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底吹氩钢包内废钢熔化行为的数值模拟

工程科学学报 2024年第5期46卷 822-834页

作者：张利超方庆周文浩王家辉余刚张华倪红卫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武汉430081 湖南华菱湘潭钢铁有限公司湘潭411101

以某厂70 t钢包为研究对象,采用数值模拟的方法对比了吹氩量对钢包内不同比表面积和预热温度的废钢熔化行为.结果表明:废钢熔化速度随着比表面积的增加而加快;底吹氩气可显著加速废钢熔化,但随着比表面积的增加吹气的促进效果逐步减弱.... 详细信息

以某厂70 t钢包为研究对象,采用数值模拟的方法对比了吹氩量对钢包内不同比表面积和预热温度的废钢熔化行为.结果表明:废钢熔化速度随着比表面积的增加而加快;底吹氩气可显著加速废钢熔化,但随着比表面积的增加吹气的促进效果逐步减弱.有底吹氩时,比表面积为120、130.22和160.81 m^(2)·m^(-3)的废钢中心温度上升速率相较于无底吹氩时分别提高了7.06、6.51和3.73 K·s^(-1),熔化速率分别增加了0.92、0.88和0.28 cm^(3)·s^(-1),熔化时间分别缩短了17、15和3 s.板形废钢初始温度由300升到1000 K时,其熔化速度由2.97提高到3.26 cm^(3)·s^(-1),熔化时间缩短了3 s.底吹氩流量显著影响废钢熔化速度,当氩气流量由100增至200 L·min^(-1)时,比表面积为120、130.22和160.81 m^(2)·m^(-3)的废钢熔化时间分别由44减小到35 s、42减小到34 s及34减小到31 s.

关键词：钢包废钢熔化底吹氩比表面积数值模拟

回火工艺对BJ890钢组织和力学性能的影响

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钢铁研究学报 2024年第1期36卷 95-107页

作者：杨睿杨忠民刘静于勇李昭东陈颖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 钢铁研究总院有限公司工程用钢研究院北京100081 黑龙江建龙钢铁有限公司黑龙江双鸭山155126

以BJ890臂架用无缝钢管为实验对象,利用光学显微镜、扫描电子显微镜,电子背散射衍射、透射电子显微镜、万能试验机以及冲击试验机等测试手段,研究了不同调质工艺对钢的微观组织与力学性能的影响规律。结果表明:随回火温度升高,钢中马氏... 详细信息

以BJ890臂架用无缝钢管为实验对象,利用光学显微镜、扫描电子显微镜,电子背散射衍射、透射电子显微镜、万能试验机以及冲击试验机等测试手段,研究了不同调质工艺对钢的微观组织与力学性能的影响规律。结果表明:随回火温度升高,钢中马氏体组织分解,碳化物析出,强度降低,韧性升高。BJ890钢的最佳调质工艺为920℃淬火+620℃回火。在620℃回火温度下,60min内晶粒尺寸基本不变;120min回火时,晶粒显著增大。随回火时间延长,碳化物析出长大,从“短棒状”逐渐转变为“球形”。同时钢强度降低,冲击韧性升高,但回火60min以上冲击韧性变化不明显。最佳热处理工艺为920℃+14min淬火,620℃+60min回火。钢材抗拉强度为1025MPa,屈服强度为983MPa,伸长率为19.56%,-20℃冲击功为110J,-40℃冲击功为69J,ETT韧脆转变温度为-30.1℃,AFTT韧脆转变温度为-43.4℃。

关键词： BJ890钢回火工艺渗碳体冲击韧性韧脆转变温度

Inconel X-750合金中γ′相的粒度分布

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金属热处理 2024年第1期49卷 69-75页

作者：罗磊王立民中国人民解放军海军装备部武汉地区军事代表局湖北武汉430064 钢铁研究总院有限公司特殊钢研究院北京100081

采用扫描电镜、X射线小角散射粒度分析仪结合析出相定量分析方法,对不同固溶冷却速度和不同时效温度下Inconel X-750合金中γ′相的粒度分布进行了研究。结果表明,Inconel X-750合金在1060℃×1 h固溶后采用水冷、油冷、空冷和炉冷时,... 详细信息

