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微量稀土元素对奥氏体不锈钢耐海水点蚀性能的影响

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钢铁研究学报 2024年第11期36卷 1471-1483页

作者：于盼盼王智慧程石黄磊黄学忠吴开明武汉科技大学国际钢铁研究院、高性能钢铁材料及应用省部共建协同创新中心湖北武汉430081 广西北港新材料有限公司广西特钢新材料重点实验室广西北海536000

采用电化学阻抗谱和动电位极化等方法研究了微量稀土元素对奥氏体不锈钢在质量分数为3.5%的NaCl溶液中耐点蚀性能的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线能谱(EDS)等技术对夹杂物形貌和成分组成进行了表征。未添加稀土的不锈... 详细信息

采用电化学阻抗谱和动电位极化等方法研究了微量稀土元素对奥氏体不锈钢在质量分数为3.5%的NaCl溶液中耐点蚀性能的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线能谱(EDS)等技术对夹杂物形貌和成分组成进行了表征。未添加稀土的不锈钢的夹杂物主要为(Al, Mg, Si)-O_x的复合夹杂物;添加质量分数为0.003 5%的微量稀土后夹杂物改性为含稀土类复合夹杂物。电化学测试结果表明,稀土微处理钢的点蚀电位增大,有助于提高材料的耐点蚀性;Mott-Schottky测量结果也表明,奥氏体不锈钢钝化膜致密性增强,载流子浓度下降,钝化膜呈n型半导体,耐蚀性增加。稀土微处理奥氏体不锈钢耐海水点蚀性能的提高主要是因为形成的稀土复合硫氧化物降低了夹杂物的腐蚀活性。

关键词：奥氏体不锈钢微量稀土耐点蚀性钝化膜夹杂物

CaO添加量对中频炉用铝镁质干式捣打料性能的影响

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耐火材料 2023年第4期57卷 347-350页

作者：胡燈张寒黄学忠刘红波赵惠忠武汉科技大学、省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室湖北武汉430081 广西北港新材料有限公司广西北海536000 山东圣川新材料科技股份有限公司山东淄博255000

为提高中频感应炉的使用寿命,以电熔刚玉、电熔镁砂为主要原料,CaO为烧结添加剂,采用捣打成型的方式制备了铝镁质干式捣打料。研究CaO添加量(加入质量分数分别为0、0.5%、1%、1.5%、2%)对铝镁质干式捣打料经1600℃热处理3 h后的物相组... 详细信息

为提高中频感应炉的使用寿命,以电熔刚玉、电熔镁砂为主要原料,CaO为烧结添加剂,采用捣打成型的方式制备了铝镁质干式捣打料。研究CaO添加量(加入质量分数分别为0、0.5%、1%、1.5%、2%)对铝镁质干式捣打料经1600℃热处理3 h后的物相组成、烧结性能及显微结构的影响。结果表明:适量的CaO能促进铝镁质干式捣打料的烧结,常温耐压强度得到了明显的改善,其原因在于CaO与Al_(2)O_(3)反应生成六铝酸钙(CA_(6)),CA_(6)穿插于刚玉相与尖晶石相之间,提高了捣打料的强度;当CaO添加量为1%(w)时,经1600℃热处理后的捣打料综合性能最好,其线膨胀率为1.38%,体积密度为2.86 g·cm^(-3),显气孔率为21.3%,常温耐压强度为15.2 MPa。

关键词：中频炉铝镁质干式捣打料烧结性能耐压强度

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AOD炉渣对镁钙质耐火材料的侵蚀机理

硅酸盐通报 2023年第4期42卷 1496-1505页

作者：王恭一赵惠忠黄日清张寒余俊李学臣武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室武汉430081 广西北港新材料有限公司北海536000 淄博市发展改革委淄博255000

采用静态坩埚法将AOD炉渣线区镁钙砖在1700℃空气气氛下高温热处理3 h后进行抗渣试验。结合XRD、SEM、EDS等测试手段,分析了AOD炉两个阶段炉渣对渣线区镁钙砖的侵蚀机理。结果表明:低碱度的氧化期炉渣对镁钙砖侵蚀明显,炉渣在表面张力... 详细信息

