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铁矿石氢还原行为研究

钢铁 2024年第9期 84-90页

作者：朱彤李建宝山钢铁股份有限公司中央研究院

为了实现钢铁行业的绿色低碳转型，中国宝武2021年发布碳中和技术路线图，将氢冶金作为6大技术方向、2条主要技术路径之一。结合传统氢冶金需要高品位铁矿石资源紧缺的现状，2023年，中国宝武提出了资源适应性更广的氢还原电熔炼工艺（H... 详细信息

为了实现钢铁行业的绿色低碳转型，中国宝武2021年发布碳中和技术路线图，将氢冶金作为6大技术方向、2条主要技术路径之一。结合传统氢冶金需要高品位铁矿石资源紧缺的现状，2023年，中国宝武提出了资源适应性更广的氢还原电熔炼工艺（HyRESP，即Hydrogen Reduction and Electric Smelting Process），在该工艺中，氢基竖炉是核心工艺之一。对比了高炉和直接还原用块矿、球团在富氢气氛下还原速度、低温还原粉化率等差异，结果表明，球团的还原速度和低温还原粉化指标均优于块矿，但不同品位球团指标差异较大。同时研究了球团在不同含氢气体下还原膨胀率的差异，结果表明，随着还原气中氢气比例的提高，球团还原膨胀率呈现降低的趋势，氢气体积分数由55%提高至100%时，P1球团还原膨胀率由16.05%降低至9.32%。结合上述5种炉料的氢还原性能，对比直接还原竖炉的相关标准，只有P3球团可100%使用，其余4种需要通过配矿、气体成分调整等才能满足竖炉要求。研究结果为湛江百万吨级氢基竖炉投产及生产调整提供了基础数据。

关键词：绿色低碳 HyRESP 氢基竖炉铁矿石氢还原

X射线荧光光谱法测定300系不锈钢中11种合金元素

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冶金分析 2024年第1期44卷 44-51页

作者：张祥缪乐德张毅宝山钢铁股份有限公司中央研究院上海201900

300系不锈钢为高Cr-Ni钢,合金元素间存在强烈的吸收增强效应,因此采用X射线荧光光谱法(XRF)分析300系不锈钢中的合金元素含量,必须校正样品中的基体效应。本实验采用XRF测定了15块300系不锈钢标准样品中的12种合金元素的X射线荧光强度,... 详细信息

300系不锈钢为高Cr-Ni钢,合金元素间存在强烈的吸收增强效应,因此采用X射线荧光光谱法(XRF)分析300系不锈钢中的合金元素含量,必须校正样品中的基体效应。本实验采用XRF测定了15块300系不锈钢标准样品中的12种合金元素的X射线荧光强度,并绘制校准曲线,采用了两种理论α系数法校正基体效应,分别为De Jongh方程和COLA方程,结果表明,COLA方程对Cr的校正效果要明显优于De Jongh方程,而含量范围相当的Ni未表现出明显差异,这可能是因为在300系不锈钢中Cr主要受到Fe和Ni的增强作用,相应的理论影响系数α_(Cr,Fe)、α_(Cr,Ni)值随Fe、Ni含量变化而发生较大变化,其相对标准偏差(RSD)分别为10.4%、12.0%,而COLA方程能够根据元素含量变化而调整理论α系数值,适用于元素含量0~100%(质量分数,下同)范围的校正。Ni主要受到Fe和Cr的吸收作用,计算出的理论影响系数α_(Ni,Fe)、α_(Ni,Cr)值变化很小,RSD分别仅为1.6%和1.7%,因此,采用固定的理论α系数法,即De Jongh方程也能得到良好的效果。此外,300系不锈钢中合金元素间存在较强的谱线重叠干扰,实验采用分辨率更高的LiF220晶体和狭缝0.15°,以减少谱线间的重叠干扰,通过进一步扫描发现,仅需对CrKβ_(1,3)对MnKα_(1,2)、MoL_(I)对PKα_(1,2)的重叠干扰校正,为此,采用基于浓度校正的经验系数法进行校正。按照实验方法对300系不锈钢样品平行测定11次,结果表明,当元素含量在0.1%以上时,测得结果的相对标准偏差(RSD)均小于1%;当元素含量小于0.1%时,相对标准偏差均小于10%。选取了3个未参与校准曲线绘制的不锈钢标准样品和2个生产样品,按照实验方法进行测定,测定结果分别与标准样品标准值或湿法测定值相一致。

