圆坯结晶器水口优化的模拟研究

以大圆坯结晶器为原型,采用数值模拟与物理模拟相结合的方法,分别研究了使用直通式水口和4孔旋转水口时该圆坯结晶器内钢液流场和温度场的分布情况,对比分析了2种水口的优劣。数值模拟和物理模拟结果表明,使用目前常用的直通型水口时钢水冲击深度大,易在弯月面处形成死区,不利于圆坯内部及表面质量的提高;4孔旋转水口比直通水口的钢液冲击深度浅,回旋区位置明显比直通水口更靠近自由液面,这将有利于夹杂物的上浮去除和热区中心的上移。温度场模拟结果显示,使用旋转水口时自由液面温度比直通型水口高14℃,更有利于结晶器内钢水过热耗散及保护渣的熔化,可防止液面结壳。     

某微细粒贫赤铁矿煤基直接还原试验研究

湖南某铁矿属微细粒贫赤铁矿, 粒度大部分仅为1～3 μm, 且赤铁矿与脉石嵌布关系复杂, 采用常规选矿工艺难以有效选别。对该矿石进行了煤基直接还原研究, 结果表明, 在还原温度1 200 ℃, 配碳比为2.0, 还原时间90 min的条件下, 可获得金属化率93.24%、还原率95.49%的直接还原铁产品。     

低温冶金技术理论和技术发展

低温冶金通过细化铁矿粉、并运用催化等手段来研究加快铁矿粉在较低反应温度下的还原速度的理论和方法,为开发低能耗、低碳排放、高效的非高炉炼铁新工艺提供理论基础。低温还原理论方面的研究成果,包括细微铁矿粉具有纳米晶粒、储能的铁矿粉能够提高还原气体的利用效率、细粒度改善反应效率、催化剂提高反应速度、改善低温冶金反应的传输条件、多级循环流化床的流化规律以及低温还原冶炼粒铁等理论。在低温还原冶金新技术方面包括改进的熔融还原炼铁工艺、优质海绵铁和粒铁的低温还原工艺。低温还原工艺有望实现节能、低碳、高效和低成本冶金,并能应用于低品位铁矿、含铁冶金渣、赤泥以及钒铁磁铁矿、钛精矿等的综合利用。     

圆坯结晶器应用电磁搅拌的物理模拟

 以某钢厂 500mm圆坯连铸结晶器为原型,建立了1∶1的物理模型,通过机械搅拌模拟结晶器电磁搅拌,分析研究了电磁搅拌对结晶器内钢液的流动、夹杂物去除率的影响。试验研究表明：电磁搅拌使结晶器内的钢液有一定的水平切向速度,使搅拌区钢水温度的分布更加均匀,有利于结晶器内保护渣的均匀熔化。电磁搅拌能够把水口冲击的轴向速度变为径向速度,从而大大降低流股的冲击深度,能有效地促进夹杂物的上浮和热区中心的上移。但并不是搅拌强度越大,夹杂物的去除率就越高,试验表明,在相同时间内,当搅拌强度为48r/min左右时,夹杂物的上浮率最高。     

淮钢方坯结晶器铜管温度的测定

通过分别在结晶器铜管内弧面、外弧面和侧面的不同位置埋设16支热电偶,并采用相应的测温软件,测定了不同拉速下铜管温度随浇注时间的变化关系,计算了不同高度上结晶器热流分布,分析了拉速对结晶器传热的影响。结果表明,开发的测温系统能够测量出铜管的温度场．结晶器热流与拉速之间没有明显的规律性变化。     

新一代钼冶金技术与新型炼钢钼产品开发

新一代钼冶金工艺是在高温真空条件下将钼精矿直接分解成新型炼钢钼产品和单质硫磺产品,省去了钼精矿氧化焙烧工序和钼铁冶炼工序,既显著改善了生态环境,又提高了钼资源综合利用效率。与钼铁质量相比,新型炼钢钼产品具有易溶解、有害杂质少、金属钼含量高,收得率高等特点,适宜作为钼铁的替代品。     

氢气还原1～3mm铁矿粉的动力学研究

在自制的kg级高温流化床中研究了氢气还原1～3 mm矿粉的动力学试验。随着时间的增加,气体利用率下降,表明还原前期反应速度快,后期反应慢;温度越高,气体利用率越高,但随着还原时间的增加,差距在逐步缩小;对于750℃,前20 min的气体利用率为9%,金属化率达到84%,说明氢气还原矿粉反应是非常迅速的。随着气速的增加,金属化率在增加,并且几乎成线性关系,因此使用氢气作为还原剂,可以允许更高的气速,从而提高设备的生产效率。随着料高的增加,金属化率不断下降,然而气体利用率却在不断升高。使用氢气作为还原剂,可以将还原温度降低到700～750℃,避免流化床过程中的粘结难题;试验中氢气还原1～3 mm铁矿粉时的表观活化能为58.4kJ/mol。     

弹簧钢轧制过程方坯凝固组织及偏析的遗传性研究

为了分析轧制过程方坯凝固组织及偏析的遗传性,以具有不同等轴晶率和偏析度的60Si2Mn方坯为试验对象,将断面为150 mm×150 mm的铸坯轧制成直径分别为75 mm和25 mm的2种棒材,检测了具有不同等轴晶率铸坯的偏析指数及钢材内部不同位置的力学性能。结果表明,在等轴晶率为42.7%~50.0%的范围内,铸坯距中心21.2 mm以外的偏心区域,碳的偏析指数并未随着等轴晶率的增加而提高;钢材的内部存在疏松和轻微偏析,且中心区域的力学性能相对更差,因此铸坯的中心偏析、疏松等缺陷会遗传至钢材;25 mm圆钢的力学性能及均匀性均优于75 mm圆钢,所以压下量的增加可减轻铸坯中心偏析的遗传性影响。     

碱渣用于复吹转炉炼钢的试验

对复吹转炉炼钢工艺中加入碱渣作为部分造渣剂和助熔剂进行了试验研究。结果表明:加入碱渣后,终点钢水中磷含量满足要求;前期渣半球点温度降低了35.7℃,硅酸二钙含量降低了20%,富氏体含量升高了12%;终渣中硅酸三钙含量升高了60%,铁酸钙含量降低了25%(体积分数),显微结构由粒状结构转为网络状结构。上述结果表明:加入碱渣作为部分助熔剂,能够满足冶炼过程中脱磷和造渣的工艺要求,降低了炼钢生产成本。     

煤基铁矿粉催化还原试验研究

通过煤粉还原铁矿粉试验,研究了反应罐工艺模式下催化剂对煤基铁矿还原反应的催化规律。试验结果表明:通过配加催化剂的方式可以显著加快铁矿还原反应速度,其中向煤粉中加入催化剂的催化效果要好于加入矿中;增加催化剂配加量、降低反应温度和减小煤粉粒度均有利于改善催化剂的催化效果,适宜的催化剂配加量应小于5%,考虑到布料操作和反应效率的影响,煤粉粒度和添加催化剂后的反应温度应控制在0.074～0.15mm和1050～1100℃;此外,煤种对催化剂的催化效果也有较大影响,煤粉的固定碳含量越高越有利于催化剂发挥显著的作用。