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多工艺协同降低烧结机工序能耗生产实践

烧结球团 2021年第1期46卷 55-59,75页

作者：李国良李乾坤周晓冬李秭城裴元东中天钢铁集团有限公司第二烧结厂江苏常州213000

针对烧结工序能耗高,而一种工艺的改善或新工艺的推出对其工序能耗的降低有限的现状,本文从低水低碳厚料层烧结、低热值煤气低负压点火、料面喷吹天然气等多工艺协同处理出发,结合漏风治理、增设边缘压料装置优化烧结料面布料等生产控... 详细信息

针对烧结工序能耗高,而一种工艺的改善或新工艺的推出对其工序能耗的降低有限的现状,本文从低水低碳厚料层烧结、低热值煤气低负压点火、料面喷吹天然气等多工艺协同处理出发,结合漏风治理、增设边缘压料装置优化烧结料面布料等生产控制措施,在改善烧结矿产、质量的同时,取得了降低工序能耗的良好效果,使其由53.66 kg_(标煤)/t-s逐步降低到46.32 kg_(标煤)/t-s。

关键词：协同工序能耗厚料层低负压天然气喷吹

高品质轴承钢BOF-LF-RH-CC和EAF-LF-VD-CC工艺夹杂物演变规律

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炼钢 2020年第2期36卷 76-80页

作者：屈志东谢有孟晓玲徐建飞王昆鹏中天钢铁集团有限公司技术中心江苏常州213100

以某公司两种不同轴承钢生产工艺为例,对BOF-LF-RH-CC和EAF-LF-VD-CC工艺生产的轴承钢中夹杂物进行了对比分析。初炼炉的出钢碳含量会对LF精炼前期夹杂物的数量以及成分产生影响,BOF出钢w(C)=0.07%的炉次,LF精炼初期夹杂物数量为5.04个/... 详细信息

以某公司两种不同轴承钢生产工艺为例,对BOF-LF-RH-CC和EAF-LF-VD-CC工艺生产的轴承钢中夹杂物进行了对比分析。初炼炉的出钢碳含量会对LF精炼前期夹杂物的数量以及成分产生影响,BOF出钢w(C)=0.07%的炉次,LF精炼初期夹杂物数量为5.04个/mm2且主要为Al2O3夹杂物;EAF出钢w(C)=0.58%的炉次,LF精炼初期夹杂物数量为2.49个/mm2且主要为MgO·Al2O3夹杂物,但在LF精炼结束时出钢碳含量对夹杂物数量的影响较小。LF精炼炉渣中CaO活度会对夹杂物中CaO的含量产生影响,BOF-LF-RH-CC工艺LF精炼渣CaO活度为0.632,对应的精炼结束时夹杂物中w(CaO)=5%;EAF-LF-VD-CC工艺LF精炼渣CaO活度为0.965,对应的精炼结束时夹杂物中w(CaO)=18%。对比分析过RH、VD后轴承钢夹杂物的成分和数量变化情况,发现经RH处理后MgO·Al2O3类高熔点夹杂物数量由1.02个/mm2降低至0.01个/mm2;经VD处理后MgO·Al2O3类高熔点夹杂物数量由0.18个/mm2降低至0.01个/mm2,夹杂物主要为低熔点的CaO-Al2O3。但从CaO-Al2O3-MgO类夹杂物总数量分析上发现RH处理后夹杂物数量急剧降低,而经VD处理后夹杂物数量并没有较大下降,认为VD过程MgO·Al2O3夹杂物的减少是由于VD过程剧烈钢渣混冲导致炉渣对MgO·Al2O3变相"钙处理"的结果。

关键词：轴承钢夹杂物 RH VD

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中天钢铁7号高炉冷却壁8年零破损生产实践

炼铁 2020年第6期39卷 26-30页

作者：孔亚东毛东辉陶善胜郑平郑伟中天钢铁集团有限公司江苏省常州市213100 中天钢铁集团有限公司第三炼铁厂江苏省常州市213100

中天钢铁7号高炉投产后已连续生产8年,其间无异常炉况发生,无一块冷却壁破损,单位炉容产铁量突破1.06万t/m^3,已进入长寿高炉行列。从主要设计特点、生产概况及主要操作制度等方面,对7号高炉8年的生产实践进行了总结。认为,要达到高炉... 详细信息

