砥砺奋进 构筑蓝色强国梦——记鞍钢集团钢铁研究院船舶用钢研究室主任严玲

2021年4月19日,人民大会堂。手捧奖状、佩戴着全国五一巾帼奖章,鞍钢集团钢铁研究院海工所船舶用钢研究室主任严玲的脸上,洋溢着幸福的微笑。此刻,全球首座超深水钻井平台“蓝鲸1号”,正在进行可燃冰开采“;海上巨无霸”超大型集装箱船“双子星”号,正在海上平稳地行驶;Arc7冰区级别极地凝析油轮,正“破冰”驶向北极……一位看似平常的羸弱女子,早已把梦想置身于蔚蓝色的大海,把自己交给了海洋工程材料事业,在她和团队的共同努力下,创造了一个又一个世界第一、中国第一.

激光刻痕工艺对取向硅钢铁损降幅影响规律研究

以0.27 mm规格高磁感取向硅钢为研究对象,研究了激光刻痕功率、刻痕频率、刻痕速度及刻痕间距等参数对取向硅钢铁损降幅及磁畴结构的影响。结果表明,不同工艺刻线形貌及磁畴结构存在差异性,其中低刻痕功率、高刻痕频率和刻痕速度下,刻线呈现浅轻形貌,磁畴呈不均匀散乱分布。该牌号优化刻痕工艺参数为:刻痕功率30%、刻痕频率50 kHz、刻痕速度500 mm/s、刻痕间距5 mm,磁畴细化效果好,相应铁损降幅达9.47%。此外,在激光刻痕参数交互作用下,铁损降幅随激光能量密度增大而显著增加,但激光能量过大会加剧破坏取向硅钢应力涂层,不利于磁畴细化和提高铁损降幅。

超高料层双层烧结富氧强化及烟气排放行为研究

针对超高料层双层烧结矿强度低的问题,采用富氧方法强化双层烧结。研究富氧浓度和燃料用量对烧结矿产质量的影响,分析普通双层烧结和富氧强化双层烧结的烧结矿主要矿物组成和微观结构,研究两者烧结烟气中O_(2)、CO_(2)和CO的排放行为。研究结果表明:富氧方法能明显强化超高料层双层烧结,大幅度提高烧结矿成品率和转鼓强度;二次点火后对料层进行富氧,氧气体积分数为25%,烧结矿成品率、转鼓强度、利用系数和固体燃耗分别为69.06%、66.40%、2.09t/(m^(2)∙h)和53.79kg/t,与普通双层烧结指标相比,成品率、转鼓强度和利用系数分别提高4.11%、7.73%、0.18t/(m^(2)∙h),固体燃耗降低3.23kg/t;富氧使烧结矿中磁铁矿氧化充分,铁酸钙大量生成,烧结矿结构均质、紧密;富氧增大烧结烟气O_(2)质量分数,可有效解决下部料层缺氧问题,提高燃料燃烧效率,减少CO排放量。

鞍钢8m弧半径小方坯连铸机提速实践

针对8 m弧半径小方坯铸机拉速低不能满足生产要求的问题,分析了影响铸机提速的主要原因,采取了增加结晶器长度,更新结晶器供水泵,更新二冷水嘴,增大二冷管径以及优化系统温度等措施,铸机拉速由2.8 m/min提高到3.5 m/min,铸坯质量合格率达到99.95%,实现了小方坯铸机高速稳定生产。

鞍钢鲅鱼圈焦化废水减量及回用改造实践

介绍了鞍钢鲅鱼圈焦化废水处理工艺运行概况,分析了焦化废水工艺存在的问题,通过提升预处理单元、生化处理系统和深度处理系统的功能,新增膜脱盐处理系统,大大提升了焦化废水系统出水水质,中水回用率达到70%以上。最终膜脱盐处理系统的浓水水质指标达到了《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB 16171—2012)中的间排标准,全部回用于烧结混料,净水全部回用于循环水系统,实现了焦化废水零排放的目标。

鞍钢鲅鱼圈7 m焦炉装煤改进实践

介绍了鞍钢鲅鱼圈7 m焦炉装煤现状。针对焦炉装煤过程中平煤带出余煤过多和装煤量不足问题,采取了抬高平煤杆平煤高度和优化配合煤粒度组成的改进措施。实施后,焦炉有效装煤空间增加约0.36 m^(3),平煤带出余煤量减少约30 kg/次,配合煤中小于1 mm粒度占比降低了3.860个百分点,堆密度提高了15.04 kg/m^(3),平均单孔炭化室装煤量增加,焦炉装煤状态显著改善。

