板坯中心裂纹产生的原因及防止措施

本文通过对南钢超低头板坯连铸机生产的板坯中夹杂物的研究，结合设备调查结果分析，确定了南钢板坯中心裂纹产生的主要原因，提出了防止板坯中心裂纹产生的措施。     

转炉顶吹过程渣-金-气三相作用特性

基于VOF界面追踪技术,建立了氧气转炉顶吹过程渣-金-气多相传输行为的数学模型,研究了渣-金-气三相界面行为,给出了渣/金界面特征的演化过程和熔池内流场变化特征,对冲击坑形态进行了具体的描述,并对穿透深度和冲击坑直径进行了定量化的表征。结果表明:由于冲击坑表面波的传播,冲击坑以及渣/金/气界面具有明显的瞬态特征且熔池是振荡的;钢液熔池内涡旋中心位置随着吹炼时间以及渣的运动而变化;低枪位加强了钢液表面的波动,增加了钢液表面的粗糙度,增大了射流与熔池的接触面积,从而有利于射流向熔池的动量传递,促进熔池的搅拌。     

采用海绵铁制备部分预合金铁粉试验研究

采用海绵铁为原料制备部分预合金铁粉并对其生产工艺进行了研究。试验表明,与传统的制备方法相比,这种方法对二次还原时的工艺参数要求比较严格,但缩短了生产工艺流程,降低了生产成本,因此,值得进一步研究和中试。     

82B钢中氧化物系夹杂物的控制研究

82B钢中氧化物系夹杂物的来源主要是脱氧产物和钢的二次氧化、卷渣及耐火材料内衬侵蚀。采取在转炉控制终点碳,采用LF全程脱氧、改变精炼渣精炼和扩散脱氧、氩气搅拌,在连铸实施全程密封、强化中间包冶金等措施,使82B钢中的全氧最低降到13×10 6,94.09%的夹杂物尺寸<5 m,满足了拔丝要求。作为夹杂物控制技术,降低总量的方法比控制形态更为简单实用,系统地在每个工艺步骤都采取有效措施,才能取得良好效果。     

COREX竖炉的数值物理模拟

预还原竖炉作为气固逆流式反应器,竖炉内铁氧化物的还原情况与炉内还原气的流动状态密切相关.通过建立某厂的1:20的半周的冷态模型,对不同气体流量和不同床层高度下的填充床内压力场进行了测定.同时利用FLUENT商业软件模拟了填充床内的气流速度场和压力场.研究表明,气体流量是影响填充床内压强变化的主要因素,随着气体流量的增大,压强几乎成比例增大,气体流量达到78 m3/h时,在风口处出现转折点.数值计算与实验测量结果吻合较好.     

铝合金压铸用8407模具钢的表面改性

8407钢是常用的铝合金压铸用模具钢.为改善模具的抗热疲劳和抗熔损性能,对冷喷涂A1后的8407钢试样在500,550℃下进行扩散处理,渗铝后的试样在纯O2气氛,570℃的条件下进行氧化,渗层表面形成了Fe-A1-O的混合氧化物.考察了扩散温度和扩散时间对渗层质量的影响,研究了在纯O2气氛下Fe-A1合金表面的氧化情况.结果表明,8407钢经过冷喷涂铝后再进行低温扩散处理能够实现低温渗铝.渗铝后,在580℃以下,纯O2气氛条件下氧化,Fe-A1合金表面生成了FeO和.A12O3的混合氧化物.该氧化膜与铝液不润湿,可防止粘膜并改善模具的抗热疲劳和抗熔损性能.     

顶吹转炉水模型炉渣和钢液分布的分形研究

通过对顶吹转炉二维水模型模拟实验,研究了顶吹过程中炉渣与钢液的混合情况。应用分形理论对炉渣在钢液中分布的分维数及无量纲面积进行了计算,为渣一金反应界面积的计算提供了一种新方法。实验结果表明：吹炼过程中,炉渣在钢液中的分布存在形变区和分裂区;枪位、气体流量及渣一金比对炉渣分布的影响较大;并得到了枪位、气体流量及渣金比三者对分散相炉渣分布分维数的影响及分布分维数对渣金反应界面无量纲面积影响的经验关系式。     

TiAl合金高温流变行为及流动应力模型

为了研究TiAl合金的热变形行为,掌握其热加工特性,采用Gleeble-1500试验机对TiAl合金在温度为1 050～1 200℃、应变速率为0. 001～1 s-1条件下的高温变形行为进行了研究,获得了上述变形条件范围内的流变行为数据,建立了适于TiAl合金的本构方程。结果表明:TiAl合金的流变行为对变形速率和温度敏感,在热压缩过程中TiAl合金的流动应力呈现出加工硬化和流变软化的特征。通过电子背散射衍射(EBSD)观测发现,软化机制主要是先在晶界位置发生动态再结晶,然后再结晶向晶内扩展。通过计算,TiAl合金的变形激活能为360 k J/mol。采用最小二乘法得出了TiAl合金的流动应力模型,基于此模型绘制的流变曲线与实验值吻合较好,误差小于±5%,能够对TiAl合金高温流变行为进行较为准确的预测。     

二步法熔融还原煤气富氢改质研究

针对高温煤气物理热的有效利用,为预还原工序提供合格的还原气体,提高预还原操作工作效率,更好地匹配二步法熔融还原工艺中预还原和终还原操作,开发了煤气富氢改质模型。利用该模型研究了不同改质条件下进、出改质煤气成分、温度的相互关系。研究表明,煤气富氢改质可有效利用煤气的过剩物理热,节约了二步法熔融还原能量消耗。     

转炉预直炼法最佳分界点的理论研究

通过对预直炼法前后期总物料平衡计算,得出总石灰耗量、总渣量、总氧气消耗量和渣中铁吹损量。计算结果发现,总石灰消耗、总渣量、铁吹损量随半钢中磷的增加存在最小值,且随中间倒渣量的增加而减小。总耗氧量则随半钢磷的增大有减小趋势。中磷铁水最佳倒渣点应控制前期脱磷率为87％～91％。