提高加盖钢包自开率的研究与实践

首钢京唐300t钢包加盖后自开率明显下降，分析了加盖钢包自开率下降的机理，确定了主要原因是包衬温度升高后造成的液态渣回流。通过对引流砂的流动性、密度和渗钢性研究，设计了一种适用于加盖钢包的引流砂成分配比，并通过控制Al2O3和MgO含量，保证铬矿砂纯度。改进了钢包热修工艺，设计了针对加盖钢包的投砂操作和防钢渣回流措施。研究结果经推广使用后，钢包月不自开炉数由8～9炉降低至2炉以内，综合自开率达99.9%，双精炼工艺自开率达100%。     

钢包包衬侵蚀对内衬温度和钢水温降的影响

为了研究包衬侵蚀对钢水温降的影响规律,通过ANSYS有限元软件以及ParaMesh网格随移技术建立了考虑包衬侵蚀的钢包传热计算模型,研究并分析了包衬侵蚀对包衬及钢水温度的影响规律。结果表明,包衬侵蚀对包衬温度影响较大,在相邻两个修包周期内,包衬侵蚀造成渣线和包壁的包衬内部(工作层与永久层交界处)温差为14～114 K;包衬侵蚀导致包壳外表面温度升高,包壳向外散热增加,与此同时,包衬受侵蚀变薄,蓄热减少,两者同时作用导致包衬侵蚀对钢水温降影响不大,最高不超过1 K,在实际生产中可以适当地忽略钢包侵蚀对钢水温降的影响。     

氮对镀锡钢板的强化作用

通过物理化学相分析研究了3种不同氮含量镀锡板中固溶氮、化合氮的含量,结合相关理论计算了镀锡板中氮的固溶强化和析出强化对强度的贡献。结果表明:随着总氮含量从0.0021%提高到0.0103%,钢中化合氮含量下降10.1%,但是AlN析出相中的氮的含量上升10.7%。氮在提高镀锡板强度方面发挥重要作用,钢中总氮含量提高0.0082%,其对屈服强度的贡献值提升约30 MPa。     

IF钢退火过程中再结晶行为的EBSD表征

借助EBSD等技术研究了从冷轧到退火过程中IF钢中铁素体再结晶晶粒的取向演变。研究结果表明,从冷轧到退火过程中,铁素体晶粒取向向着平行于法向的[111]晶粒演变,而平行于法向的[100]晶粒逐渐消失;在冷轧变形过程中,铁素体晶粒的晶体取向决定着发生滑移变形的难易程度,与[100]晶粒相比,[111]晶粒更易于发生滑移变形,并在晶粒内部积累大量的位错,储存了大量的应变能,在随后的退火过程中,应变能较高的[111]晶粒优先形核并长大,优先发生再结晶,而应变能较低的[100]晶粒的再结晶受到阻碍。随着退火温度的升高,γ织构([111]//ND)明显增强,其织构组分(111)[112]尤为明显。     

终轧温度对600 MPa级高钛高成型性铁素体-珠光体酸洗带钢组织与织构的影响

利用扫描电子显微镜(SEM)与电子背散射衍射技术(EBSD)研究了高Ti高成型性铁素体-珠光体型热轧酸洗带钢不同终轧温度下的组织与织构特征.研究结果表明, 终轧温度对显微组织的演变影响较小, 但却引起了大角晶界密度的升高.不同终轧温度时形成的组织均以铁素体为主, 少量的珠光体弥散分布在铁素体基体之间.终轧温度的提高引起了织构类型的显著改变, 随着终轧温度的升高, 织构强度整体增强, 并形成了明显的对冲压成型性有利的近γ织构.当终轧温度为850℃时, 近α织构与γ织构强度均较弱, 此时的织构类型主要为{001}[110]、{113}[471]、{114}[110]和{223}[110]成型不利织构, 成型不利织构强度更高; 当终轧温度升高至875℃时, 织构类型主要为近γ织构和{001}[110]旋转立方织构, 近γ织构体积分数由19.9%升高至41%, 成型有利织构强度显著增强.      

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。     

700 MPa 级高强度大梁钢冲压开裂原因与控制措施

采用 OM 和 SEM 对 700 MPa 级高强度大梁钢冲压开裂原因进行了分析。结果表明，在高强度大梁钢冲压过程中出现的纵梁穿线孔裂纹主要为连冲工艺不当导致；纵梁端部折弯角部裂纹主要是由于原板坯存在内裂纹和大尺寸 TiN 夹杂物，在冲压过程中外表面受到拉应力产生裂纹，裂纹沿横纵向扩展导致。通过将钛质量分数由 0.10% 降至 0.07%，将氮质量分数控制在不大于 0.004% 的范围内，降低大尺寸TiN析出量。化学成分调整后，力学性能满足供货技术条件要求，对钢板进行冲压验证，端部完好，未见折弯裂纹存在，彻底解决了该缺陷。     

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.     

电子探针面分析法测定钢的脱碳层深度

提出钢表层脱碳层深度测定的一种新方法,即电子探针面分析法。对热轧态高碳工具钢75Cr1、淬火齿轮钢20CrMnTi、冷轧退火低碳车厢板SH1100钢3个典型钢种完成脱碳层深度的测定试验,结果表明:对于珠光体-铁素体型中高碳钢的脱碳层深度测定,金相法测定值是电子探针面分析法测定值的77%左右;对于淬回火钢的脱碳层深度测定,电子探针面分析法的测量精度在10 μm以下,约是显微硬度法测量精度的十分之一;对于脱碳层深度不易准确测定的低碳钢,电子探针面分析法通过较大区域范围的平均碳含量变化曲线来测定脱碳层深度,测量结果准确。电子探针面分析法在脱碳层深度测定方面具有钢种组织状态不限、试样形状不限、数据统计性好、测量精度高、易操作等优势,可在业内大力推广。