水口结瘤对板坯连铸结晶器钢水行为影响的数值模拟

以230 mm×1 600 mm板坯连铸机结晶器为研究对象,采用CFD数值模拟的计算方法,建立了VOF模型,研究了连铸水口结瘤对钢渣界面波动与钢液流动行为的影响。研究结果表明,当水口无结瘤时,结晶器内流场为典型的双环流形貌。当水口有结瘤时,结晶器内水口两侧会出现严重的非对称流,结瘤侧流股范围小,非结瘤侧流股范围大。水口不结瘤一侧动能增大导致结晶器下涡心位置下降,会使钢液冲击深度增大;水口结瘤一侧水口因涡心位置较高,加剧了弯月面处的波动和钢渣表面的波动紊乱。结瘤情况下的钢液波动较大,最大波动差为4.03 mm;不结瘤情况下钢液波动较平稳,最大波动差为1.4 mm。     

现代炼铁工艺及低碳发展方向分析

分析了现代高炉炼铁和非高炉炼铁(直接还原、熔融还原)工艺特点和发展现状,从多个方面比较现有生产条件下各工艺的优缺点。从能源结构、生产规模及工艺成熟度阐述高炉炼铁在当前仍是国内主流工艺,并结合当前国内外低碳发展趋势和政策要求,提出高炉工艺降低碳耗的措施,明确了以“短流程”替代“长流程”和以新能源替代碳素冶金的发展方向,以最终实现“零碳炼铁”。结合现有的国际上的能源结构调整方向,指出了氢冶金的发展方向。     

耐候材料户外曝晒试验方法研究及试验场设计

系统归纳总结了耐候材料曝晒试验方法,介绍了曝晒试验的原理及重要试验因素,对全球主要曝晒试验场进行了概述,提出了曝晒试验场的建设方案,最后总结了建设曝晒试验场及开展曝晒试验的必要性。     

棒材高效低碳生产技术与集成化应用

 为了减少钢铁生产流程的能耗,降低废气排放,实现低碳生产,河钢集团用冶金流程工程学理论指导开发了高效炼钢、高效连铸技术并与棒材轧钢工序集成化应用,实现了棒材生产流程的低碳化和绿色化。讨论了提高转炉冶炼效率、提高连铸机拉速、钢坯定重、提高钢坯热送温度,实现转炉、连铸、轧钢高效生产与快速连接的关键技术。实践表明,通过优化钢铁制造流程,开发高效炼钢、高效连铸技术、“界面”优化技术并实现集成应用,构建高效率的冶金流程生产平台,能够显著降低生产流程的能耗、降低碳排放,同时提高产品质量、降低生产成本,实现高效、低碳、稳定生产。     

线材表面红色浮锈成因分析及控制措施

针对线材产品表面红色浮锈问题,根据实际生产不同规格、不同钢种线材表面红色浮锈的宏观特征,统计分析了产品规格、轧制速度、终轧温度、吐丝温度、冷却水水质等工艺参数对成品线材表面红色浮锈的影响。分析得出:红色浮锈并非由后续三次氧化铁皮演变而成,是线材表面附着的氧化铁皮微粒在高温下与水和氧气的反应产物。工艺参数对线材表面红色浮锈影响的实质是影响线材表面氧化铁皮微粒与水和氧气反应的外部条件。因此,需要在减少反应物数量、减少反应时间、降低反应温度、减弱冷却水中带电离子的催化作用等方面对生产工艺进行改进。提出了通过增加二次氧化铁皮吹扫装置、改善冷却水水质、在冷却水中加入药剂以中和带电离子,以及优化轧制过程温度制度等措施来减少线材表面红色浮锈。     