采用静态坩埚法将AOD炉渣线区镁钙砖在1700℃空气气氛下高温热处理3 h后进行抗渣试验。结合XRD、SEM、EDS等测试手段,分析了AOD炉两个阶段炉渣对渣线区镁钙砖的侵蚀机理。结果表明:低碱度的氧化期炉渣对镁钙砖侵蚀明显,炉渣在表面张力和毛细管力作用下,进入镁钙砖内部与CaO反应生成低熔点的铁酸二钙2CaO·Fe_(2)O_(3)(C_(2)F),促进砖中CaO溶解,破坏了原有的致密结构,使反应层结构变得疏松、易剥落;镁钙砖中方镁石晶簇吸收液态渣中的铁、铬、锰氧化物,并在其晶内和晶间形成复合尖晶石结构,从而提高镁钙砖表面渣的黏度,减缓渣的侵蚀;还原期炉渣碱度较高,对镁钙砖的侵蚀作用较弱,主要表现为SiO2向砖内侵蚀渗透,以及体积效应和温度梯度导致镁钙砖表面小尺寸方镁石晶簇向渣中剥落。

关键词： AOD炉镁钙砖侵蚀机理氧化期炉渣还原期炉渣方镁石晶簇铁酸二钙复合尖晶石

钙和稀土处理对304不锈钢中夹杂物特性的影响

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钢铁 2024年第11期59卷 65-78,164页

作者：杨裕忠张华刘成松王勇黄磊倪红卫武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学钢铁冶金及资源利用教育部重点实验室湖北武汉430081 广西北港新材料有限公司广西北海536000

304不锈钢常用硅铁合金进行脱氧,然而,这种硅铁合金通常含有一定量的铝,导致夹杂物中Al_(2)O_(3)含量增加,并促进尖晶石夹杂物的形成。实际工艺中,完成脱氧后常进行钙处理。因此,在进行稀土处理时需要考虑钙处理对稀土的影响。通过工业... 详细信息

304不锈钢常用硅铁合金进行脱氧,然而,这种硅铁合金通常含有一定量的铝,导致夹杂物中Al_(2)O_(3)含量增加,并促进尖晶石夹杂物的形成。实际工艺中,完成脱氧后常进行钙处理。因此,在进行稀土处理时需要考虑钙处理对稀土的影响。通过工业生产试验,采用系统取样、SEM-EDS检测、热力学计算等手段,研究了稀土处理、钙处理以及钙处理后再进行稀土处理工艺对304不锈钢夹杂物的影响规律和机理,并与未进行合金化的工艺进行了对比。通过热力学计算重点分析了不同钙含量对稀土夹杂物Ce_(2)O_(3)和Ce_(2)O_(2)S形成的影响。研究结果显示,在未进行钙和稀土处理的正常条件下、稀土处理条件下、钙处理条件下、钙处理后再进行稀土处理条件下,精炼后钢中典型夹杂物分别为Al_(2)O_(3)-SiO_(2)-MnO(+MnS)、(Ce, La)_(2)O_(2)S+(Ce, La)_(2)O_(3)-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)、Al_(2)O_(3)-SiO_(2)-CaO和(Ce, La)_(2)O_(2)S+(Ce, La)_(2)O_(3)-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)-CaO类夹杂物。连铸坯中典型夹杂物分别为Al_(2)O_(3)-SiO_(2)-CaO-MnO(+MnS)和MgO·Al_(2)O_(3)、(Ce, La)_(2)O_(2)S+(Al_(2)O_(3))-SiO_(2)-(Ce, La)_(2)O_(3)、Al_(2)O_(3)-SiO_(2)-CaO-MgO(+MnS)、(Ce, La)_(2)O_(2)S+Al_(2)O_(3)-SiO_(2)-CaO-MgO-(Ce, La)_(2)O_(3)类夹杂物。精炼后,稀土处理显著增加了夹杂物密度,对夹杂物平均尺寸影响较小,而钙处理后再进行稀土处理相比于单独钙处理,夹杂物密度略有增加,平均尺寸变化不明显,稀土处理后夹杂物的尺寸则很大程度上继承了母体夹杂物的尺寸。从精炼到连铸坯过程中,Heat 1、Heat 2、Heat 3、Heat 4夹杂物数量密度分别降低了53.8%、56.7%、52.0%和31.1%,夹杂物平均直径分别增长了29.3%、23.3%、56.1%、43.3%。此外,钙处理和稀土处理均能有效降低夹杂物中Al_(2)O_(3)的含量,防止MgO·Al_(2)O_(3)的生成。热力学计算结果表明,随着钙含量的增加,钢液中稀土夹杂物Ce_(2)O_(3)的形成受到抑制,而Ce_(2)O_(2)S的形成受到的影响不大。