鞍钢10号3200m^(3)高炉降低焦比生产实践

针对高炉焦比指标较高的问题,提出了采取提高原燃料质量、提高煤比、保证合理的炉型、优化装料制度和提高炉缸活跃性等措施。实践后,高炉入炉焦比降低16 kg/t,综合焦比降低18 kg/t,产量提升360 t/d,高炉长期稳定顺行,效果良好。

鞍钢单绕组螺旋电磁搅拌技术研发进展

介绍了鞍钢单绕组螺旋电磁搅拌技术的自主研发进展,通过对圆锭、扁锭、大方坯、大圆坯等多物理场耦合模拟计算,结合试验研究对该技术的效果进行验证。结果表明,单绕组螺旋电磁搅拌技术有助于促进金属液在三维方向的传质传热,降低液芯的温度梯度,促进金属液同时凝固,减轻铸坯的中心疏松、偏析,铸坯、铸锭C元素的统计偏析度可以降低30%以上。

鞍钢焦化工序大型炉窑热平衡分析

总结分析了鞍钢焦化工序四个大型炉窑的热平衡测试和计算结果,精准掌握了炼焦解冻系统、焦炉、干熄焦系统及化产管式炉的能量消耗和分配情况,为炼焦全流程的节能降耗提供了数据支撑。炼焦各炉窑测试后,通过采取调整解冻系统中加热煤气量和烟气回流比,优化焦炉运行中的焦饼中心温度和空气过剩系数等参数,降低干熄焦系统中的气料比,改善管式炉中的保温效果等措施,实现了各炉窑能效的精准提升,为全面降低炼焦工序能耗提供了有效支撑。

采用气幕挡墙感应加热中间包的模拟研究

为了研究气幕挡墙对感应加热中间包内传输行为的影响,根据实际单流双通道感应加热中间包数据,通过数值模拟的方法,建立三维非稳态数学模型研究了气幕挡墙对感应加热中间包内流动、传热及夹杂物传输行为的影响规律。结果表明,气幕挡墙能够使感应加热中间包浇注区内流场分布更合理,钢液成分更均匀,更有利于夹杂物的上浮去除;浇注区内钢液的温度场分布更均匀,温差不超过1 K,温度较低区域进一步缩小;使用气幕挡墙后夹杂物的去除率较使用前明显提高,去除率提高约41%。

顶底复吹转炉冶炼双相不锈钢的试验研究

通过500 kg多功能顶底复吹转炉吹炼铁水,进行双相不锈钢冶炼试验。采取钢水脱磷、降碳保铬、钢水深脱硫以及钢水增氮的方法,得到在碳质量分数降到2.0%时,钢水温度控制在1360~1440℃,炉渣的碱度控制在1.4~1.8,炉渣中FeO质量分数控制在15%~20%,钢水中的磷质量分数可以脱除75%以上;在钢水降碳保铬过程中,钢水温度始终控制在1660℃以上,同时随着碳含量降低,逐渐降低氧气比例,增加氩气比例,减少铬元素的氧化;合金化后继续对炉渣进行还原,碱度控制在2.0左右,钢水温度控制在1550~1600℃,渣中的FeO和MnO质量分数之和控制在1%以下,钢水中的硫质量分数可以由0.0040%降低到0.0010%;顶底复吹转炉冶炼双相不锈钢奥氏体和铁素体的占比在49%~51%,钢板的冲击性能远高于标准值180 J,性能满足用户的要求。

鞍钢7号2580 m^(3)高炉炉缸整体浇注修复实践

针对鞍钢7号高炉进入炉役末期,炉缸、炉底侵蚀严重问题,对炉缸破损情况进行了调查,分析了炉缸侵蚀特征及原因,利用高炉中修采用炉缸整体浇注技术修复炉缸内衬,消除安全隐患,开炉后炉况稳定顺行,高炉生产效率提升,利用系数由原来的1.727 t/(m^(3)·d)提高到2.092 t/(m^(3)·d)。

鞍钢铁水涌动式扒渣技术研究

为解决铁水脱硫扒渣时的铁水扒损问题,对铁水脱硫渣物性及铁水扒损原因进行了分析,并进行了水模实验及热态实验,设计了涌动式扒渣系统,在120 t铁水罐开展了工业生产试验。得出结论,铁水涌动式扒渣与常规扒渣方式相比,扒渣时间缩短4 min,铁损减少1 t/罐以上,聚渣剂消耗为零。

