m。另外,材料的最大磁感应强度随Si含量的增加显著增长,1 000Hz下,Fe-10.0%Si的最大磁感应强度可达到Fe-6.5%Si合金的5倍左右。

钢铁联合企业的用水需求分析

中国当前面临严重的水资源短缺问题,钢铁工业作为用水大户,节水减排势在必行。文章以"高炉-转炉"长流程钢铁联合企业为研究对象,梳理钢铁企业的水系统,摸清钢铁生产过程各工序的真实用水需求。以某大型钢铁联合企业为例,调查该企业的用水现状,结合生产工艺,对比用水需求,分析其存在的用水问题,提出钢铁企业水资源利用的优化措施,为管理决策者提供支撑。

成分梯度钢铁材料的研究

利用气体和材料表面碳分子的不同活性,对一种含碳量为0.40%的中碳钢进行成分梯度处理,并对成分梯度处理后的试样进行不同温度下的回火处理,回火处理后的材料具有良好的强度和伸长率。拉伸断口形貌表明,材料的断裂为韧性断裂。采用的热处理成分梯度处理方法是一种制备成分梯度钢铁材料的新方法,这种方法也为马氏体钢的大压下加工提供了一个实用手段。

国内外钢铁制造业节能减排的研究与应用

阐述了钢铁制造业节能减排的意义。比较全面地介绍了国内外在铁系统、钢系统节能减排的现状和研究与发展的趋势,并根据中国的国情,为进一步推进节能减排提出了一些建议。

氧化物和C、Mn对低合金钢铁素体形核的影响

采用热压连接实验研究了Ti2O3、ZrO2以及Al2O3对低碳低合金钢中晶内铁素体形核的影响,同时分析了C和Mn含量对低碳低合金钢铁素体形核的作用。结果表明:Ti2O3促进铁素体形核的能力强,ZrO2次之,Al2O3没有形核能力;增加钢中Mn含量能使得氧化物诱发铁素体形核能力加强;铁素体形核机理为Mn进入Ti2O3或者ZrO2中,形成贫Mn区,从而促进铁素体形核。

生态钢铁冶金的发展

减少钢铁生产过程中CO2温室气体和有害物质的排放,增加处理废塑料等大宗社会废弃物的能力,利用化石燃料以外的其它可再生能源,与化工等行业构成工业生态链,是当今生态钢铁冶金的主要研究内容。论文中对国内外生态钢铁冶金技术的发展现状进行了较详细的概述,并指出了我国生态钢铁冶金技术的发展方向。

氢基竖炉最佳开炉条件的数值模拟研究

利用组分输运模型对不同孔隙度、入口温度、H2含量条件下氢基竖炉开炉5 h的升温情况进行了模拟研究。结果表明,当还原气体组分及入口温度保持不变时,随着孔隙度的增大,炉内中心温度总体呈现升高的趋势;当孔隙度与入口温度保持不变时,炉内中心温度随着还原气体中氢气含量的增高而降低;当孔隙度与还原气体成分保持不变时,炉内中心点温度随着入口温度的上升而升高。氢基竖炉的最佳开炉条件为孔隙率0.40~0.42、还原气体中H_(2)和CO体积占比为40%和60%、入口温度1173 K。

不同强度级别双相不锈钢激光焊接头的组织与力学性能

目的为了合理制定不同强度等级DP钢同种和异种接头的激光焊接工艺,研究激光焊接工艺对接头组织性能的影响。方法采用SEM、硬度试验、拉伸试验等手段,研究不同强度等级DP钢同种和异种激光焊接接头的微观组织和力学性能。结果对于同种DP钢激光焊接,由于接头各个区域经历的热循环不同,因此其马氏体体积分数和形态、含碳量等存在明显差异。在焊缝熔合区,由于冷却速度较高,因此马氏体体积分数较高且为细条状,硬度高于母材硬度。在热影响区,由于马氏体发生了回火分解,因此其硬度值低于母材硬度,且软化的程度和范围大小与DP钢的强度级别相关。软化的热影响区成为接头的薄弱区域,降低了接头的拉伸性能。在异种DP钢激光焊接接头中,焊缝熔合区的硬度也明显高于母材硬度。靠近高强度级别母材侧的热影响区范围更大,软化程度更明显,接头硬度分布不再对称。接头的抗拉强度与低等级DP钢母材的抗拉强度基本一致。结论激光焊接工艺对不同强度等级DP钢同种和异种接头组织性能的影响存在较大的差异,DP钢强度级别越高,接头或接头对应侧的热影响区软化程度越明显,这在制定焊接工艺以及焊后处理工艺过程中需要予以考虑。

