炼钢渣的冶金资源化利用及评价

从固态和热态两种物质形态总结了国内外炼钢渣的冶金资源化利用现状,并根据处理利用机理将炼钢渣冶金资源化分为稀释机理和再生机理两类,指出再生机理在炼钢渣的冶金二次利用率和适用范围上具有稀释机理无法比拟的优势,是今后炼钢渣冶金资源化利用的发展方向.

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。

轧制润滑和辊速差对热轧U型钢板桩轧制头部翘曲影响的模拟实验

按照1:10相似比利用铅试样在实验室轧机上对热轧U型钢板桩的轧制过程进行模拟,通过改变4种轧制润滑条件、0.6～1.0的5种辊转速差等轧制条件,得出轧制条件与U型钢板桩头部翘曲之间的关系。试验结果表明,对于孔型轧制产生的翘曲程度初步由辊速差引起,但孔型轧制的翘曲程度也随轧制润滑条件不同而变化。为了改善孔型轧制引起的翘曲缺陷,在其他参数不变下可选用0.65的辊速比与未经润滑的轧辊表面参数相配合。

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。

利用冶金尘泥直接还原的试验研究

用高炉瓦斯灰和转炉污泥进行了直接还原试验研究。采用ICP、SEM-EDS对高炉瓦斯灰和转炉污泥进行物性分析表明,高炉瓦斯灰中铁元素以高价铁氧化物的形式存在,碳含量高(27.32%)、颗粒大;转炉污泥中铁元素以金属Fe和浮氏体形式存在,且浮氏体以细小状颗粒均匀弥散分布于其它物相中,两者均含有少量有害Zn元素。直接还原试验结果表明,随还原温度提高及还原时间延长,直接还原球团的全铁含量、脱锌率均增大。在C/O=1.0,还原温度1 220℃以上,还原时间30 min以上时,还原球团的全铁含量均大于71%,锌含量均小于0.05%,脱锌率大于85%。

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。

冶金粉尘对铁矿粉高温性能影响研究

烧结矿的质量与铁矿粉的高温性能密切相关,烧结生产过程中配加冶金粉尘是钢铁企业处理冶金粉尘的一种重要方式,而冶金粉尘的加入势必影响铁矿粉的高温性能,进而影响烧结矿的质量,因此,研究冶金粉尘添加对铁矿粉高温性能的影响具有重要意义。本文通过对比3种冶金粉尘(烧结除尘灰、高炉炉灰与杂料)与铁矿粉理化性能差异,并采用微型烧结试验研究了冶金粉尘对混合铁矿粉同化性及液相流动的影响。结果表明:烧结除尘灰、高炉炉灰和杂料粒度均小于混合矿,其中烧结除尘灰粒度最细;烧结除尘灰、高炉炉灰和杂料配比的增加均会降低混合矿最低同化温度和黏结强度,提高混合矿的流动性,对最低同化温度下降程度影响最大的是杂料,对流动性指数增加程度最大的是高炉炉灰;3种冶金粉尘对混合铁矿粉黏结强度的影响效果比较接近。

四流感应加热中间包冶金行为优化模拟

通道式感应加热中间包能有效补偿包内钢液的热损失,提高铸坯质量,降低炼钢-精炼成本。以某厂四流双通道感应加热中间包为研究对象,采用数值模拟和水力学模拟的方法对无挡墙、V型和八字型挡墙方案下的中间包内钢液流场、停留时间分布和温度场进行对比分析。研究结果表明:八字型挡墙相较于V型挡墙能显著增加中间包内钢液平均停留时间、降低死区体积比例、钢液热损失以及提高小粒径夹杂物的去除率。采用双导流孔八字型挡墙的方案A2后,相较于原型和其他挡墙方案,中间包内钢液平均停留时间延长,平均停留时间达到1248.6 s;死区体积比例降至10.75%;钢液平均温升达6 K,10μm粒径的夹杂物去除率提高,达到90.5%。

铬渣对烧结矿矿相结构及冶金性能的影响

铬渣中含有毒性很强的Cr(Ⅵ)和大量有价金属铁,将其作为烧结原料不仅可以利用还原性气氛还原铬渣中的Cr还可以回收其中的有价金属,实现铬渣的无害化和资源高效利用。为探索在烧结过程中铬渣配加对烧结矿冶金性能的影响,本文开展添加铬渣对烧结矿矿相、烧结参数及烧结矿转鼓强度、低温还原粉化和软熔性能的影响规律研究。研究结果表明:在烧结生产中需控制铬渣配入量为3%以下;随着铬渣配比的增加,烧结矿的产量、产率以及烧结速度降低;烧结矿中复合铁酸钙黏结相质量分数减少,硅酸盐黏结相增加,导致烧结矿的转鼓强度由54.93%下降到47.46%;烧结矿中赤铁矿晶粒由粒状变为斑状以及骸晶状,使低温还原粉化指数由59.77%下降到52.46%,但当铬渣配比增加到9%时,矿相中出现了板状赤铁矿和针状复合铁酸钙的交织状结构,低温还原粉化指数增加到59.07%。由于铬渣中含有10%的Al 2O_(3),生成的富铝渣会降低软化开始温度,增加软化区间,恶化料柱透气性。本文研究成果可为铬渣的综合利用提供理论基础。

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。

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。

利用硫化物改善钢性能的应用研究进展

硫一般被认为是钢中的有害元素;人们逐渐地认识到在某些钢中适当含量及合适形态的硫化物不但对钢性能无害反而能提高钢的某些性能.易切削钢中的MnS割断了基体的连续性而使车屑易断,从而减小了刀具的磨损,改善了钢材的切削性能;取向硅钢中MnS可作为重要抑制剂,能够有效地抑制晶粒长大;FeS、MoS2具有优异的润滑性能,可改善工具钢的耐磨性;硫氧复合化合物能诱导晶内铁素体形核,改善钢的焊接热影响区的韧性与强度;钢中析出的纳米硫化物粒子可以钉扎晶界、细化晶粒,并能起到一定的沉淀强化效果.进一步研究控制钢中硫化物的数量、形态、分布及其演变规律,对提升钢的性能、开发新的钢种具有重要意义.

