薄板坯连铸连轧流程生产取向硅钢技术分析

 介绍了国内外取向硅钢生产现状与流程技术发展趋势。从流程工序特点、热履历、抑制剂类型等方面进行对比,分析了薄板坯连铸连轧和传统板坯流程之间存在的差异性。在总结薄板坯连铸连轧生产取向硅钢技术优势的基础上,提出了该流程研究需要解决的技术难点。     

凝固组织对耐候钢中磷偏析的影响

进行了高温模拟实验,通过改变凝固速率和添加稀土元素来改变耐候钢的凝固组织,研究了枝晶大小以及等轴晶率的不同对耐候钢中磷元素宏观偏析的影响.结果表明,加快冷速、添加稀土元素可以明显细化晶粒,提高等轴晶率,从而显著减轻磷元素的宏观偏析.     

铁液洁净度对凝固热力学参数的影响

为了给高洁净钢连铸细晶技术提供相关理论依据，在高温钼丝炉中通过对电解纯铁加金属铝和硅脱氧，获得不同铁液洁净度的试样。利用差热分析法测定了试样在相同冷却速度下的过冷度。利用凝固过程热力学理论研究了铁液洁净度与过冷度、凝固热力学驱动力、形核功和临界晶核半径等的关系。结果表明：随着铁液洁净度的提高，铁液凝固时的过冷度增大，形核所需的凝固热力学驱动力变大，非均质形核功和临界晶核半径减小。     

焦炉煤气自重整炉气成分与温度变化规律研究

 通过CH4 H2 CO H2O CO2 O2煤气体系的热力学模拟计算,对焦炉煤气自重整技术进行了研究。结果表明：高温、高CH4含量以及低压有利于焦炉煤气自重整。在配氧量14％,反应温度850～900 ℃,体系压力为0.3 MPa的条件下,对焦炉煤气进行自重整,则还原气平衡态组分中的氢气的体积分数可由60.0％提高到71.5％,CO体积分数可由8.0％提高到23.1％;气体的还原势为97.2％,还原气体总量约增加33％。     

低温度梯度结晶器的传热分析及其工业应用试验

结晶器内钢液凝固前沿温度梯度的降低可以阻碍柱状晶的生长、促进柱状晶向等轴晶的转变和提高等轴晶率,从而有利于铸坯组织的均质化。基于上述原理,研究了可用于降低钢液凝固前沿温度梯度的带隔热镀层的新型结晶器的传热特性,并在方坯连铸机上进行了工业试验,分析了其对方坯凝固组织的影响。结果表明,低温度梯度结晶器可满足连铸生产要求;与传统结晶器相比,低温度梯度结晶器出口铸坯表面温度提高了108℃,相近拉速下该结晶器的平均热流密度相对更低,表明其减缓了钢液在凝固初期的传热,从而降低了凝固前沿的温度梯度;通过与低过热度、电磁搅拌技术相结合,低温度梯度结晶器生产的铸坯等轴晶率提高了8%～13%,中心偏析和缩孔严重程度明显降低。     

真空下钢液脱氮工艺研究

在４０ｋｇ真空感应炉上进行了真空下钢液脱氮工艺的实验研究。实验考察了真空下碳氧反应工艺、表面活性元素控制和脱氮渣系等因素对钢液脱氮动力学的影响。研究结果表明：（１）真空下强烈的碳氧反应能有效地脱除钢中的氮;（２）当钢中硫含量较低时,脱氮速率很快,随着硫含量的逐步增加,脱氮速率相应降低;（３）５０％ＳｉＯ２－４０％Ｂ２Ｏ３－１０％ＴｉＯ２渣系有明显的脱氮效果。     

氧化铁气基还原过程的气体氧化动力学

 为了研究氧化铁气基还原过程的气体氧化过程,给出了气基还原单个/单层氧化铁颗粒（球团）的气体利用率计算公式,并建立了氧化铁还原及还原气体氧化的耦合动力学模型。结合氢气还原单颗粒氧化铁以及氧化铁固定床、流化床还原试验得出,在还原分数较低时,气体利用率较高,但是随着还原分数的提高,气体利用率不断下降、还原时间明显延长。缩小颗粒粒度、提高反应速率常数（温度、优质还原剂、催化剂等）等措施有利于提高还原分数和气体利用率;单纯提高气体速度（增加气矿比）,有利于提高还原分数,但是使气体利用率降低。     

辉钼矿非氧化焙烧工艺的热力学分析

通过热力学研究了几种非氧化焙烧工艺处理辉钼矿的可行性工艺路线。采用高温真空分解法直接处理辉钼矿得到金属钼粉,可以直接用于炼钢,适宜的分解条件为:温度为1 700~1 900 K以及真空度小于100 Pa;气体产物硫可在392~490 K进行液化回收。选用氧化钙作固硫剂,碳作还原剂还原辉钼矿,可以得到Mo、Mo2C和CaS混合物,适宜的反应温度应控制在1 200 K以上。选用碳酸钠固硫剂,碳作还原剂还原辉钼矿,产物为Mo、Mo2C和Na2S,通过水洗可以得到纯度较高的钼粉,适宜反应温度应控制在900~1 100 K。     

氧化钼直接合金化冶炼316L不锈钢的理论分析及工业试验

 基于将氧化钼代替钼铁加入AOD炉中生产316L不锈钢的新思路,分析了AOD炉熔池中主要元素还原氧化钼的热力学和氧化钼还原机理并推导出其还原速率公式,讨论了AOD炉冶炼过程中氧化钼加入方式,介绍了将氧化钼置于AOD炉中冶炼316L不锈钢钢液的工业实践。结果表明：氧化钼在AOD中有很好的还原条件,在加入AOD炉后的半小时之内能够完全还原;氧化钼应该以复合球团（氧化钼、还原剂和抑制剂混合造球）的形式加入AOD炉中,保证冶炼正常进行的同时最大限度提高钼资源的利用效率。实际生产状况良好,达到了预期的效果。     

流化床中CO还原1～3 mm铁矿粉研究

在自制的公斤级高温流化床中研究了CO还原1～3 mm矿粉的还原行为。随着时间的增加,样品的还原率增加,气体利用率却在下降,说明还原前期反应速度快,后期反应慢;温度越高,样品的还原率越大,气体的利用率越高,但随着还原时间的增加,差距在逐步缩小。当还原温度为850℃时,前20 min的还原率为80%,气体利用率为8%左右,这说明高温下,CO还原1～3 mm铁矿粉的反应速度是很快的。温度越高,表观反应速率常数越大,而且增加的幅度也越来越大;随着气速的增加,铁矿粉的还原率增加,并且几乎成线性关系,表明高温下,使用CO气体作为还原剂时,可以允许更高的气速,从而可以提高设备的生产效率。随着料层高度的增加,金属化率与还原率不断下降,然而气体利用率却在不断升高。试验中CO还原1～3 mm铁矿粉时的表观活化能为59.11 kJ/mol。