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厚规格热轧带钢卷取温度控制精度研究

轧钢 2024年第3期 107-112页

作者：霍建生秦红波郑立康吴玉霄张欣觌唐山钢铁集团有限责任公司唐山惠唐物联科技有限责任公司

在带钢热连轧生产过程中，卷取温度是非常关键的过程控制指标之一，其控制精度直接影响热轧带卷组织均匀性与力学性能稳定性。为了解决厚规格带钢卷取温度命中率控制精度偏低的问题，将轧后换热方式、终轧温度控制模型与生产大数据有机... 详细信息

在带钢热连轧生产过程中，卷取温度是非常关键的过程控制指标之一，其控制精度直接影响热轧带卷组织均匀性与力学性能稳定性。为了解决厚规格带钢卷取温度命中率控制精度偏低的问题，将轧后换热方式、终轧温度控制模型与生产大数据有机结合并进行系统性分析。结果表明：穿带速度设定与干头模式下的超快冷压力控制是厚规格带钢卷取温度超差的主要影响因素。为此，优化了精轧入口温度采集方法以提高穿带速度设定准确性，同时开发了干头模式下的超快冷压力控制程序，提高了超快冷流量控制精度，进而提高了卷取温度控制精度。通过以上优化措施，厚规格(厚度h>13 mm)带钢卷取温度命中率提升了7.24%,取得了较好的效果。

关键词：卷取温度厚规格热轧带钢精轧入口温度穿带速度干头控制模式超快冷压力控制

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熔剂性球团成矿过程抗压强度及微观结构分析

钢铁 2024年第2期59卷 36-43页

作者：倪杰师学峰白晨晨张玉柱刘连继肖洪华北理工大学冶金与能源学院河北唐山063210 唐山钢铁集团有限责任公司总工程师办公室河北唐山063011

球团抗压强度是衡量球团能否进入高炉冶炼的主要指标之一,球团抗压强度取决于球团矿物组成及微观结构。以中关铁矿为基础造球原料,通过内配钙、镁添加剂制备低硅熔剂性球团矿。通过系统研究不同MgO含量、碱度及SiO_(2)含量时球团微观结... 详细信息

球团抗压强度是衡量球团能否进入高炉冶炼的主要指标之一,球团抗压强度取决于球团矿物组成及微观结构。以中关铁矿为基础造球原料,通过内配钙、镁添加剂制备低硅熔剂性球团矿。通过系统研究不同MgO含量、碱度及SiO_(2)含量时球团微观结构及矿物分布形态,揭示低硅熔剂性球团抗压强度的变化规律。研究结果表明,提高焙烧温度和碱度可有效提高球团抗压强度;在SiO_(2)含量较低时,球团矿主要靠赤铁矿连晶固结,强度变化并不明显;SiO_(2)质量分数升高至3.5%和4.0%时,赤铁矿结晶逐渐互联成片,连晶逐渐变得粗大且紧密,结构力较强,球团抗压强度提高。随着碱度的提高,赤铁矿再结晶较好,单独颗粒状少并且结晶互联成块状,磁铁矿减少,低硅熔剂性球团在焙烧过程中液相量增加,出现铁酸钙体系液相使球团强度提高;随着MgO含量的提高,更多的Mg^(2+)进入磁铁矿相,弥补了晶格缺陷,铁酸镁含量升高并呈现针状或片状分布在赤铁矿中,抑制了焙烧过程中液相生成,在冷却过程中使得球团矿内部的气孔变小从而提升球团致密度,增强球团强度。MgO含量继续增加,磁铁矿、玻璃相含量增加,赤铁矿和铁酸钙量相对减少;又因为Fe_(3)O_(4)的增多会使Fe_(2)O_(3)的连晶性能降低,最终导致球团抗压强度的降低。为探究低硅镁质熔剂性球团提供了理论指导和参考依据。

关键词：熔剂性球团矿低硅精粉抗压强度矿物组成微观结构

锌铝镁镀层和纯锌镀层在典型大气环境中初期腐蚀行为研究

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表面技术 2024年第2期53卷 120-129,139页