关键词： 300系不锈钢 X射线荧光光谱法(XRF) 基体校正 COLA方程 De Jongh方程谱线重叠校正理论α系数法合金元素

不同热处理热轧搪瓷钢含钛析出相的定性定量分析

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冶金分析 2024年第3期44卷 1-7页

作者：缪乐德张毅王双成宝山钢铁股份有限公司中央研究院上海201900

热轧搪瓷用钢要求具备良好的抗鳞爆性能,要提高贮氢性能即增加氢陷阱,最有效的方法是增加钢中析出相的含量。为了对不同热处理的热轧搪瓷钢的析出相进行定量分析,本文采用电解提取方法将析出相从基体中分离,通过扫描电镜(SEM)和X射线衍... 详细信息

热轧搪瓷用钢要求具备良好的抗鳞爆性能,要提高贮氢性能即增加氢陷阱,最有效的方法是增加钢中析出相的含量。为了对不同热处理的热轧搪瓷钢的析出相进行定量分析,本文采用电解提取方法将析出相从基体中分离,通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)定性研究了提取后析出相的形貌以及结构的变化过程;并利用Rietveld全谱拟合法计算不同析出相的组成及含量。同时采用透射电镜(TEM)和三维原子探针(3DAP)对纳米级析出相进行了表征。最后,探讨了热轧搪瓷钢中析出相与贮氢性能的关系。结果表明,通过XRD检测,热轧搪瓷钢中的析出相主要为Ti_(2)CS、TiC_(0.95)和TiC_(0.3)N_(0.7);透射电镜显示150 nm以上粗大析出物含有硫,为碳硫化钛,100 nm左右的碳化钛,以及10 nm级的大量析出,且分布不均匀,3DAP确认其为碳化钛。850℃热处理的试样析出相的含量(质量分数,下同)最高,达到了0.39%,颗粒比表面积最大,氢穿透实验显示其平均穿透时间最长,有更高的贮氢性能。

关键词：热轧搪瓷钢析出相热处理电解定性定量分析

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板坯高拉速连铸结晶器冶金技术研究进展

钢铁 2024年

作者：兰鹏艾宏洲徐国栋王迎春于湛李权辉李明张立岗宝山钢铁股份有限公司北京科技大学冶金与生态工程学院昆明钢铁控股有限公司南京钢铁股份有限公司

高拉速是板坯连铸领域的研究热点，对连铸装备设计、生产工艺、产品质量、成本控制和节能降耗等均有直接影响。对比来看，中国常规板坯连铸高拉速指标和国外仍有一定的差距，但一些企业率先完成了拉速高于1.8 m/min的探索，一些铸机已... 详细信息

高拉速是板坯连铸领域的研究热点，对连铸装备设计、生产工艺、产品质量、成本控制和节能降耗等均有直接影响。对比来看，中国常规板坯连铸高拉速指标和国外仍有一定的差距，但一些企业率先完成了拉速高于1.8 m/min的探索，一些铸机已达到甚至超过了2.0 m/min先进水平。板坯高拉速连铸是一项系统工程，需要相关的配套技术才能实现高效、安全、稳定的生产，如浸入式水口结构和工艺参数、结晶器振动、保护渣、结晶器冷却、电磁控流和液位波动补偿等工作都有必要进行针对性的设计和优化。大量研究表面，结晶器内钢水的稳定流动和传热与坯壳均匀生长及其良好润滑是影响板坯高拉速连铸顺行和产品质量的关键因素。目前的技术水平下，板坯高拉速连铸主要集中在低碳钢和过包晶钢，而亚包晶钢和高碳钢拉速虽有提高，但仍与前者有一定差距。高拉速连铸因钢种、坯型、设备、操作和技术水平的差异而具有不同的定义，不同时代的高拉速水平也大有不同。高拉速结晶器冶金技术是板坯高效连铸的核心保障，相关内容和结论可为业内学者和技术人员开展高拉速连铸工作提供理论和技术参考。