采用扫描电镜、X射线小角散射粒度分析仪结合析出相定量分析方法,对不同固溶冷却速度和不同时效温度下Inconel X-750合金中γ′相的粒度分布进行了研究。结果表明,Inconel X-750合金在1060℃×1 h固溶后采用水冷、油冷、空冷和炉冷时,由于水冷和油冷的冷速较快,抑制了合金中γ′相的析出,在随后的670℃×15 h时效后,γ′相粒子尺寸大部分集中在5~18 nm;而炉冷过程中合金析出二次γ′相,时效后,析出的γ′相几乎没有长大,新析出的三次γ′相粒子尺寸为1~5 nm,且炉冷后析出的γ′相由快速冷却后的球形向立方形转变。随着时效温度的升高,γ′相粒径逐渐长大,其平均粒径从690℃时效的11.5 nm长大到810℃时效的34.4 nm,且γ′相粒子长大符合Ostwald熟化机制。随着冷却速度的降低,尺寸在1~60 nm范围内的γ′相粒子质量分数逐渐增加是合金强度增加的主要原因;而随着冷却速度的降低,M_(23)C_(6)相在晶界处逐渐长大、粗化并连接成条状,导致合金的冲击性能下降。

关键词： Inconel X-750合金 γ′相粒度分布 Ostwald熟化机制

终轧温度与终冷温度对440 MPa级船体钢组织与性能的影响

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热加工工艺 2024年第12期53卷 100-106页

作者：何有洪杨成柴希阳师仲然罗小兵刘静武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点试验室湖北武汉430081 钢铁研究总院工程用钢研究所北京100081 鞍钢股份有限公司技术中心辽宁鞍山114009

围绕船体钢强度升级与高效焊接的需求,设计了低C-Nb-V复合微合金化钢,研究了不同终轧温度与不同终冷温度下440 MPa级船体钢的组织与力学性能。结果表明:在未再结晶区终轧,随着终轧温度的降低,钢的晶粒得到细化,临界区轧制使钢中大小角... 详细信息

围绕船体钢强度升级与高效焊接的需求,设计了低C-Nb-V复合微合金化钢,研究了不同终轧温度与不同终冷温度下440 MPa级船体钢的组织与力学性能。结果表明:在未再结晶区终轧,随着终轧温度的降低,钢的晶粒得到细化,临界区轧制使钢中大小角度晶界密度大幅提高,同时带状珠光体逐渐退化,组织由铁素体+珠光体逐渐演变为准多边形铁素体+少量珠光体,在力学性能上体现为强度逐渐提高而-40℃冲击功保持稳定。随着终冷温度的降低,晶粒细化不明显,但是钢中大、小角度晶界密度显著提高,钢的组织由铁素体+珠光体转变为准多边形铁素体+珠光体,再转变为贝氏体+针状铁素体,在力学性能上体现为强度与-40℃冲击功的一并提高。

关键词： 440 MPa船体钢终轧温度终冷温度

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热轧宽幅薄规格深冲搪瓷钢的开发

轧钢 2024年第4期41卷 44-50页

作者：蔡珍刘永前魏兵刘洋陈昊王辉宝山钢铁股份有限公司中央研究院上海201900 武汉钢铁有限公司技术中心湖北武汉430080 武汉钢铁有限公司热轧厂湖北武汉430080 武汉钢铁有限公司制造管理部湖北武汉430080

随着用户对搪瓷钢成形效率、加工成材率要求的进一步提高,对宽幅薄规格深冲搪瓷钢的需求日益增多,而采用传统热轧技术生产时存在氧化铁皮压入、甩尾、浪形、成形性能差等技术瓶颈,因此基于薄板坯连铸连轧产线开发了热轧酸洗宽幅薄规格... 详细信息