关键词：钙处理夹杂物改性稀土处理 304不锈钢硅脱氧热力学计算

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AOD炉精炼不锈钢炉龄提升实践

特钢技术 2021年第2期27卷 53-56页

作者：周涛庞文坚广西北港新材料有限公司

炉龄是AOD炉精炼不锈钢中的一个重要经济技术指标,它直接关系炼钢厂的生产效益。目前某钢厂的AOD炉平均炉龄偏低,造成生产比较被动。为了提升AOD炉龄,某钢厂取其中一个炉龄最差的AOD炉座进行了炉龄提升实验。通过AOD冶炼优化等措施,该... 详细信息

炉龄是AOD炉精炼不锈钢中的一个重要经济技术指标,它直接关系炼钢厂的生产效益。目前某钢厂的AOD炉平均炉龄偏低,造成生产比较被动。为了提升AOD炉龄,某钢厂取其中一个炉龄最差的AOD炉座进行了炉龄提升实验。通过AOD冶炼优化等措施,该炉座由平均炉龄57炉提高到75炉,取得了较好的炉龄提升效果。

关键词： AOD 炉龄耐火材料效益

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分流制粒协同燃料分加强化红土镍矿烧结试验

钢铁 2022年第6期57卷 12-21页

作者：胡梦杰陈铁军潘料庭周仙霖黄学忠刘佳文武汉科技大学资源与环境工程学院湖北武汉430081 冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室湖北武汉430081 广西北港新材料有限公司技术研究院广西北海536000

在红土镍矿烧结生产中,为了实现资源综合利用,配料过程常常会加入烧结除尘灰、高炉重力灰、细粒返矿等物料;然而,该部分物料由于制粒性差,易对料层透气性和烧结性能产生不良影响。为了改善料层透气性,同时达到提高烧结性能的目的,对烧... 详细信息

在红土镍矿烧结生产中,为了实现资源综合利用,配料过程常常会加入烧结除尘灰、高炉重力灰、细粒返矿等物料;然而,该部分物料由于制粒性差,易对料层透气性和烧结性能产生不良影响。为了改善料层透气性,同时达到提高烧结性能的目的,对烧结除尘灰、高炉重力灰及细粒返矿等物料进行了分流制粒。另外,为防止制粒小球发生欠烧,对分流制粒物料进行了燃料分加。通过烧结杯试验,研究了分流制粒协同燃料分加对料层透气性及烧结性能的影响。通过X射线衍射和金相显微镜对烧结矿进行了工艺矿物学分析,揭示了强化红土镍矿烧结性能的相关机理。结果表明,与基准相比,分流制粒协同燃料分加30%时,混合料的平均粒度由4.18 mm提高到5.99 mm,料层透气性指数由0.233提高到0.482;同时,烧结性能大幅提高,烧结成品率由68.69%提高到79.37%,转鼓强度由51.73%提高到60.82%,垂直烧结速度由24.44 mm/min提高到33.48 mm/min,利用系数由0.77 t/(m^(2)·h)提高到0.99 t/(m^(2)·h),固体燃耗由147.10 kg/t下降到130.29 kg/t。工艺矿物学表明,与基准期相比,分流制粒烧结矿的孔洞和裂纹大量减少,微观结构更加致密;同时,烧结矿主要固相铁尖晶石与液相之间润湿程度提高,针状和交织状SFCA增多,因此烧结矿固结条件大幅改善。

关键词：烧结红土镍矿分流制粒透气性燃料分加

基于新型挡墙的吹氩中间包内流场及温度场优化

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钢铁研究学报 2024年第4期36卷 445-455页

作者：李米佳黄在京方庆周文浩王家辉张华武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室湖北武汉430081 广西北港新材料有限公司广西北海526017 湖南华菱湘潭钢铁有限公司湖南湘潭411101

提出了一种新型多孔挡墙-气幕挡墙组合的控流方法,以某厂单流板坯中间包为对象,对比分析了使用新型挡墙装置前后中间包内流场、温度场及RTD曲线,随后对新型挡墙的参数进行优化。结果表明,新型挡墙组合气幕挡墙的中间包内钢液流场、平均... 详细信息