关键词：高拉速板坯连铸水口振动保护渣均衡强冷电磁控流液位波动

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盐穴压缩空气储能库注采井筒体系优化设计

天然气工业 2024年第6期44卷 169-180页

作者：万继方纪文栋李景翠孙养清赵永安罗一峰吴启春中能建数字科技集团有限公司长江大学机械工程学院宝山钢铁股份有限公司百勤能源科技(广东)股份有限公司建湖县鸿达阀门管件有限公司

盐穴因其密封与稳定特性成为压缩空气储能库(以下简称储能库)首选,储能库可以实现大规模的清洁储能,能实现电力供需的“削峰填谷”,是实现“双碳”目标的重要方向之一。井口装置、注采管和封隔器组成的井筒体系是储能库与地面设备的连... 详细信息

盐穴因其密封与稳定特性成为压缩空气储能库(以下简称储能库)首选,储能库可以实现大规模的清洁储能,能实现电力供需的“削峰填谷”,是实现“双碳”目标的重要方向之一。井口装置、注采管和封隔器组成的井筒体系是储能库与地面设备的连接通道,然而受气体注采流量的限制和冲蚀作用的影响,现阶段的小通径井筒严重限制了压缩空气储能电站的装机规模。为优化储能库注采井筒体系,对大通径井口装置、耐腐蚀套管和大尺寸封隔器的设计与加工中存在的主要问题进行了分析,并结合工程实际提出了解决措施和合理化建议。研究结果表明:(1)井口装置设计需考虑到每层套管头座挂芯轴悬挂器台阶的承载强度,需要校核及验证悬挂器最小壁厚处的抗外挤强度、承受井下反压时顶丝的抗剪切强度等参数;(2)套管选材应充分考虑制造工艺及经济成本在盐穴压缩空气储能工况中的适用性,建议在易发生冲蚀处使用耐蚀合金纯管材,其余部位优选具有性价比的耐腐蚀套管;(3)大尺寸封隔器建议整体采用芯轴设计,胶筒选用氢化丁腈橡胶或四丙氟橡胶等材质,卡瓦建议采用笼式桶状。结论认为,提出的注采井筒体系设计优化措施,能够为该类型储能项目的大尺寸井筒注采体系设计与优化提供方法和思路。

关键词：盐穴 CAES 井口装置套管封隔器大尺寸注采优化设计

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电弧炉炼钢动态模型的建立与评价

炼钢 2024年

作者：田博涵陈兆平宝山钢铁股份有限公司中央研究院

建立数学模型预测电弧炉生产状况与工艺参数以指导其实际生产具有重要的实际意义。基于能量利用效率与冶金反应原理建立了电弧炉炼钢动态模型，包括竞争氧化、能量输入、废钢熔炼和熔池升温、温度求解四个模块，模拟电弧炉炼钢过程。将... 详细信息

建立数学模型预测电弧炉生产状况与工艺参数以指导其实际生产具有重要的实际意义。基于能量利用效率与冶金反应原理建立了电弧炉炼钢动态模型，包括竞争氧化、能量输入、废钢熔炼和熔池升温、温度求解四个模块，模拟电弧炉炼钢过程。将某钢铁厂电弧炉的典型生产参数及文献中报道的冶炼参数，代入该模型计算验证。结果表明，预测温度和测量温度的误差为-7℃，预测C、Si、Mn和P的质量分数误差分别为0.017%、-0.001%、0.037%和-0.000 5%，其中，展现了电弧炉冶炼终点的“回磷”现象，并论证了留钢操作对电弧炉冶炼的益处。针对实际生产过程多炉次的模拟结果也展示出比较良好的预测结果，证实模型具有良好的可推广性。模型的开发为帮助优化过程、设计操作实践以提高电弧炉的性能和竞争力提供了必要的工具。