中天钢铁7号高炉投产后已连续生产8年,其间无异常炉况发生,无一块冷却壁破损,单位炉容产铁量突破1.06万t/m^3,已进入长寿高炉行列。从主要设计特点、生产概况及主要操作制度等方面,对7号高炉8年的生产实践进行了总结。认为,要达到高炉长寿的目的,应从最初的精心设计、合理选材,严把施工质量,稳定操作参数,加强细节控制等全方面着手;在炉役后期,高炉抵抗原燃料理化性能波动的能力有所下降,此时应依据入炉原燃料的理化性能,选择适宜的操作制度,维持合理的冶炼强度,有效保证炉况的稳定顺行。

关键词：高炉冷却壁破损长寿操作制度

PMO对GCr15轴承钢矩形坯心部微观组织及元素分布的影响

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铸造 2022年第2期71卷 164-170页

作者：刘海宁李辉成李涛徐旋旋陈廷军徐智帅上海大学先进凝固技术中心上海200444 常州中天钢铁集团有限公司江苏常州213011

为了改善220 mm×260 mm矩形GCr15轴承钢铸坯心部组织,提高元素分布均匀性,以稳定轴承产品质量,在凝固过程中利用脉冲磁致振荡(简称PMO)技术对铸坯进行处理。取样检测结果表明,相比未经过PMO技术处理的铸坯(对比坯),PMO处理坯的中心缩... 详细信息

为了改善220 mm×260 mm矩形GCr15轴承钢铸坯心部组织,提高元素分布均匀性,以稳定轴承产品质量,在凝固过程中利用脉冲磁致振荡(简称PMO)技术对铸坯进行处理。取样检测结果表明,相比未经过PMO技术处理的铸坯(对比坯),PMO处理坯的中心缩孔明显减小,凝固组织的初生相占比波动显著降低,C、Cr、Mn、Si元素含量的分布更加均匀。

关键词： PMO GCr15轴承钢凝固组织元素分布

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超深拉拔类线材夹杂物及断口分析

钢铁 2022年第2期57卷 101-108页

作者：王昆鹏王郢廖家明徐建飞姜敏王新华中天钢铁集团有限公司技术中心江苏常州213011 中天特钢有限公司江苏常州213011 北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083

针对超深拉拔类线材(钢帘线、切割钢丝和金刚线母线等用钢)的夹杂物控制,选取3种不同控制思路的超深拉拔用钢,即夹杂物低熔点化、夹杂物玻璃化和夹杂物低弹性模量化,借助扫描电镜研究了SiO_(2)、SiO_(2)-Al_(2)O_(3)-MnO、SiO_(2)-CaO-A... 详细信息

针对超深拉拔类线材(钢帘线、切割钢丝和金刚线母线等用钢)的夹杂物控制,选取3种不同控制思路的超深拉拔用钢,即夹杂物低熔点化、夹杂物玻璃化和夹杂物低弹性模量化,借助扫描电镜研究了SiO_(2)、SiO_(2)-Al_(2)O_(3)-MnO、SiO_(2)-CaO-Al_(2)O_(3)-(MgO)和SiO_(2)-CaO-MgO-(Al_(2)O_(3))4类典型氧化物夹杂在热轧和拉拔过程的塑性变形和破碎状态,并统计归纳了数千支帘线钢捻制断口、切割钢丝和金刚线母线湿拉断口夹杂物一般特征。结果表明,结晶态的SiO_(2)夹杂在热轧过程不变形,玻璃态的SiO_(2)夹杂热轧过程可塑性变形,两者在拉拔过程均可破碎。低熔点的SiO_(2)-CaO-Al_(2)O_(3)-(MgO)夹杂热轧过程可塑性变形,拉拔过程可破碎。低弹性模量的SiO_(2)-Al_(2)O_(3)-MnO和SiO_(2)-CaO-MgO-(Al_(2)O_(3))热轧过程变形不充分,但拉拔过程可破碎。长期大量的断口统计分析表明,引起超深拉拔线材断丝的夹杂主要为Al-Mg-(Mn)-O尖晶石质(占比38.2%)、Al-O刚玉质(占比32.0%)、Al-Si-O莫来石质(占比21.9%)及少量Mg-Si-(Mn)-O橄榄石质(占比6.3%)和极少数的Zr-O质夹杂(占比1.6%)。断口夹杂物具有高熔点且高弹性模量的特征,这些夹杂物的来源多与精炼或连铸耐火材料相关,断口上未发现低熔点低弹性模量或高熔点低弹性模量的夹杂。内生夹杂物"玻璃化"和外来夹杂物"低弹性模量化"是超深拉拔类线材氧化物夹杂控制的方向。