液氨储运用钢研究进展及展望

在“双碳”政策背景下,以氨为载体的能源利用形式具有巨大发展前景。中国氨的应用领域广泛,其相关的技术较成熟,液氨需求量也在逐年增长。然而,中国在液氨长输管道的建设上仍有很大的发展空间。由于中国工艺技术水平、产品类别与产量、储运地理条件、气候环境和使用条件等因素,开发适合中国国情实际的氨储运新材料具有必要性、经济性与前瞻性。借鉴国外成熟产品与技术,通过调整合金元素成分、采用微合金化技术以及应用双金属复合管技术,开发高强度、高韧性以及抗腐蚀性能的氨/液氨专用输送管线钢、储罐用钢和耐高温钢,可实现氨/液氨储运用钢的细化与专业化,增加不同用途材料的类型数量。

鞍钢鲅鱼圈厚料层烧结燃料和混合料分布特征研究与应用

为了改善鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司烧结矿质量,对固体燃料和混合料进行了取样分析,对料层中燃料的赋存状态和烧结料层结构进行了研究。结果表明,固体燃料主要以四种形式赋存在混合料颗粒中,混合料存在料层高度和水平方向偏析不合理、布料不均匀、燃料粒度差大等影响烧结生产的问题。通过采取优化燃料粒度,改变布料矿槽布料形式等一系列措施,布料偏析效果加强,两侧布料均匀,固体燃料的分布与粒径的变化相匹配,烧结技术和经济指标显著提高。

西山贫煤用于鞍钢高炉喷吹研究与应用

对鞍钢喷吹西山贫煤进行了单一煤种的工业分析、元素组成分析及制粉、热值、结焦性能等的测定,应用数学优化配煤方法,在综合评价不同煤种配比下的燃烧率、置换比基础上,确立了西山贫煤最优化的配煤方案,并进行工业喷吹试验,试验期间新1号、10号高炉炉况都呈现出稳定顺行状态,2座高炉分别取得了提升喷吹煤比5.17 kg/t、4.67 kg/t,降低燃料比2.00 kg/t、1.75 kg/t的效果,达到了降低炼铁生产成本的目的。

老钢铁企业降低铁水温降的技术研究

针对铁水运输过程铁水温度降低,造成炼钢能耗上升等问题,通过对铁水在运输过程中的温降测试分析,有针对性的提出并实施了"一罐到底"、"分次调铁"、"定向调铁"技术及"双目标铁水调度"模型,有效解决了铁水运输过程中温降大的问题,转炉兑铁水温度提高了36℃。

鞍钢高炉喷煤优化搭配研究

为了优化鞍钢高炉喷吹燃料结构,进行了烟煤和无烟煤的配煤实验。通过研究各实验方案中混煤的基础性能和工艺性能,得出烟煤和无烟煤都不宜单独喷吹;无烟煤的配加能够有效提高混煤的发热值,烟煤中挥发分的析出会促进无烟煤中固定碳燃烧,提高烟煤添加比例可以有效降低混煤着火点,并提高混煤燃烧性能。兼顾发热值和燃烧性能,选择最优化搭配60%金帛湾烟煤+40%阳泉无烟煤和53%金帛湾烟煤+47%张台子无烟煤两种方案进行高炉喷吹,其中前者进行高炉喷吹时的效果要优于后者。

取向硅钢二次再结晶机制的研究

基于Goss织构二次再结晶的本质是抑制{110}<112>、{210}<001>和偏Goss织构{110}<225>的异常长大,使锋锐Goss长大成为唯一选择的认识,在总结前人七十多年理论研究和鞍钢取向硅钢研发的基础上,提出了Goss织构异常长大机制是选择生成、定向遗传、择优长大的结果。机制诠释了Goss织构是最易形成的剪切织构,在定向遗传中需与第二相粒子抑制力近恒量高度契合,通过抑制力近恒量控制为Goss织构异常长大提供择优环境,据此鞍钢成功开发出低温渗氮取向硅钢工艺技术及产品。

鞍钢鲅鱼圈高炉低成本喷煤研究与生产实践

在分析了鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司目前使用烟煤性能的基础上,应用数学优化方法进行喷吹煤粉中高比例烟煤配入研究,并对优化后配煤方案的燃烧性能、输送速度以及理论置换比进行了分析,得出高比例烟煤配煤喷吹具有可行性,确定了最优化的配煤方案,并开展工业化试喷吹,试验期间2座高炉整体稳定顺行,1号和2号高炉均取得了提高喷煤比3.86 kg/t和1.89 kg/t、降低燃料比6.14 kg/t和5.39 kg/t的良好效果。