关键词：电弧炉动态模型能量效率竞争性氧化

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钢管水压试验机增压异常分析及处理

液压与气动 2024年第3期48卷 132-140页

作者：徐根涛黄杰李蒙宝山钢铁股份有限公司钢管条钢事业部上海201900

介绍了某钢管水压试验机增压过程以及增压时的压力平衡系统组成、控制原理及使用验证。重点介绍了该水压机主要设备结构,在使用过程中出现的增压、压力平衡典型故障,包括增压插装单向阀磨损产生的故障、水压压力参数设定产生的故障、液... 详细信息

介绍了某钢管水压试验机增压过程以及增压时的压力平衡系统组成、控制原理及使用验证。重点介绍了该水压机主要设备结构,在使用过程中出现的增压、压力平衡典型故障,包括增压插装单向阀磨损产生的故障、水压压力参数设定产生的故障、液压比例阀异常引起的故障、电气控制器接触不良产生的故障等。依据设备原理、监控程序及波形图对上述故障现象进行分析,找到了故障的根本原因,并有针对性地提出了优化改进措施,减少了故障时间,保障产线的顺行。

关键词：水压机增压压力平衡故障波形图优化及改进

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TC4钛合金热轧过程中组织演变和性能控制机理研究及展望

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塑性工程学报 2024年第9期31卷 1-22页

作者：王美晨储双杰梁高飞张启飞赵海燕毛博上海交通大学材料科学与工程学院上海200240 宝山钢铁股份有限公司上海201900 宝武特种冶金有限公司上海200940

以TC4钛合金为研究对象,首先基于轧件特点,将TC4钛合金产品分为板带箔材和管棒材,归纳了这些产品常见的加工技术;综合评述了晶粒细化、织构演变和相组分再分配等行为对TC4钛合金微观组织的影响;通过总结不同的热轧温度及变形量等轧制工... 详细信息

以TC4钛合金为研究对象,首先基于轧件特点,将TC4钛合金产品分为板带箔材和管棒材,归纳了这些产品常见的加工技术;综合评述了晶粒细化、织构演变和相组分再分配等行为对TC4钛合金微观组织的影响;通过总结不同的热轧温度及变形量等轧制工艺对TC4钛合金组织的影响,评估了性能、组织匹配性较好的相关参数;围绕TC4钛合金板材在热轧过程中出现的轧制变形不均匀、裂纹和塑性流动失稳等缺陷,阐述了这些缺陷的形成机理;考虑到数值模拟在钛合金热加工成形时的重要作用,分析了TC4钛合金不同尺度下数值模拟特点;展望了TC4钛合金热轧工艺及技术的发展方向。

关键词： TC4钛合金热轧组织演变工艺参数缺陷数值模拟

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添加热压铁块对宝钢2号高炉生产的影响

炼铁 2024年第2期43卷 1-5页

作者：刘天昊尹振兴宝山钢铁股份有限公司炼铁厂上海年200941

为了探索减少高炉碳排放的新途径,在宝钢2号高炉进行了添加热压铁块工业试验。从炉况顺行、煤气流、透气性、煤气发生量、热制度、渣比、日产量、CO_(2)排放量等方面,阐述了添加热压铁块对2号高炉生产的影响。热压铁块比加到60kg/t后的... 详细信息

为了探索减少高炉碳排放的新途径,在宝钢2号高炉进行了添加热压铁块工业试验。从炉况顺行、煤气流、透气性、煤气发生量、热制度、渣比、日产量、CO_(2)排放量等方面,阐述了添加热压铁块对2号高炉生产的影响。热压铁块比加到60kg/t后的结果表明:①随着热压铁块比的提升,炉况顺行得到改善,入炉品位提高,燃料比大幅降低,产量提升,取得了明显的增产降耗效果;②焦比由基准期的415kg/t降至353kg/t,燃料比从514kg/t降至最低488kg/t;③富氧率提升至4.255%,利用系数达到2.181t/(m^(3)·d),日产量较基准期提高5.9%。

关键词：大型高炉热压铁块燃料比日产量 CO_(2)排放量