随着用户对搪瓷钢成形效率、加工成材率要求的进一步提高,对宽幅薄规格深冲搪瓷钢的需求日益增多,而采用传统热轧技术生产时存在氧化铁皮压入、甩尾、浪形、成形性能差等技术瓶颈,因此基于薄板坯连铸连轧产线开发了热轧酸洗宽幅薄规格深冲搪瓷钢。介绍了深冲搪瓷钢的化学成分设计、生产工艺、带钢表面质量和力学性能稳定性控制工艺。研究及生产实践表明:成品力学性能均匀,具有优异的成形性能、抗鳞爆性能和密着性能;带钢的屈服强度直接影响其深冲性能,钢中有效Ti含量、精轧压下分配和终轧温度会显著影响带钢的屈服强度,卷取温度对带钢屈服强度影响较小;深冲搪瓷钢的主要强化机理为固溶强化和细晶强化,析出强化作用较弱。基于薄板坯连铸连轧产线热轧酸洗宽幅薄规格深冲搪瓷钢的成功开发,实现了1.65 mm×1500 mm极限规格深冲搪瓷钢批量稳定供货超万吨,填补了市场空白。

关键词：宽幅薄规格深冲搪瓷钢抗鳞爆性能密着性能力学性能稳定性表面质量

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新一代六铝酸钙质浇注料的研制与应用

耐火材料 2024年第1期58卷 53-56页

作者：徐国涛王志强秦世民刘黎张洪雷张彦文周旺枝宝钢股份中央研究院(武汉) 湖北武汉430080 武汉钢铁集团耐火材料有限责任公司湖北武汉430083 武汉钢铁有限公司炼钢厂湖北武汉430081

针对钢包永久层用高铝质浇注料热导率较高、受温度影响大、厚度受容积限制的特点,以六铝酸钙骨料和细粉、Al_(2)O_(3)微粉为主要原料,以铝酸钙水泥为结合剂,研制了钢包永久层用六铝酸钙质浇注料。该浇注料在500、800、1000℃时的热导率... 详细信息

针对钢包永久层用高铝质浇注料热导率较高、受温度影响大、厚度受容积限制的特点,以六铝酸钙骨料和细粉、Al_(2)O_(3)微粉为主要原料,以铝酸钙水泥为结合剂,研制了钢包永久层用六铝酸钙质浇注料。该浇注料在500、800、1000℃时的热导率均在0.63 W·m^(-1)·K^(-1)左右,受温度变化影响小,隔热保温效果好;200 t钢包永久层采用六铝酸钙质浇注料配合绝热保温板使用后,钢包包壁外壳温度与原用高铝质浇注料永久层比较,温度平均降低30~50℃。预期通过骨料适度轻量化、减少用量及结构变化,可将六铝酸钙材料的成本降低20%~35%,同时钢水温降减少,可大幅降低钢厂的生产成本。

关键词：六铝酸钙隔热耐火材料浇注料钢包热导率

Ce对75Cr1钢洁净度、组织与耐点蚀性能的影响

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金属学报 2024年第9期60卷 1229-1238页

作者：孟泽李光强李腾飞郑庆曾斌刘昱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 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武汉430081 武汉科技大学钢铁冶金新工艺湖北省重点实验室武汉430081 涟源钢铁有限公司娄底417009

通过对不同Ce含量的75Cr1钢中夹杂物的特征分析,以及对显微组织演变的原位观察和电化学极化实验,研究了Ce处理对75Cr1钢的洁净度、组织与耐蚀性能的影响。结果表明:Ce能有效去除钢中的O、S等杂质元素,随着Ce含量的增加,75Cr1钢中典型夹... 详细信息

通过对不同Ce含量的75Cr1钢中夹杂物的特征分析,以及对显微组织演变的原位观察和电化学极化实验,研究了Ce处理对75Cr1钢的洁净度、组织与耐蚀性能的影响。结果表明:Ce能有效去除钢中的O、S等杂质元素,随着Ce含量的增加,75Cr1钢中典型夹杂物从初始的Ca-Mg-Al-O+MnS+CaS+TiN转变为Ce_(2)O_(2)S和Ce_(2)O_(2)S-CeAlO_(3)夹杂,而后转变为稀土硫化物夹杂;O、S含量降低到一定程度后,Ce与P和As等残余元素结合形成稀土磷化物和稀土砷化物夹杂;夹杂物的尺寸、数量呈现先减小后增加的趋势,形状从不规则形状转变为球状,当Ce过量时又转变为不规则形状。适量的Ce处理可以明显细化奥氏体晶粒并抑制其长大,还可以提高钢的耐蚀性能。添加质量分数为0.0195%Ce时,75Cr1钢的洁净度、组织细化和耐点蚀性能最佳。