N掺杂木质素对钨的吸附

木质素经胺化和季铵化改性后制备了N掺杂木质素,并用于吸附钨,通过SEM-EDS和FTIR对吸附剂进行表征,考察pH值、钨初始质量浓度、吸附时间和吸附剂用量对吸附容量的影响,利用SEMEDS、FTIR和XPS分析揭示吸附过程的机制.结果表明,N掺杂木质素表面疏松多孔且含有大量的酚羟基、胺基和季铵官能团,在总钨浓度为0.005 mol/L、pH<4.7时,钨的存在形态为H_(2)W_(12)O_40)^(6-).H_(2)W_(12)O_(40)^(6-)通过与N掺杂木质素中氢键的静电吸引、胺基的配合和氯离子的离子交换作用而被吸附.在pH=4.0、钨初始质量浓度为800 mg/L、吸附时间为960 min的条件下,1 g/L N掺杂木质素对钨的饱和吸附容量为421.68 mg/g.吸附过程遵循Langmuir模型和准二级动力学模型,表明吸附过程为单分子层均质化学吸附.

磷石膏的综合利用及其在建筑材料领域的应用研究进展

磷石膏是湿法制备磷肥工艺过程中的副产物,主要物相是CaSO_(4)·2H_(2)O。我国磷石膏产量居世界第一,综合利用率却不到50%,堆存量已达8亿吨,对生态环境造成了严重破坏,因此,探索磷石膏的有效利用途径已迫在眉睫。本文对磷石膏综合利用主要领域的研究现状进行了分析,其中磷石膏在化工领域的利用率仅有5%,在农业领域的利用率也只有2%,而建筑材料领域是目前磷石膏的主要应用领域。目前将磷石膏应用于水泥缓凝剂、石膏砌块和水泥砂浆已经实现了工业化;将磷石膏应用于胶凝材料和路基材料,由于浸出毒性的问题,并未大规模应用;将磷石膏用作填充剂则因为材料强度较低,仅仅停留于实验室探索阶段。最后展望了未来无害化利用磷石膏技术研究的发展趋势,以期为解决磷石膏的堆存问题提供参考。

吹氩模式对钢包内多相流流动行为影响的数值模拟研究

以某钢厂150 t钢包为对象,通过数值模拟手段研究了吹氩模式和吹氩流量对钢包流场、钢渣界面行为和壁面剪应力分布的影响。结果表明:单孔吹氩模式下,钢包内环流远端流速低,钢渣界面流动不活跃,易导致此处渣层冷凝结壳;双孔等流量吹氩模式下,随着吹氩流量增大,钢渣界面流速增加,但其流动活跃性降低;双孔差流量吹氩下,大吹氩流量时钢渣界面能维持一定范围的活跃流动。当吹氩流量在120~240 L/min范围,单孔吹氩所形成的渣眼面积大于两种双孔吹氩模式;当吹氩流量超过240 L/min,双孔等流量吹氩下渣眼面积最大,双孔差流量吹氩对应的渣眼面积最小。另外,单孔吹氩下壁面剪应力最大,应力面积较小,双孔等流量吹氩下剪应力虽然显著降低,但分布区域面积增大。综上所述,双孔差流量吹氩模式可以在提高钢液精炼效率的同时,降低对钢包内衬耐火材料的流动侵蚀。