作者：黎敏董妮妮商婷王保勇蒋光锐邵蓉刘武华刘永壮曹荣华首钢集团有限公司技术研究院北京100041 首钢京唐钢铁联合有限责任公司河北唐山063200

目的增加对不同大气环境中锌铝镁镀层钢腐蚀行为的了解,研究中国地区不同气候条件下1a内锌铝镁镀层钢腐蚀产物的组成和腐蚀速率。方法采用SEM、GDS、XRD研究了纯锌(GI)镀层材料和锌铝镁合金(ZM)镀层材料的结构,对比研究了GI镀层和ZM镀... 详细信息

目的增加对不同大气环境中锌铝镁镀层钢腐蚀行为的了解,研究中国地区不同气候条件下1a内锌铝镁镀层钢腐蚀产物的组成和腐蚀速率。方法采用SEM、GDS、XRD研究了纯锌(GI)镀层材料和锌铝镁合金(ZM)镀层材料的结构,对比研究了GI镀层和ZM镀层在吐鲁番、江津、青岛以及万宁4个大气试验站的腐蚀试验。结果万宁GI的腐蚀速率为ZM的4.56倍,江津GI的腐蚀速率为ZM的3.76倍,青岛GI的腐蚀速率为ZM的2.84倍,吐鲁番GI的腐蚀速率为ZM的2.42倍,对于GI镀层和ZM镀层,按腐蚀速率从大到小的顺序依次为万宁、青岛、江津、吐鲁番。江津和万宁GI镀层的自腐蚀电流密度较小,万宁ZM镀层的自腐蚀电流密度最小。锌的大气腐蚀速率主要受相对湿度、氯离子含量、SO_(2)含量等影响,主要通过影响腐蚀产物组成来影响锌的腐蚀速率。腐蚀产物的保护性受其化学组成、导电性、黏附性、致密性、溶解性、厚度、形态和亲水性等因素影响,不同的锈层结构对阴极氧还原的抑制作用不一样,高氯环境对GI的保护性腐蚀产物Zn_(5)(CO_(3))_(2)(OH)_(6)有较大的破坏性,在高碱性环境下,容易使腐蚀产物转变成疏松导电的ZnO。在高氯环境中,由于镀层中MgZn_(2)的阳极溶解,释放出可与OH反应的Mg^(2+)以形成氢氧化镁(Mg(OH)_(2))。在ZM表面用Mg(OH)_(2)代替氧化锌被认为可以降低阴极氧还原反应(ORR),具有缓冲阴极位置的pH值升高的作用,能使碱式碳酸锌变得稳定,显著提升耐腐蚀性。结论ZM镀层材料在高盐高湿环境下能形成稳定的腐蚀产物,降低阴极氧还原速率,在典型大气环境下具有广阔的应用前景。

关键词：镀锌板大气腐蚀腐蚀产物

卷取机芯轴张力对热轧带钢卷取温度控制的影响分析

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轧钢 2024年第2期41卷 126-132页

作者：秦红波郑立康唐山钢铁集团有限责任公司信息自动化部河北唐山063000 唐山惠唐物联科技有限责任公司产线智能中心河北唐山063000

热轧带钢卷取温度控制过程中,带钢速度是最重要的影响因素之一。当带钢尾部离开精轧末机架后,带钢速度由轧辊线速度转化为卷取机芯轴速度,复杂的卷取过程影响了带钢速度的稳定,导致带钢尾部卷取温度控制出现严重偏差。为了解决该问题,... 详细信息

热轧带钢卷取温度控制过程中,带钢速度是最重要的影响因素之一。当带钢尾部离开精轧末机架后,带钢速度由轧辊线速度转化为卷取机芯轴速度,复杂的卷取过程影响了带钢速度的稳定,导致带钢尾部卷取温度控制出现严重偏差。为了解决该问题,将温度模型、张力扭矩模型以及热轧生产大数据进行有机结合并进行了系统性分析。结果表明:卷取机芯轴张力控制异常是造成带钢卷取温度偏差的主要原因。因此,开发了卷取机芯轴张力报警功能,细化了芯轴张力与夹送辊压力控制的带钢厚度层别,优化了控制参数以保证带钢速度稳定,同时开发了带钢尾部卷取温度补偿模型。结合多目标优化,取得了较好的应用效果,带钢尾部温度超差占比下降3.26%,卷取温度命中率提升2.29%,为全面解决带钢通长方向卷取温度命中率提供了新的技术方案。

