干熄焦锅炉炉管失效机理分析

通过对干熄焦锅炉炉管及腐蚀产物开展系统研究，提出炉管失效原因为氧化/硫腐蚀＋高温粉尘冲刷。长寿命炉管仅耐磨层发生了较为严重的氧化及硫腐蚀，而近基体层发生了轻微氧化及硫腐蚀，基体只发生了轻微氧化；短寿命炉管耐磨层、近基体层以及基体裂纹内均发生了较为严重的氧化及硫腐蚀，且存在珠光体球化、内表面产生全脱碳层等缺陷。推测短寿命炉管存在超温现象，而超温可加剧氧化及硫腐蚀反应。此外，短寿命炉管遭受了较为严重的高温粉尘冲刷，不仅可造成炉管减薄，还会导致炉管表面温度升高。因此，减少循环气体中粉尘量尤其是大颗粒，可有效减弱冲刷以及控制炉管表面温度，是提高炉管使用寿命的关键。     

一种X煤在首钢的应用实践

针对当前优质炼焦煤资源越来越少，而高炉生产对焦炭质量指标要求越来越高的情况下，对具有低灰、高硫特点的X煤进行了系统的炼焦试验研究。结果发现，在炼焦生产中合理配加5%～8%的X煤不会造成焦炭硫分升高的不利影响，焦炭灰分下降明显，强度保持稳定。该研究成果成功应用于首钢炼焦生产，焦炭各项指标均达标，这不仅扩大了炼焦煤的使用范围，而且在资源使用方面为公司焦炭灰分的降低提供了支持。     

Sub-surface stress measurement of cross welds in a dissimilar welded pressure vessel

Manufacturing process of pressure vessels used in high-temperature applications normally needs employing dissimilar metal welds (DMWs) between austenitic and ferritic steel. However, high amount of thermal stresses at the welds are induced due to differences in coefficient of thermal expansion between the types of steel. This study investigates the evaluation of welding residual stresses in a pressure vessel manufactured by DMW of 316 L stainless steel shell to A106 carbon steel caps as well as similar welding of stainless steel shells. By using longitudinal critically refracted (LCR) ultrasonic waves, the residual stresses are experimentally measured. The ultrasonic method is based on acoustoelasticity law by which the ultrasonic wave velocity could be connected to the material stress. By changing the frequency in which the ultrasonic transducers are working, the LCR waves are able to penetrate in various depths of the material in order to measure the sub-surface residual stresses. Hence, four main aspects are considered in this study: (I) stress evaluation of the DMW; (II) sub-surface stress measurement; (III) stress evaluation of longitudinal weld and (IV) stress measurement in cross weld. It is demonstrated that the residual stresses of the DMW pressure vessel could be comprehensively evaluated by using the LCR method.     

自密实高性能混凝土在结构工程中的应用

对外经济贸易大学学生公寓楼工程,建筑面积93 628 m2,地下二层,地上十层,剪力墙结构,其中消防通道部分框架—剪力墙体系,主框架梁跨度13m,截面600 mm×2700,框架柱截面为800mm×1300,剪力墙厚度为250mm,根据结构构件的特点该部位墙、柱、梁均采用C60自密实高性能混凝土约450m3。     

浇铸参数对结晶器液面波动影响及其工业应用

 板坯连铸结晶器液面的波动行为是结晶器内钢液流动、结晶器自身振动以及辊子挤压铸坯内部未凝固的钢液造成液面波动综合作用的结果。结晶器液位波动的稳定性对板坯连铸过程的卷渣行为有直接影响。在工业板坯连铸生产实践中,一般在结晶器某一区域(比如结晶器中部)利用放射源或涡流传感器检测液位波动来代表该工况下的整体波动水平。利用三维气液两相流动的数学模型研究了浇铸参数对结晶器液位轮廓的影响,浇铸参数包括拉速、吹氩流量、浸入式水口出口角度和浇铸断面。研究结果表明,结晶器不同宽度位置的波动幅值差异较大,且与工艺参数密切相关。液面的波峰与波谷之差随着拉速的增加在窄面附近逐渐增大,随着吹氩流量的增加在水口附近逐渐增大。在水口出口角度15°条件下,水口和窄面附近的液位波动均较大,而在水口出口角度45°条件下,仅在水口附近存在较大的液位波动。研究结果表明,使用板坯连铸常规的15°浸入式水口,当铸坯宽度大于800 mm时,结晶器液面检测需要在水口和窄面附近同时布置液位检测设备,以便更全面反应结晶器的真实液面行为,使液面波动对轧板表面质量指导性增强,有效提高连铸工艺的控制水平。如使用45°浸入式水口可以继续沿用原有的液位检测布置。     

