EAF-LF-VOD-铸造流程ZG06 Cr13Ni4Mo钢中CaO-Al2O3-SiO2-MgO系夹杂物转变研究

对大型水轮机组用超低碳马氏体不锈钢ZG06Cr13Ni4Mo中夹杂物进行了全面的分析和研究。在40 tEAF-LF-VOD-铸造流程的工业试验取样分析的基础上,运用Fact Sage热力学软件,研究了不锈钢冶炼过程中CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO系夹杂物的转变过程,得到夹杂物的熔点和塑性的变化规律。基于Fact Sage软件的计算,找到合理的夹杂物低熔点塑性控制区域,即在MgO含量为10%的CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO四元系相图中,夹杂物组分(%)为50～70SiO₂、10～20Al₂O₃、10～40CaO时,其熔点低于1 280℃。为得到低熔点的夹杂物,工业生产超低碳不锈钢应将脱氧剂Si/Al比控制在2～5。     

新冶钢电弧炉粉尘精细还原实验研究

对烘干后的电弧炉干粉尘进行基础特性研究,包括化学成分、XRD(X-ray diffraction)检测、粒度分布。根据铁氧化物、锌氧化物的还原热力学原理,提出了"电弧炉粉尘精细还原"的概念。探讨温度(910～1 010℃)和还原时间(2～4h)对电弧炉粉尘金属化率和脱锌率的影响,并利用SPSS(Statistical Product and Service Solutions)软件对实验结果进行方差分析和相关性分析结果表明,电弧炉粉尘TFe含量为47.26%,Zn含量为8.32%;在910～1010℃,使用纯H2对电弧炉粉尘进行精细还原,能实现铁氧化物和锌氧化物分别向MFe和Zn的转变,金属化率和脱锌率分别达到95%、98%左右;同时电弧炉粉尘精细还原的产物未有烧结现象发生。     

电弧炉炼钢过程能量优化研究

研究建立了电弧炉炼钢过程能量优化模型,提出了供能决策顺序为"先氧后电",实现供氧和供电的能量优化配置,能量供应接近理论需求值。在天津钢管公司150 t电弧炉炼钢生产中进行了工业试验,并且与原工况和模拟计算的结果进行了比较分析,研究表明:能量优化方法取得了较好的生产效果,其各项指标的平均值为:冶炼周期为49.5 min,出钢量为141.2 t,冶炼电耗为314.3 kW.h/t,氧气消耗为41.0 m3/t,氧气利用率为87.7%,金属收得率为88.5%。     

150 t电弧炉炼钢跨尺度能量集成的工业试验

基于冶炼时物质转化过程中的时空多尺度结构及其效应,研究了天津钢管公司150 t电弧炉炼钢工艺,以在工位级实现按能量将供氧和供电两项单元进行跨尺度集成,得到工位级跨尺度能量集成的数学模型。20炉四元炉料结构工况的工业试验表明,跨尺度集成的方法取得了较好的生产效果:平均出钢量141.2 t;冶炼电耗314.3 kWh/t;氧气消耗41.0 m³/t,氧气利用率87.7%;金属收得率88.5%;冶炼周期49.5 min。     

铸钢用50 t/32 MVA交流电弧炉炼钢过程电气运行特性

使用电气监测仪表对中信重工机械股份有限公司50t/32 MVA交流电弧炉炼钢过程中的电气参数进行了实测,得到52 310个有效数据。结果表明,有载条件下电抗器上端的功率因数均为0.800以上,供电回路中的电压、电流以及功率因数均处于三相平衡状态。以二次侧工作电流为自变量,建立非线性电抗模型,绘制电气运行特性曲线,确定现用各挡电压下的工作电流许用范围。研究表明,若将电抗器挡位由原来的3挡改设为4挡运行,则炉用变压器容量利用率将提高7.30%,功率因数将由原来的0.812提高为0.841。     

连铸小方坯生产易切削钢SUM24HSL的技术措施

铅易切削钢生产的关键技术是控制铅的收得率,铅在钢液中的均匀性,铅蒸汽对环境的污染、铸坯表面质量及顺行浇铸。从铅的控制和提高可浇铸性两方面研究了SUM24HSL钢(%:≤0.11C、1.0～1.5Mn、≤0.05Si、0.04～0.09P、0.26～0.42S、0.25～0.32Pb)的100 t EAF-LF-CC工艺。结果表明,在1 620～1 640℃加铅3.5～4.0 kg/t,铅粒度2～3 mm,加入速度50～60 kg/min,氩气流量420～480 L/min,铅的收得率为75%。匹配结晶器振动参数,合适的结晶器保护渣、浇铸温度和保护浇铸技术可保证连铸顺行和轧材冶金质量。     

VOD冶炼不锈钢工艺模型的研究

以鞍钢重型机械公司40 t VOD冶炼ZG06Cr13Ni4Mo钢的生产实测数据为依据,根据质量、能量守恒及热力学原理,采用系统工程的分析方法,从操作、化学反应、冶金计量和热化学计量4个层次剖析VOD冶炼过程,建立了VOD冶炼不锈钢的工艺模型。该工艺模型包含冶金模型和热模型,可以根据各输入物料的用量、成分与温度等输入值,方便地求出各输出物料的收得量和成分等输出的预报值。VOD生产结果表明,该工艺模型能较准确地预报VOD精炼需氧量、终点钢水成分及温度等,相对误差低于5%。     

非碳冶金理念和探索试验

通过新疆巴州太阳能资源调研、碳冶金碳素作用及其温室气体排放分析,提出了"太阳能光伏非碳冶金"理念,实现"太阳能光伏非碳冶金"的技术难点在于建立独立的能量-冶金体系。为此,自主研发进行试验研究的条件,设计制造了公称容量1 kg、1.2 kW级别的非碳冶金平台。太阳能光伏非碳冶金技术包括4项单元技术及1项系统集成技术,通过技术集成创新,具体地进行了4类非碳冶金探索试验,成功实现了太阳能光伏发电技术与钢铁冶金技术的相互渗透和合作融合。在此基础上,深化思考,明确给出了非碳冶金理念的含义、内涵。通过其生产特点的讨论,展望了非碳冶金的未来。     

浓水室充填树脂浓淡水逆流电去离子试验研究

提出了浓水室充填阴、阳混合离子交换树脂,浓水与淡水逆流运行的电去离子技术和装置,研究了在制备电阻率17~18ΜΩ.cm的超纯水时的电压、电流与能耗,并与仅在淡水室充填阴、阳离子交换树脂,浓水与淡水顺流运行的电去离子技术和装置的性能进行了比较。结果表明:该技术和装置运行电压和电流低,电压为64 V,电流为1.2 A,吨水耗电量为0.026 kWh,耗电量降低了95%,而且浓水室的阴膜表面不易结垢。     

60 t直流电弧炉炼钢过程的(火用)分析

基于现代电弧炉炼钢的工艺理论,建立了描述电弧炉炼钢过程的热化学计量模型和(火用)模型,应用该模型对大冶特钢的60 t直流电弧炉冶炼过程进行了模拟,对100%废钢、30%铁水+70%废钢,64.4%铁水+35.6%废钢的炉料结构条件下的电弧炉冶炼过程进行了能分析和(火用)分析.结果表明,兑加铁水可明显降低冶炼电耗,但降低总能量利用率,如考虑回收利用炉气和冷却水物理(火用),则电弧炉冶炼过程(火用)的利用率略有增加.