“绿色、智能、高效”的新一代电炉短流程特钢厂——河钢石钢新区

 河钢石钢新区是河钢集团全面贯彻落实习近平总书记关于“坚决去、主动调、加快转”指示精神和河北省钢铁产业转型升级的具体实践,也是河钢坚决贯彻落实新发展理念,全力推动钢铁产业高质量发展的行动体现。河钢致力于将石钢新区打造成为生产绿色、产线智能、流程高效、产品高端的现代化特钢梦工厂。河钢石钢新区是以“绿色、智能、高效”的设计理念,以冶金流程工程学理论为指导,运用冶金制造流程动态有序、协同连续的物理系统及流程界面技术规划设计的新一代电炉短流程特钢示范项目,是全球特钢企业智能制造、中国钢铁产业转型升级之由钢铁长流程转变为短流程的生动写照。河钢石钢新区在短流程工艺革新、全工序超低排放、智能制造等各方面,汇集了当今世界最卓越的设计元素和理念。项目集成应用了70多项行业最先进的短流程前沿工艺和绿色钢铁制造技术,定位3大系列高端产品,实现超低排放。项目涵盖了国内首台套大型双竖井废钢预热型超高功率直流电弧炉以及国际上断面最大、建造深度最深的特钢大方坯立式连铸机,有力地推动了中国高端装备制造用钢材的均质化水平和国产化替代步伐。河钢石钢新区带动了京津冀区域特钢品牌升值,代表了双碳目标下钢铁行业新一代绿色智能高效的电炉短流程钢厂发展方向,也为中国钢铁工业电炉短流程的发展做出了示范。     

锌铝镁钢板表面黑点缺陷原因分析与控制

针对厚镀层锌铝镁产品出现的黑点缺陷,使用光学显微镜、激光共聚焦显微镜、扫描电镜、能谱、微区XRD对缺陷进行分析。结果表明,黑点位置富含共晶相,这是由于局部缺少凸出的先析出富锌相、共晶组织对光反射的特点以及镁化合物在空气中的氧化,导致其目视为黑色。使用中性盐雾试验对黑点样品及正常样品进行测试,并对其耐蚀机理进行了分析。结合现场工艺,通过优化冷却制度,增加镀层在凝固时的过冷度,抑制共晶相的局部富集,使该问题得到解决。     

热处理工艺对高铁耐蚀60Si2Mn弹簧钢组织和性能的影响

在常规高铁弹条60Si2Mn弹簧钢基础上,通过添加Cr、Ni、Cu等耐蚀元素设计了耐蚀60Si2Mn弹簧钢,研究了热处理工艺对耐蚀弹簧钢显微组织、力学性能的影响规律,并评价了其耐蚀性能。结果表明,淬火+回火处理后耐蚀60Si2Mn钢显微组织为回火屈氏体,870 ℃保温45 min,油淬+440 ℃回火60 min处理后,耐蚀弹簧钢的综合力学性能最佳,屈服强度为1606 MPa,抗拉强度为1716 MPa,断后伸长率为5.3%,洛氏硬度为50.2 HRC。添加耐蚀元素的60Si2Mn钢耐蚀性较常规60Si2Mn钢得到较大提升。     

高韧性桥梁钢Q420qD的开发

为了满足桥梁钢Q420qD高强、高韧性的要求,采用低碳、铌、钒、钛微合金化成分设计方案,应用铁水预处理、自动化炼钢控制钢水洁净度,采用电磁搅拌及重压下等工艺手段保证铸坯质量,利用新一代TMCP工艺,控制钢板的组织细化和均匀,保证产品的综合力学性能。通过力学性能的测试和组织检测,开发钢种屈服强度在450~510 MPa,抗拉强度在560~640 MPa,伸长率在21%~25%,－20 ℃冲击功全部在200 J以上,屈强比全部小于0.85,Ⅱ级探伤全部合格;在Gleeble3500试验机上测定了钢种的动态CCT曲线,为制定控轧控冷工艺提供理论基础;应用透射对析出物的分析表明,析出强化贡献量占全部强度的15%以下,强化机制以固溶强化、细晶强化和贝氏体相变强化为主。     

唐钢中厚板厂连铸保护渣结晶器渣膜矿相分析

为改善唐钢中厚板厂船板钢的浇铸条件以及铸坯质量,将现场所用保护渣A进行调整形成保护渣B。基于相图平衡计算,采用光学显微镜对保护渣A和B在结晶器内的渣膜进行观察,研究渣膜结构对保护渣润滑和传热的影响机制。结果表明,保护渣A析晶温度和析晶率较高,析晶矿相主要为导热系数大的黄长石,渣膜中存在不均匀分布的气孔,使得铸坯向结晶器传热较快且不均匀,并恶化铸坯润滑,导致发生黏结漏钢,且铸坯出现裂纹,轧材合格率为98.73%。而保护渣B析晶温度和析晶率相应有所降低,渣膜结构分层明显,存在玻璃层,析晶矿相有适量导热系数小的枪晶石,有少量气孔,能有效控制铸坯向结晶器壁的均匀传热,并保证润滑铸坯,避免了黏结漏钢,且显著减少了铸坯裂纹率,轧材合格率为99.65%。