板坯连铸大辊径大压下及低压缩比轧制特厚板

 近年来,国内外科研工作者开发的连铸凝固末端重压下技术在改善连铸坯的疏松、偏析等方面取得了良好效果,但仍存在扇形段小辊径压下厚铸坯时,应变难以渗透到铸坯芯部、不利于中心疏松改善等不足。以高效率、低成本、低能耗获得高质量厚铸坯,并实现低压缩比轧制高质量厚规格产品,仍需要进一步探索。为了更加有效地解决厚铸坯连铸凝固过程产生的中心疏松及偏析问题,提出一种全新的宽厚板坯连铸大辊径大压下(BRHR)技术并研制了BRHR设备,在宽厚板坯连铸生产线上安装、调试并运行两年多,同时配套开发了宽厚板坯连铸工艺过程预测与控制系统、二冷水工艺优化控制技术。结果表明,开发的BRHR装备与技术有利于压下应变渗透到铸坯芯部,在连铸生产线上利用凝固末端或刚完全凝固(固相分数f_s=1.0)形成的大于500 ℃或大于400 ℃的大梯度温度场实施大直径辊大压下,可以显著改善宽厚板坯中心缺陷。生产实践证明,采用BRHR装备与技术使厚度为400 mm的宽厚板连铸坯缩孔、疏松及偏析得到显著改善,结合轧制工艺优化以1.90~2.53的极低压缩比轧制生产出厚度为150~200 mm的高质量特厚板,这对低成本、短流程生产高质量特厚规格产品及节能减排意义重大。     

炼铁系统低碳技术发展前景与途径

 现代高炉炼铁是以人造矿石和焦炭为物质基础的。现代高炉实现绿色低碳炼铁,需要从炼铁工序的层次优化工艺流程和关键技术,实现烧结、球团、高炉等多工序的协同优化。面向未来,在提高资源和能源利用效率的同时,基于现有技术推进采用低碳节能技术和先进工艺。对于烧结、高炉等传统工艺技术,要进一步研究并应用先进技术,提高生产效能、降低能源消耗和碳排放。持续研究推广绿色低碳烧结技术,如低碳厚料层烧结技术、烧结料面富氢气体喷吹技术、烧结返矿高效回收利用技术、低温烧结技术和热风循环烧结技术等,有效降低烧结过程的能源消耗和CO₂排放。充分利用中国精矿粉资源生产球团矿,提高球团矿产能和产量,进而提高球团矿入炉比率和炉料综合品位,有效降低碳素燃料消耗。提高高炉富氧率和喷煤量,持续提高风温、降低燃料消耗,提高高炉顶压和煤气利用率。有条件的高炉喷吹富氢气体以减少焦炭消耗,开发应用高炉炉顶煤气循环及CO₂脱除再利用(CCUS)等技术。研究解析了高炉炼铁工艺碳-氢耦合还原的热力学机理,讨论了在高炉内不同温度区域固体碳、CO和H₂的还原能力,提出了直接还原与间接还原的耦合匹配是实现最低燃料比的技术核心,探讨了高炉炼铁喷吹全氢/富氢气体的技术可行性和经济性。这些综合技术措施对于进一步降低高炉工艺流程的碳素消耗、减少CO₂排放具有显著效应。与此同时,设计先进合理的流程系统和耗散结构,优化工序界面技术,构建信息物理系统(CPS)实现炼铁工序协同高效、动态有序运行,这也是高炉炼铁工艺实现绿色低碳的关键共性技术之一,具有广泛的适用性和显著的应用效果。     