关键词：卷取温度卷取机芯轴张力夹送辊压力轧制速度温度补偿精确控制

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热连轧机组轧辊温度场及热辊型

钢铁 2024年第2期59卷 111-118页

作者：李子正刘芦轩尹宝良邝霜王俭辉白振华燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心河北秦皇岛066004 唐山钢铁集团有限责任公司河北唐山063000

针对热连轧机组轧辊温度场无法精准预测引起的辊耗及板形问题。为了实现轧辊温度场与热辊型的精确预报来减少异常辊耗和避免重大生产事故的发生,运用数值解析的有限差分法和轧辊热传导方程建立了适合于热轧轧辊温度场与热辊型模型,在此... 详细信息

针对热连轧机组轧辊温度场无法精准预测引起的辊耗及板形问题。为了实现轧辊温度场与热辊型的精确预报来减少异常辊耗和避免重大生产事故的发生,运用数值解析的有限差分法和轧辊热传导方程建立了适合于热轧轧辊温度场与热辊型模型,在此模型基础上引入热轧机组的轧辊冷却水智能分段冷却控制系统,充分考虑复杂状态下冷却水的存在和冷却水流速对轧辊温度场与热辊型的直接影响。结合热连轧轧制过程中的设备参数及其工艺特点,同时考虑轧制钢卷数量递增对轧辊温度场和热辊型的循环叠加作用,编写程序将理论计算公式、模拟调控模型与现场实际工艺设备参数相结合作为分析的研究对象。首先通过现场轧辊测温设备对工作辊和支撑辊进行温度测量,并将测得的实际温度分布值与模型计算值进行对比分析,得到相近的轧辊温度和轧辊凸度变化趋势以及一致的温度和凸度数值,验证了模型计算的准确性和有效性。随后根据结果进行研究分析,得到了钢卷数量变化对轧辊温度和辊凸度的影响,发现了钢卷数增加对温升的叠加影响,同时发现10卷左右将会完成轧辊温度场的温升稳定,同时分析得出冷却水流速在3种不同速度下的轧辊温度沿辊身方向分布情况。最终实现了对工作辊和支撑辊温度场与热辊型的精确预报,并且为后续利用轧辊温度场与热辊型模型进一步调控轧辊辊温分布奠定模型基础。

关键词：热连轧温度场热辊型有限差分法冷却水

激光功率对铝硅镀层热成形钢激光填丝焊接接头组织和性能的影响

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热加工工艺 2024年

作者：邢德远曹洋彭云马成勇赵琳夏明生田志凌钢铁研究总院有限公司焊接研究所唐山钢铁集团有限责任公司技术中心

采用光纤激光填丝焊接工艺对铝硅镀层热成形钢进行了焊接，研究了激光功率对焊接接头宏观形貌和组织性能的影响。结果表明：在铝硅镀层热成形钢激光填丝焊接过程中，焊丝以液桥过渡的形式稳定熔入熔池，焊缝成形良好。热处理后，焊缝组... 详细信息

采用光纤激光填丝焊接工艺对铝硅镀层热成形钢进行了焊接，研究了激光功率对焊接接头宏观形貌和组织性能的影响。结果表明：在铝硅镀层热成形钢激光填丝焊接过程中，焊丝以液桥过渡的形式稳定熔入熔池，焊缝成形良好。热处理后，焊缝组织主要为马氏体和δ-铁素体。随着激光功率增大，焊缝Al含量先增大后减小，致使焊缝中δ-铁素体比例先增大后减小，焊接接头抗拉强度先减小后增大。当激光功率为3.5 kW时，焊接接头抗拉强度达到1490MPa，接头强度系数约为97.6%。

