高压底吹氮法冶炼高氮钢的实验研究

在高压釜内对18Cr18Mn钢进行了底吹氮气的增氮实验研究.实验条件下,钢中增氮速率随时间减小,底吹增氮效果在前20 min较好;在0.5 MPa压力下,底吹流量为0.12,0.18,0.24 m3/h时,钢液中的表观传质系数βN分别为1.690×10-3,3.201×10-3和5.765×10-3m/min.     

SPHC钢薄板坯的高温力学性能

用Gleeble热模拟试验机对SPHC钢(%:0.02C、0.18Mn、0.03Si、0.04Als)70 mm×1250 mm板坯进行600～1 350℃的力学性能的研究,并借助扫描电子显微镜和能谱仪分析了拉力试样的断口。结果表明,SPHC薄板坯的第Ⅰ和第Ⅲ脆性区分别为1 200℃～固相线及600～850℃,850～1 200℃薄板坯的塑性最好;第Ⅲ脆性区试样为沿晶界断裂;晶界处夹杂物及γ→α相变中形成的片状铁素体造成了晶界脆性,降低了第Ⅲ脆性区材料塑性。     

钐铁熔体雾化过程中雾化角度的数值模拟

为研究雾化角度对钐铁熔体雾化过程的影响,喷嘴的结构选择紧耦合气雾化喷嘴,运用Fluent软件对钐铁熔体雾化过程进行数值模拟,分析不同的喷雾角度对雾化液滴凝固前飞行距离和液滴破碎程度的影响。结果表明:当喷雾角度增加时液滴凝固前飞行距离先减小,在45°时达到最小,之后又有增大趋势;当喷雾角度增加时液滴的索特平均直径(SMD)先减小,在45°时索特平均直径最小,为7.58μm,液滴的破碎最充分,之后又增大。综合考虑雾化效果,当喷雾角度为45°时,液滴的飞行距离最短为14.66 mm,索特平均直径最小,液滴的破碎效果也最好。     

钐铁合金熔体渗氮实验研究

采用静置渗氮与底吹氮气渗氮两种工艺对钐铁熔体进行渗氮,通过XRD、SEM、EDS等手段分别研究渗氮合金样品的物相、形貌及成分,对比了两种工艺的渗氮效果。结果表明,钐铁合金熔体静置渗氮过程中,表面易形成高熔点难熔物质氧化钐,由于氧化钐覆盖在钐铁合金表面阻碍了N原子向熔体内部扩散,静置渗氮法未能达到理想的渗氮效果;底吹氮气渗氮试样的Sm_2Fe_(17)相中存在N元素,同时Sm_2Fe_(17)相主峰向小角度方向发生偏移,表明N原子进入Sm_2Fe_(17)相中,且渗氮效果良好。     

转炉热态熔渣脱磷及循环利用生产实践

为去除转炉渣中的磷,实现转炉渣在转炉内的循环利用,从而达到降低冶炼成本的目的,针对顶底复吹转炉炼钢生产,结合气化脱磷热力学理论分析,研究了不同因素对脱磷率的影响。结果表明,在炼钢温度下用碳质脱磷剂还原炉渣中P2O5是可行的,选择碳质还原剂更合理。转炉熔渣脱磷率与熔渣温度、还原剂加入量、渣中FeO质量分数存在明显关系,3个参数的取值分别为1 660～1 670 ℃、150～200 kg和20%时,熔渣的脱磷率可以达到30%以上。生产实践表明,转炉熔渣的炉内循环利用可以降低石灰消耗3.29 kg/t、钢铁料消耗2.94 kg/t、炼钢成本5.48元/t。     

钢水中夹杂物与耐火材料的反应吸附行为

 连铸浇注过程中耐火材料壁面常出现夹杂物聚集、结瘤的问题,不仅降低连铸生产效率和耐火材料寿命,还影响铸坯质量。研究钢液中Al2O3夹杂物在MgO壁面结瘤过程,建立Al2O3夹杂物和MgO壁面的化学反应吸附模型。模型分析结果表明,耐火材料壁面粗糙度为3 μm,夹杂物与壁面接触时间为2×10－6 s,化学反应生成的MgAl2O4可以使半径小于42 μm的夹杂物颗粒吸附在壁面上;半径为5 μm的夹杂物颗粒受到的化学吸附力在5×10－6 s时间内由1.3×10－6增加到2.8×10－6 N;尺寸小于3 μm的夹杂物颗粒非常容易结合在一起,引发结瘤问题。模型的分析结果与实际生产结果相吻合,具有较好的适用性。     

唐钢降低转炉出钢温度的实践

结合唐钢第一炼钢厂的生产实际,提出了降低转炉出钢温度的具体技术措施。通过提高转炉操作水平,优化冶炼工艺;实施钢包准备系统的技术优化措施;改善连铸工艺;优化生产组织与调度系统,达到了降低转炉出钢温度的目的,并取得了显著的经济效益。     

石灰石造渣对转炉煤气CO含量影响研究

为研究石灰石造渣对转炉煤气成分及回收量的影响,在100 t转炉上进行了不同石灰石替代比下的造渣炼钢工业试验。研究结果表明：当铁水温度在1 350～1 650℃,石灰石分解产生的CO₂可作为弱氧化剂与铁水中元素反应生成CO,反应次序依次为[Si]、[Mn]、[C]、[Fe];通过工业试验证实,石灰石分解产生的CO₂确实可参与铁水氧化反应,随着石灰石替代比的增加,炉气中CO比例升高;通过理论估算,与石灰造渣工艺相比,石灰石造渣炼钢工艺的吨钢煤气回收量提高约16.12%,可见石灰石代替石灰造渣还可以增加转炉煤气回收水平。     

层状单金属异质结构钢的制备方法及研究现状

金属材料在提高强度的同时保持良好的塑性是一项重要的研究目标,但是传统方法往往需要大量添加合金元素或者采用复杂的工艺流程,这与资源节约和环境友好的要求相违背。为了解决这一问题,异质金属材料作为一种新型的高性能材料,凭借其内部的异质结构而具有异质形变诱导(HDI)强化机制,从而在不依靠合金元素的前提下实现高强度和高塑性的协调,因此近年来被广泛关注和研究。其中,层状异质材料以其独特的异质相层、异质片层和异质晶粒尺度层为特征,可以通过简单的热机械加工方法制备,具有工艺流程简单、应用潜力大等优势。综述了不同成分体系下层状单金属异质结构钢的制备方法、结构特征、组织演变规律和强韧化机制,并举例说明了不同类型异质结构对力学性能的影响,如强度、塑性、韧性等。分析了不同成分体系下层状单金属异质结构钢的热机械加工制备方法,并阐述了其内部异质结构的形成机理和影响因素。此外,还归纳了不同钢种的组织调控策略,如控制相组成、相比例、相形貌、相分布等,以实现层状单金属异质结构钢的优化设计。最后,指出了层状单金属异质结构钢面临的挑战和发展方向,如稳定性、可靠性、可加工性等,并展望了其在工业领域的应用前景。