关键词：夹杂物热轧拉拔断口塑性破碎

RH真空处理对高碳铬轴承钢尖晶石夹杂物的影响

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钢铁 2023年第1期58卷 108-115页

作者：王昆鹏王郢谢伟徐建飞陈廷军姜敏中天特钢有限公司炼钢厂江苏常州213011 中天特钢有限公司江苏常州213011 中天钢铁集团有限公司技术中心江苏常州213011 北京科技大学冶金生态工程学院北京100083

钢中尖晶石夹杂物不仅会恶化钢的可浇性,还可能导致成品出现宏观夹杂物,RH真空处理是去除钢中夹杂物的重要环节。对RH真空处理过程高碳铬轴承钢夹杂物数量、成分和类型变化开展研究,通过热力学计算讨论了真空压力对高碳铬轴承钢尖晶石... 详细信息

钢中尖晶石夹杂物不仅会恶化钢的可浇性,还可能导致成品出现宏观夹杂物,RH真空处理是去除钢中夹杂物的重要环节。对RH真空处理过程高碳铬轴承钢夹杂物数量、成分和类型变化开展研究,通过热力学计算讨论了真空压力对高碳铬轴承钢尖晶石夹杂物稳定性的影响。试验结果表明,当真空压力为30 Pa时,真空处理10 min,钢液循环总量达200~400 t,尖晶石夹杂物全部消失。真空处理15 min,夹杂物总数大幅降低,由480个/(200 mm^(2))降至97个/(200 mm^(2)),夹杂物总数减少80%。真空处理后,钢中液态夹杂物数量增加且夹杂物呈高度液态化,与真空处理前相比,液态夹杂物的数量由44个/(200 mm^(2))增至71个/(200 mm^(2)),增加61%,液态夹杂物占比由9%增至73%。尖晶石夹杂物全程为单一颗粒状,未发现其碰撞、聚集现象。热力学计算表明,真空条件下,高碳铬轴承钢中尖晶石夹杂物可被钢中碳还原分解,温度为1600℃时,临界分解压力为16000~22000 Pa,真空度越高,越有利于尖晶石夹杂物的还原分解。真空压力为4900 Pa时,真空处理7~14 min,钢液循环总量达511~1022 t,尖晶石夹杂物即完全消失;真空度为20400 Pa时,即便延长处理时间至40 min,将钢液循环总量增至2360 t,尖晶石夹杂物仍存在。与夹杂物被“物理去除”的观点相比,真空条件下,尖晶石夹杂物被钢中碳还原分解能更好地解释真空过程尖晶石夹杂物的变化特征。

关键词：轴承钢 RH真空处理尖晶石夹杂物压力热力学

20CrMnTi齿轮钢棒材控轧控冷工艺的优化

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机械工程材料 2020年第8期44卷 69-73页

作者：高宇波徐乐钱孟晓玲中天钢铁集团有限公司技术中心常州213000

对采用实际控轧控冷工艺生产的20CrMnTi齿轮钢棒材不同位置的组织与硬度进行研究;对该棒材的控轧控冷过程进行有限元模拟,得到轧制及冷却过程中棒材温度与等效应变分布,提出控轧控冷工艺优化措施,并进行了试验验证。结果表明:在实际控... 详细信息

对采用实际控轧控冷工艺生产的20CrMnTi齿轮钢棒材不同位置的组织与硬度进行研究;对该棒材的控轧控冷过程进行有限元模拟,得到轧制及冷却过程中棒材温度与等效应变分布,提出控轧控冷工艺优化措施,并进行了试验验证。结果表明:在实际控轧控冷工艺下,棒材表面与1/2半径处的显微组织均为铁素体与珠光体,心部组织为铁素体、珠光体及大量贝氏体,心部硬度明显高于其他部位的;棒材在控轧控冷过程中的变形主要发生在表面及1/2半径处,且随着距表面距离的增加,等效应变减小;棒材心部的温度最高,1/2半径处和表面的温度依次降低,且随着轧制过程的进行,心部温度升高;棒材表面的控轧效果最好,1/2半径处的次之,心部的最差;将终轧温度由880℃降低至840℃控轧控冷后,棒材不同部位的组织均由铁素体与珠光体组成,表面、1/2半径处与心部的平均硬度分别为182,188,190HBW,组织和硬度的不均匀性得到有效改善。