关键词：铝硅镀层热成形钢激光填丝焊接激光功率组织力学性能

热模拟技术在钢板镀层与防护研究中的应用与展望

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涂层与防护 2024年第4期45卷 46-51页

作者：田东宽孟凡月王浩川周文唐山钢铁集团有限责任公司河北唐山063000

首先探讨了热模拟技术的基本原理和方法,包括温度控制、热循环模拟、应力控制以及试样在不同气体氛围下受热形变的过程等。接着分析了热模拟技术在研究钢板镀层的晶粒尺寸、晶界特征、相组成与相变行为、界面反应、缺陷与裂纹以及涂层... 详细信息

首先探讨了热模拟技术的基本原理和方法,包括温度控制、热循环模拟、应力控制以及试样在不同气体氛围下受热形变的过程等。接着分析了热模拟技术在研究钢板镀层的晶粒尺寸、晶界特征、相组成与相变行为、界面反应、缺陷与裂纹以及涂层性能等方面的应用。进一步比较了热模拟技术与其他研究方法的优势和融合方式,包括传统实验方法、数值模拟和材料表征技术等。最后讨论了热模拟技术在钢板镀层研究中的局限性与展望,并探讨了热模拟技术在其他新型材料研究中的潜在应用。

关键词：热模拟技术镀层与防护表面性能加工性能材料研究

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转炉炉渣泡沫化程度可视化检测研究与实践

冶金自动化 2024年第2期 131-138页

作者：李毅挺张弛张军国周泉林赵雷唐山钢铁集团有限责任公司

通过分析现有转炉冶炼检测单一技术存在的问题，在总结归纳的基础上，开发炉渣泡沫化程度在线量化评估技术和烟气分析的过程特征点在线预测技术，解决转炉黑箱问题，实现转炉冶炼可视化。根据检测技术识别结果，应用出钢口喷粉抑渣的智... 详细信息

通过分析现有转炉冶炼检测单一技术存在的问题，在总结归纳的基础上，开发炉渣泡沫化程度在线量化评估技术和烟气分析的过程特征点在线预测技术，解决转炉黑箱问题，实现转炉冶炼可视化。根据检测技术识别结果，应用出钢口喷粉抑渣的智能干预技术和氧枪智能干预技术，实现转炉吹炼过程的稳定控制。技术应用后，转炉冶炼过程溢渣风险显著降低，杜绝了中后期的爆发性喷溅，降低了金属料损失。转炉冶炼过程控制稳定后，有利于提升终点温度和碳预测命中率。

关键词：转炉炉渣出钢口视觉炉渣泡沫化烟气分析检测智能干预

高废钢比配加直接还原铁冶炼技术的研究与实践

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江西冶金 2024年

作者：杨锦涛霍琪李朋石彪宿洪建祖刚唐山钢铁集团有限责任公司

为实现高品质绿色钢铁的开发目标，采用高废钢比技术，在降低长流程钢铁制造过程的碳排放方面开展了系列工作。结果表明，采用空铁包加废钢→高炉出铁→铁水预处理→转炉冶炼→出钢后钢包加废钢的多元化废钢加入方式，废钢比由10%提高至... 详细信息

为实现高品质绿色钢铁的开发目标，采用高废钢比技术，在降低长流程钢铁制造过程的碳排放方面开展了系列工作。结果表明，采用空铁包加废钢→高炉出铁→铁水预处理→转炉冶炼→出钢后钢包加废钢的多元化废钢加入方式，废钢比由10%提高至30%以上，为绿色钢铁生产提供了有力保障。在高废钢比条件下，配加直接还原铁小于15 t时，吹炼过程控制稳定，转炉终点温度与目标设定温度相差±5 ℃，终点温度命中率(±12 ℃)为90.7%。通过开发高废钢比吹炼模型，提高转炉冶炼过程氧气流量，减少了转炉冶炼前期低温喷溅及废钢熔化滞后进行补吹的频次，转炉终点温度及氧活度符合率为100%。通过提高废钢比及添加直接还原铁等工艺调整，2023年本公司生产1 t低合金高强钢CO2排放量为1.94 t，较2022年降低约13%。

关键词：直接还原铁高废钢比碳排放氧气流量