RH精炼真空度对超低碳钢夹杂物去除的影响

 大尺寸非金属夹杂物是引起超低碳钢冷轧钢板表面线状缺陷的重要原因。以IF钢为例,铸坯中大尺寸夹杂物主要有3类,即结晶器保护渣卷入后被凝固坯壳捕获;连铸过程中钢水二次氧化产生且未上浮去除的;钢液中未充分去除的夹杂物在浸入式水口处粘连、堵塞,后续堵塞物脱落被凝固坯壳捕获。钢液一次脱氧生成的夹杂物中,不低于100 μm的夹杂物在RH处理过程中较容易去除,100 μm以下的夹杂物受钢液的流动影响较大,特别是不超过20 μm的夹杂物由于其上浮时间长、钢液流动的跟随性好,去除难度较大。RH是超低碳钢最重要的精炼设备,也是夹杂物去除的关键环节,研究RH去除20 μm夹杂物的新技术具有重要的意义。研究了RH脱碳结束加铝后真空度对夹杂物去除的影响,创新性提出了低真空度去除不超过20 μm夹杂物的新技术。研究结果表明,与高真空度处理工艺(常规工艺)相比,低真空度(压力5 kPa)处理的钢液中夹杂物数量降低更显著,中间包钢液总氧质量分数平均降低0.000 2%,钢液增氮水平相当。冷轧钢板因炼钢原因导致的线状缺陷降级率比常规工艺降低了29%。夹杂物在钢液中的跟随性理论分析表明,低真空度处理工艺下RH内钢液循环流量和钢液流速减小,降低了RH处理过程中夹杂物随钢液的跟随性,提高了不超过20 μm夹杂物的去除效率,有效改善了水口堵塞程度、提高了轧板表面质量。     

汽车用热基镀锌高强钢的研发进展

 日益复杂的服役环境,对汽车底盘及结构内件耐蚀性提出了更高要求,常规酸洗板已无法满足。以低合金高强钢(HSLA)、铁素体贝氏体钢(FB)和复相钢(CP)为代表的热基镀锌高强钢兼具热轧钢板的高成形性及镀层钢板的高耐蚀性,取代酸洗板用于汽车底盘和结构内件制造,不仅可以提高整车防腐性能,还可以降低零件修复、更换和再生产带来的能源消耗与碳排放,为汽车企业选材用材升级、降本增效提供了重要解决方案。汽车用热基镀锌高强钢对组织性能及表面质量的要求极其严格,国内外具备产品开发及稳定供货能力的企业很少。从化学成分、热轧、冷却、卷取和退火等工艺参数对微观组织及析出相的影响方面阐述了热基镀锌高强钢组织性能调控机理,以色差、漏镀和锌流纹等缺陷为例概述了热基镀锌高强钢表面问题产生的原因及相应的攻关方向。重点介绍了锌铝镁镀层在耐腐蚀方面的优势以及热基锌铝镁产品的主要应用途径。综述了国内外汽车用热基镀锌高强钢的生产及应用现状,指出进一步提升综合性能、改善表面质量和拓展极限规格是其发展方向。同时指出,需要持续关注热基镀锌高强钢生产和应用方面的问题,如色差、漏镀和锌流纹等表面问题,焊接飞溅、气孔和LME裂纹问题以及针对底盘特定腐蚀环境的耐蚀性数据积累及评价。     

表检系统在冷轧板表面线性缺陷检测中的应用

保护渣缺陷、气泡缺陷、夹杂物缺陷和擦划伤缺陷是冷轧薄板表面典型的 4 种线性缺陷,由于此 4 种线性缺陷宏观形貌相似,优化前的表检系统难以对其进行准确区分,给线性缺陷的判定、溯源及工艺改进造成了极大的困难。通过大量取样分析,并对各线性缺陷的表检结果和实物形貌以及微观特征进行了对比,明确了各线性缺陷的宏观和微观形貌特征,并以此为依据优化了线性缺陷表检系统的判定规则和图库,使冷轧薄板表面线性缺陷判定的准确率由80%提高至90%。