可控氧流冶金

总结可控氧流冶金的原理、特点、方法,介绍可控氧流冶金在金属熔体的无污染脱氧以及从溶解于离子熔体中的氧化物提取有价金属方面的研究状况,认为可控氧流冶金有利于创建全新的绿色冶金新技术。

CSP工艺Q235B热轧带钢边部裂纹成因分析

为减少采用CSP工艺生产的Q235B热轧带钢边部裂纹缺陷,分别在Q235B连铸坯和热轧带钢裂纹处进行取样,通过宏观形貌、金相组织、扫描电镜及能谱分析等方法,研究铸坯角部横裂纹与热轧带钢边部裂纹的演变规律和形态变化。结果表明,结晶器卷渣、冷却不均匀是产生连铸坯角部裂纹的主要原因;第2道次过渡带钢的金相组织中出现混晶现象,裂纹边上存在脱碳现象;热轧带钢边部裂纹主要源自于铸坯裂纹,并在轧制过程中得到扩展。根据连铸工艺参数,对边部裂纹缺陷率与液渣层厚度、保护渣消耗量、结晶器振动参数、中间包过热度、结晶器传热参数以及铸坯宽度的关系进行统计分析,并提出相应的边部裂纹控制工艺措施。

利用菱镁矿尾矿制备氧化镁晶须及其应用(英文)

以菱镁矿尾矿为原料,通过原料煅烧、水化碳酸化、热解工艺制得碳酸镁晶须作为前驱体,再通过二次煅烧制备氧化镁晶须,并考察添加氧化镁晶须对氧化镁耐火材料烧结和抗热震性能的影响。结果表明:在重镁水热解过程中,添加剂种类对热解产物碳酸镁的形貌具有重要影响,当添加一种可溶性镁盐时,可获得长度10?60μm、长径比10?20的碳酸镁晶须;当升温速率为1°C/min时,前驱体可完整地转变为长度为10?40μm的氧化镁晶须;将氧化镁晶须添加至氧化镁耐火材料中,由于氧化镁晶须的钉扎作用而防止材料裂纹扩展,显著地提高了耐火材料的抗热震性,氧化镁晶须的适宜添加量为3%。

钢液真空处理过程中Mn挥发动力学研究

Mn作为提高钢材强度的主要元素之一,在钢液真空处理过程中的挥发会对钢材成分及质量控制产生不利影响,因此,明确钢液中Mn的挥发机理,并据此精确调控钢液中Mn含量,对于保证钢材质量显得尤为重要。本研究针对X80管线钢的真空精炼处理过程,分析了气相压强和熔炼温度对钢液中Mn挥发行为的影响。结果表明:随着熔炼温度的升高和气相压强的降低,钢液中Mn挥发速率明显加快;在熔炼温度1903 K、气相压强19 Pa、处理时间40 min条件下,Mn挥发率高达92.26%。在熔炼温度1823~1973 K、气相压强19~670 Pa条件下,Mn挥发遵循一级反应规律,其表观挥发速率常数在(0.41~26.56)×10^(-5)m/s范围内;在气相压强19~670 Pa、熔炼温度1903 K的条件下,Mn挥发主要受气相传质的限制;在气相压强226 Pa、熔炼温度1823~1973 K的条件下,Mn挥发的表观活化能达到120.20 kJ/mol,限制性环节为气-液界面反应;本研究条件下,液相传质对Mn挥发速率的影响较小。

高炉下部的液泛和流态化

为了阐明高炉下部是否会发生液泛,模拟高炉滴落带的流动条件进行了气液两相逆流的流体力学实验.将Sherwood液泛图纵坐标的液泛因子乘以密度校正系数解决了密度对液泛速度的影响,并提出了新的液泛图和关联式.新关联方法与实验数据吻合很好.通过比较流化速度和液泛速度大小,提出了在一定流动条件下用来区分液泛和流态化的简图.结果表明,高炉滴落区发生渣的液泛,而不是焦炭床的流态化.

方坯结晶器角部弧形区热流密度测定

设计了方坯结晶器角部温度测定装置,测量了不同条件下结晶器壁的温度.结果表明,在连铸初始凝固区,随结晶器角部圆角半径的增大,热流密度减小;凝固后期,由于气隙的形成,圆角半径增大,热流密度增大;同一圆角半径处,结晶器对角线方向(45°方向)热流密度最大,22.5°方向稍小,偏离对角线较大的90°方向热流密度最小;随结晶器冷却水量增大,同一位置处的热流密度也随之增大;适当增大圆角半径、结晶器实行弱冷,可以改善结晶器角部在高度方向和周向上的热流密度均匀性.

钢液吹H_2脱氧的实验研究

在MoSi2电阻炉上,进行钢液吹H2脱氧的实验研究.结果表明,常压下条件下,H2具有较强的脱氧能力.吹H2脱氧过程中,随着钢中的氧反应的减少,氢的脱氧速度和利用率逐渐降低.本实验中钢中碳含量仅为0.016%,但往钢液中吹入H2仍会促使[C]-[O]反应脱氧.H2与氧的反应是脱氧的主要反应.同时,吹氢脱氧过程还能显著降低钢中的氮含量.