关键词： Ce处理夹杂物特征 O含量 S含量细化晶粒耐点蚀性

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冷拔82B-V珠光体钢中碳化物演化行为

钢铁 2024年

作者：王志豪曹燕光杨庚蔚李昭东张开臣王进建武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室钢铁研究总院有限公司工程用钢研究院北京市建筑工程研究院有限责任公司

冷拔珠光体钢丝过程中显微组织和渗碳体的演化规律对成品钢丝的性能具有重要影响。采用SEM、TEM、物理化学相分析和原子探针层析技术(APT)等方法研究了82B-V珠光体盘条拉拔生产钢丝和钢绞线过程中的组织演变及碳化物演化行为。微观组织... 详细信息

冷拔珠光体钢丝过程中显微组织和渗碳体的演化规律对成品钢丝的性能具有重要影响。采用SEM、TEM、物理化学相分析和原子探针层析技术(APT)等方法研究了82B-V珠光体盘条拉拔生产钢丝和钢绞线过程中的组织演变及碳化物演化行为。微观组织分析结果表明，经冷拔后珠光体片层逐渐转向拉拔方向，且片层间距由140 nm减小至80 nm，表现出良好的变形能力；在拉拔过程中，钢丝中的铁素体内部生成了大量位错胞状结构，铁素体片层被位错壁隔断呈“竹节”状形貌，渗碳体发生转动，部分相邻的铁素体片层区域间的渗碳体相发生溶解消失。物理化学相分析结果表明，盘条拉拔成钢丝后合金渗碳体中的C元素扩散至铁素体内部，部分渗碳体发生溶解，渗碳体质量分数由7.99%降至6.67%；稳定化处理后的钢绞线中合金渗碳体质量分数略有回升，提高至7.00%；而APT的结果表明，与盘条相比，C原子在钢绞线渗碳体中的平均质量分数仅为13.5%，降低了7.5个百分点；Cr、Mn和V原子在钢绞线渗碳体中的平均质量分数分别为0.51%、1.59%和0.23%，分别降低了0.246、0.785和0.170个百分点，进一步证实了在大变形拉拔过程中合金渗碳体发生溶解，C、Cr、Mn和V扩散至铁素体中。通过拉伸试验和断口形貌分析可知，钢丝在拉伸过程无颈缩产生，断口呈射状及结晶状，存在贯穿整个截面的撕裂棱；而钢绞线产生了颈缩，断口呈灰色无光泽的纤维状，芯部撕裂棱较浅，结晶状形貌明显减少，表现出更优的综合力学性能，其抗拉强度和断面收缩率分别达2 045 MPa和35.2%。

关键词：珠光体钢丝拉拔微观组织合金渗碳体三维原子探针

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富氧燃烧技术在热风炉中的应用

冶金能源 2024年第5期43卷 3-7页

作者：张发辉杨智强杨琳李博思中冶南方武汉钢铁设计研究院有限公司

以某钢企新建2座高炉热风炉为研究对象,计算了富氧浓度对高炉煤气燃烧过程中实际空气量、产生烟气量及理论燃烧温度等参数的影响,并与掺烧转炉煤气效果进行比较。结合新建热风炉生产数据,对富氧燃烧效果进行了验证,富氧5.2%可以提高送... 详细信息

以某钢企新建2座高炉热风炉为研究对象,计算了富氧浓度对高炉煤气燃烧过程中实际空气量、产生烟气量及理论燃烧温度等参数的影响,并与掺烧转炉煤气效果进行比较。结合新建热风炉生产数据,对富氧燃烧效果进行了验证,富氧5.2%可以提高送风温度约59℃;富氧燃烧经济性优于掺烧转炉煤气,富氧燃烧成本较掺烧转炉煤气减少14%左右。

关键词：热风炉富氧燃烧转炉煤气