关键词：齿轮钢有限元模拟显微组织硬度控轧控冷

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轴承钢二次精炼过程夹杂物演变规律

钢铁 2022年第6期57卷 42-49页

作者：王昆鹏王郢徐建飞陈廷军谢伟姜敏中天钢铁集团有限公司技术中心江苏常州213011 中天特钢有限公司江苏常州213011 北京科技大学冶金生态工程学院北京100083

研究了轴承钢LF精炼和RH真空处理过程各类夹杂物的成分、种类和数量变化,并结合热力学模拟计算了夹杂物与钢液的界面参数,并对试验结果进行分析讨论。夹杂物分析结果表明,精炼25min后,脱氧产物Al_(2)O_(3)消失,钢中夹杂物以纯尖晶石、... 详细信息

研究了轴承钢LF精炼和RH真空处理过程各类夹杂物的成分、种类和数量变化,并结合热力学模拟计算了夹杂物与钢液的界面参数,并对试验结果进行分析讨论。夹杂物分析结果表明,精炼25min后,脱氧产物Al_(2)O_(3)消失,钢中夹杂物以纯尖晶石、含少量CaO的尖晶石、CaO·2Al_(2)O_(3)和CaO·Al_(2)O_(3)为主。继续精炼65min至LF精炼结束,钢中夹杂物仍以纯尖晶石、含少量CaO的尖晶石、CaO·2Al_(2)O_(3)和CaO·Al_(2)O_(3)为主。RH真空处理25 min后,钢中夹杂物总数量较LF精炼结束降低75%,其中,纯尖晶石和含少量CaO的尖晶石去除率分别为99.5%和93.2%,CaO·2Al_(2)O_(3)去除率为67%。RH破空后钢中夹杂物以液态钙铝酸盐CaO·Al_(2)O_(3)和12CaO·7Al_(2)O_(3)为主。精炼过程尖晶石类夹杂物尺寸集中在10μm以下,尺寸大于20μm夹杂物主要为处于液相区的钙铝酸盐,这些钙铝酸盐在LF精炼前期就已经存在。与钢水接触角大于90°的固态夹杂物纯尖晶石、含少量CaO的尖晶石和CaO·2Al_(2)O_(3)在RH真空处理过程容易去除,与钢水接触角小于90°的液态夹杂物CaO·Al_(2)O_(3)和12CaO·7Al_(2)O_(3)不易去除。因此,将LF精炼结束的夹杂物控制为固态夹杂物有利于RH真空处理过程夹杂物的高效去除。热力学计算结果表明,当钢中w(T[O])为0.0010%、w([Mg])大于0.00018%时,脱氧产物Al_(2)O_(3)热力学上就不能稳定存在。铝脱氧、高碱度渣精炼条件下很难稳定地获得固态Al_(2)O_(3)夹杂物。为获得完全固态尖晶石或高熔点钙铝酸盐夹杂物,钢中w([Ca])需控制在0.0001%以内。钢中w([Ca])大于0.0002%,就具备生成液态夹杂物的热力学条件。

关键词：轴承钢精炼真空处理固态夹杂物接触角热力学去除率

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高疲劳寿命轴承钢洁净度现状及研究进展

工程科学学报 2021年第3期43卷 299-310页

作者：顾超王仲亮肖微王敏刘宇黄永生包燕平北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室北京100083 中天钢铁集团有限公司江苏213011

对比了国内外高疲劳寿命轴承钢主要杂质元素、主要夹杂物特征等冶金性能的差异,并对比了不同冶金质量下,轴承钢的疲劳性能及诱发疲劳断裂的因素,总结了国产轴承钢洁净度现状及与国外优质轴承钢的差距.在此基础上,围绕高疲劳寿命轴承钢,... 详细信息

对比了国内外高疲劳寿命轴承钢主要杂质元素、主要夹杂物特征等冶金性能的差异,并对比了不同冶金质量下,轴承钢的疲劳性能及诱发疲劳断裂的因素,总结了国产轴承钢洁净度现状及与国外优质轴承钢的差距.在此基础上,围绕高疲劳寿命轴承钢,以进一步提高国产轴承钢质量为目的,分析梳理了国产轴承钢冶炼技术及夹杂物控制方法的发展轨迹,探讨了国产轴承钢进一步提高疲劳寿命及质量的发展方向.

关键词：轴承钢夹杂物疲劳性能洁净度脱氧方式