提出了一种新型多孔挡墙-气幕挡墙组合的控流方法,以某厂单流板坯中间包为对象,对比分析了使用新型挡墙装置前后中间包内流场、温度场及RTD曲线,随后对新型挡墙的参数进行优化。结果表明,新型挡墙组合气幕挡墙的中间包内钢液流场、平均停留时间、死区体积及温度分布均较优于无挡墙、仅气幕和仅新型挡墙方案;新型双挡墙的导流孔半径60 mm相较于40、50和80 mm方案,钢液平均停留时间增加2.15~28.7 s,死区体积比减少0.4%~3.1%,进出口温差降低0.1~0.3 K,低温区体积减少0.07~0.75 m^(3),且挡墙间包底所受冲击较小;气幕挡墙距长水口840 mm相较于1040、1180、1320与1520 mm方案,钢液温度分布和包底所受冲刷差别较小,而平均停留时间增加6.57~25.39 s,死区体积比减少0.9%~3.2%。

关键词：中间包挡墙气幕挡墙 RTD曲线温度场

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AOD炉渣对MgO-C砖的侵蚀机理研究

硅酸盐通报 2023年第1期42卷 338-344页

作者：周婷余俊黄学忠赵惠忠谈利强刘丛平武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室武汉430081 广西北港新材料有限公司北海536000 浙江父子岭特种耐火有限公司湖州313100 浙江宏丰炉料有限公司湖州313100

不锈钢生产主要采用氩氧精炼(AOD)炉冶炼工艺,本文探究AOD炉渣对钢包内衬用MgO-C砖的侵蚀机理,为提高钢包内衬用MgO-C砖的使用性能和服役寿命提供理论支撑。结合FactSage6.2软件、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)和能量色散... 详细信息

不锈钢生产主要采用氩氧精炼(AOD)炉冶炼工艺,本文探究AOD炉渣对钢包内衬用MgO-C砖的侵蚀机理,为提高钢包内衬用MgO-C砖的使用性能和服役寿命提供理论支撑。结合FactSage6.2软件、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)和能量色散光谱(EDS)等测试手段分析炉渣侵蚀后MgO-C砖的物相变化、显微结构和化学成分变化。结果表明,随着侵蚀反应的进行,方镁石逐渐被熔蚀,且逐步出现Ca_(3)MgSi_(2)O_(8)等低熔点物相,以及MgAl_(2)O_(4)等高熔点物相。AOD炉渣通过基质部分侵蚀渗透MgO-C砖,并与方镁石反应生成Ca_(3)MgSi_(2)O_(8)等低熔点物相,熔蚀方镁石;同时,方镁石边界处生成MgAl_(2)O_(4),阻碍AOD炉渣对MgO-C砖的侵蚀渗透。

关键词： MgO-C砖 AOD炉渣侵蚀机理侵蚀 MgAl_(2)O_(4) Ca_(3)MgSi_(2)O_(8)

不锈钢冶炼用铁水包Al_(2)O_(3)-SiC-C内衬砖的性能与侵蚀机理

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硅酸盐通报 2023年第1期42卷 329-337页

作者：程艳俏赵惠忠潘料庭余俊谈利强刘丛平武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室武汉430081 广西北港新材料有限公司北海536000 浙江父子岭特种耐火有限公司湖州313100 浙江宏丰炉料有限公司湖州313100

铁水包内衬材料长期服役于间隔周期较长的高、低温交替环境,极易发生剥落与侵蚀损毁。为了探索影响铁水包内衬材料使用寿命的主要因素,对市面上四种铁水包Al_(2)O_(3)-SiC-C内衬砖的化学成分、物相组成、物理性能和微观结构进行了分析,... 详细信息

铁水包内衬材料长期服役于间隔周期较长的高、低温交替环境,极易发生剥落与侵蚀损毁。为了探索影响铁水包内衬材料使用寿命的主要因素,对市面上四种铁水包Al_(2)O_(3)-SiC-C内衬砖的化学成分、物相组成、物理性能和微观结构进行了分析,并以高炉渣为侵蚀介质,重点研究了不锈钢冶炼用铁水包Al_(2)O_(3)-SiC-C内衬砖的侵蚀机理。结果表明:铁水包Al_(2)O_(3)-SiC-C内衬砖中Al_(2)O_(3)含量越高,高温下制品的液相量越低,越有利于提高耐火砖的高温力学性能;随着含碳量的增加,铁水包Al_(2)O_(3)-SiC-C内衬砖的抗渣性得到明显改善,但抗氧化性及高温抗折强度呈下降趋势;高炉渣中CaO、MgO向耐火砖中渗透,与耐火砖中的Al_(2)O_(3)、SiO 2发生反应形成高熔点的镁铝尖晶石及低熔点的钙长石等,生成的低熔相会加剧耐火砖的侵蚀。

关键词：不锈钢冶炼铁水包 Al_(2)O_(3)-SiC-C内衬砖高炉渣抗渣性抗氧化性