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.

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。

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%。

提高冶金实验研究方法教学效果的实践

根据冶金工业的发展趋势及其对冶金类专业人才素质的基本要求,综合冶金实验研究方法课程特点及教学目标,提出了改进措施:精选课堂教学内容,拓展课堂教学容量;改革课堂教学内容呈现模式,实施课堂"嵌入式"示范教学;改革课堂教学组织方式,采用专题报告形式开展课堂教学;建立课堂教学活动的反馈和评价体系,提高课堂教学效果。改善课堂教学效果的实践丰富了课程教学容量,拓宽了学生的知识面,活跃了课堂气氛,提高了学生运用理论知识解决实际问题的能力。

能源与动力工程实验室建设与节能创新型人才的培养探析

当今世界节能减排刻不容缓,建设并完善能源与动力工程专业的实验室管理体制,使其紧密结合节能创新型人才的培养,是目前全国乃至世界培养优秀节能创新型人才的迫切需要。目前实验室普遍存在着实验教学理念落后,实验设备陈旧、数量少,实验室管理体制封闭落后等问题,结合节能创新型人才的培养,对能源与动力工程实验室的建设进行探析。

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。

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。

从设备维护的角度探索实验工作的可持续发展

为了探索实验工作的可持续发展模式,实现高校创新型人才和实践型人才培养的目标,在分析实验工作中存在的主要问题的基础上,提出了实验设备维护和实验管理规范的合理化建议,以期为高校实验工作的可持续发展提供借鉴与参考。

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。

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.

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。

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。

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。

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%。

火法制备硫化亚锡的反应机理与产物稳定性研究

本文结合热力学分析和实验,研究了火法制备SnS时,原料配比、反应条件对产物纯度、稳定性的影响机理。结果表明,当反应温度超过440℃,S和Sn反应较快,主要产物为SnS;当反应温度为440℃,S与Sn配料的初始摩尔比在1.2~1.4之间时,所制SnS呈现层状结构,产物主要成分是SnS,含有少量Sn2S3和极少量Sn;随着原料中S比例增加,产物中SnS含量先增加后减小,在硫锡摩尔比为1.25时达到最高值92.95%,此时Sn2S3含量为5.48%,Sn含量为1.57%;合成产物在微氧气氛中,在约350℃时开始产生Sn(SO4)O2杂质,温度升高到700℃,产物中的Sn(SO4)O2和Sn2S3会先后分解,分解的最终产物为SnS。