Ti微合金化对高锰钢组织和性能的影响

研究了Ti微合金化对Mn18钢组织和力学性能的影响,并分析了Mn18钢锤头失效的原因。结果表明,Ti微合金化在Mn18钢中具有细化晶粒、提高冲击韧性、伸长率、强度和硬度等作用,在Mn18钢加入0.10%和0.30%的w[Ti]时,随着Ti含量增加,高锰钢的硬度增大、强度提高,冲击韧性和延伸性也均呈优化趋势,继续增加w[Ti]至0.51%时,除布氏硬度继续增大外,KU2数值及稳定性、强度稳定性、伸长率等指标均出现下降趋势,高锰钢属于高氮奥氏体钢,加入Ti后迅速析出大量TiN,作为异质核心,起到系列有益作用,加入量过大,则TiN类夹杂物的尺寸过大,且出现局部聚集,将对Mn18钢的性能稳定性造成不利影响,也易于导致Mn18锤头断裂失效。在Mn18钢中使用Ti微合金化,为保证其有益效果,其含量不应超过0.30%。

底吹氩钢包内废钢熔化行为的数值模拟

以某厂70 t钢包为研究对象,采用数值模拟的方法对比了吹氩量对钢包内不同比表面积和预热温度的废钢熔化行为.结果表明:废钢熔化速度随着比表面积的增加而加快;底吹氩气可显著加速废钢熔化,但随着比表面积的增加吹气的促进效果逐步减弱.有底吹氩时,比表面积为120、130.22和160.81 m^(2)·m^(-3)的废钢中心温度上升速率相较于无底吹氩时分别提高了7.06、6.51和3.73 K·s^(-1),熔化速率分别增加了0.92、0.88和0.28 cm^(3)·s^(-1),熔化时间分别缩短了17、15和3 s.板形废钢初始温度由300升到1000 K时,其熔化速度由2.97提高到3.26 cm^(3)·s^(-1),熔化时间缩短了3 s.底吹氩流量显著影响废钢熔化速度,当氩气流量由100增至200 L·min^(-1)时,比表面积为120、130.22和160.81 m^(2)·m^(-3)的废钢熔化时间分别由44减小到35 s、42减小到34 s及34减小到31 s.

挡板构型对含钒页岩浸出槽内多相流行为的影响

搅拌浸出槽是石煤提钒浸出过程中的关键设备,搅拌槽的结构优化对提高固液悬浮性能具有重要意义。本文对不同构型挡板的某厂含钒页岩搅拌槽进行数值模拟,通过比照搅拌槽流场与相分布、死区分布等模拟结果,剖析不同构型挡板对含钒页岩搅拌槽内固液两相流的影响。结果表明:安装挡板对搅拌过程中钒页岩颗粒充分扩散有利。分段挡板条件下整体流速约为0.65m/s,相较于标准挡板更快,增幅约为15.00%。分段挡板与标准挡板对钒页岩颗粒在搅拌槽内的扩散优化效果相似,两种挡板均能缩小钒页岩颗粒的死区区域,其中标准挡板低浓度区域减少约99.14%,分段挡板沉积区域减少约91.21%。此外,分段挡板相较于标准挡板能够节省20.00%的搅拌功率。分段挡板在能获得与标准挡板相同搅拌效果的同时更加节能,具有较高的应用推广价值。

基于机理和XGBoost算法的LF精炼钢水成分预测模型

以我国某钢厂120 t LF精炼炉为研究对象,通过建立由冶炼机理模型和XGBoost模型相结合的混合模型,预测LF精炼过程中的钢水成分并进行实际应用。结果表明,模型预测终点碳、硅、锰、铝等元素均处于内控范围内,并平均减少了每炉钢取样工序0.8次,提高了生产效率。

淬火温度和配分温度对CSP生产的Q&P980钢组织及性能的影响

以某钢厂CSP产线生产的Q&P980热轧钢板为实验对象,通过热模拟实验机进行Q&P处理,采用XRD、SEM、电子万能拉伸实验机等手段进行组织与性能表征。结果表明:淬火温度升高,实验钢的残余奥氏体(RA)含量和伸长率均呈先上升后下降的趋势,抗拉强度逐渐降低,二次马氏体(M_(2))逐渐增加;贝氏体转变量随着淬火温度升高而增加;配分温度升高,实验钢的残奥含量和伸长率均先上升后下降,抗拉强度降低,二次马氏体增加;实验钢淬火至345℃并在420℃配分时,残奥含量、伸长率、抗拉强度和强塑积分别为14.20%、22.74%、1150 MPa和26.15 GPa·%,性能最优。