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湘钢2号高炉炉身上部结瘤的原因及处理

炼铁 2024年第2期43卷 31-34,39页

作者：章鹏程罗大军王经鑫湘潭钢铁集团有限公司炼铁厂湖南湘潭411100

对湘钢2号高炉炉身上部结瘤的原因及处理进行了阐述。2号高炉从炉墙轻微结厚,逐步发展成为较为严重的结瘤,瘤体厚度达800mm以上,分析结瘤的原因,主要是块矿入炉粉末多及烧结矿质量劣化,炉内碱金属循环富集现象严重,炉身中上部冷却强度... 详细信息

对湘钢2号高炉炉身上部结瘤的原因及处理进行了阐述。2号高炉从炉墙轻微结厚,逐步发展成为较为严重的结瘤,瘤体厚度达800mm以上,分析结瘤的原因,主要是块矿入炉粉末多及烧结矿质量劣化,炉内碱金属循环富集现象严重,炉身中上部冷却强度过大。根据2号高炉自身实际状况,采用物理击打法消除结瘤,实现了炉况的快速恢复,生产指标明显改善。这次结瘤处理过程教训深刻,认为高炉操作炉型的维护应以预防为主,无论是结厚还是结瘤,预防是关键,处理要及早,不能犹豫不决。

关键词：高炉炉身操作炉型结厚结瘤冷却强度

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生物质炭煤粉高炉混合喷吹性能分析

钢铁 2024年第2期59卷 55-64页

作者：但家云袁骧邹凡球李仁国徐坤宁晓钧王广伟湖南华菱湘潭钢铁有限公司炼铁厂湖南湘潭411101 北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083

在“双碳”目标积极推进的背景下,节能减排已经成为当前钢铁工业绿色可持续发展的重要任务之一。生物质作为可再生的碳源,应用于高炉炼铁可显著降低钢铁生产的CO_(2)排放。为改善生物质原料应用于高炉喷吹的冶金性能,分别采用热解炭化... 详细信息

在“双碳”目标积极推进的背景下,节能减排已经成为当前钢铁工业绿色可持续发展的重要任务之一。生物质作为可再生的碳源,应用于高炉炼铁可显著降低钢铁生产的CO_(2)排放。为改善生物质原料应用于高炉喷吹的冶金性能,分别采用热解炭化和水热炭化对生物质原料进行炭化提质制备生物质炭,并探究了生物质炭与煤粉混合搭配进行高炉喷吹的可行性。结果表明,生物质水热炭和热解炭的挥发分高于烟煤,当生物质炭以5%~20%比例与煤粉混合时会使混煤的固定碳含量和发热值降低,但降低幅度较小。当生物质炭配比低于20%时,混煤无爆炸性,着火点大于350℃,满足高炉制粉和喷吹系统的安全性能要求。生物质炭具有较好的可磨性和燃烧性,能够改善混煤的制粉性能和风口前的燃烧性能。生物质热解炭灰成分中含有较高的碱金属,造成生物质热解炭混煤的灰熔点降低幅度远大于生物质水热炭混煤。通过对生物质炭混煤方案的碱负荷变化分析发现,高炉喷吹生物质热解炭对高炉冶炼碱负荷影响大于水热炭,生物质炭配比为20%,高炉喷煤比为140 kg/t时,生物质热解炭混煤方案的碱负荷增加0.3943 kg/t,生物质水热炭混煤方案的碱负荷增加0.0064 kg/t。以上分析表明,生物质水热炭能够满足高炉喷吹的各项冶金性能要求;生物质热解炭由于碱金属含量高,限制了其在高炉喷吹生产中的应用,发展生物质水热炭化技术是实现农林废弃生物质资源在高炉炼铁工序高效应用的关键。

关键词：生物质碳排放水热炭化热解炭化高炉喷吹

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生物质炭化提质制备高炉喷吹燃料的研究

钢铁研究学报 2024年第3期36卷 328-339页

作者：袁骧邹凡球但家云李仁国宁晓钧王广伟湖南华菱湘潭钢铁有限公司炼铁厂湖南湘潭411101 北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083

生物质原料具有碳中性的属性,将其用于高炉冶炼可以降低钢铁生产CO_(2)排放。以典型农林废弃物为原料制备生物质炭,研究了热解炭化和水热炭化工艺参数对制备生物质炭高炉喷吹性能的影响。结果表明,2种炭化方式均可有效脱除生物质原料中... 详细信息

生物质原料具有碳中性的属性,将其用于高炉冶炼可以降低钢铁生产CO_(2)排放。以典型农林废弃物为原料制备生物质炭,研究了热解炭化和水热炭化工艺参数对制备生物质炭高炉喷吹性能的影响。结果表明,2种炭化方式均可有效脱除生物质原料中的挥发分,提升生物质炭的品质,但热解炭化会造成灰分富集,水热炭化能够同时脱除灰分,生物质热解炭的收得率低于水热炭。生物质热解炭和水热炭的着火点较低,其中水热炭具有强爆炸性,热解炭无爆炸性,生物质热解炭和水热炭的燃烧性能和可磨性优于高炉喷吹烟煤。有害元素分析表明,水热炭的碱金属含量远低于热解炭,对于林木类生物质,2种炭化方式制得的生物质炭均可应用于高炉喷吹生产,但需控制热解炭的喷吹量;对于秸秆类生物质,应优选水热炭化的方式进行炭化提质,以降低碱金属对高炉冶炼的负面影响。

关键词：高炉喷吹碳排放生物质热解炭化水热炭化

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基于炉缸渣铁滞留量的高炉炉缸活性研究

炼铁 2024年第2期43卷 49-55页

作者：刘彦祥郭子昱焦克新张建良徐益军丁望杨耀明北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 湖南湘潭钢铁有限公司炼铁厂湖南湘潭411100

针对国内外对炉缸活性表征不明晰的问题,建立以炉缸渣铁滞留量表征炉缸活性的模型,定量分析高炉操作参数对炉缸活性的作用比重,并提出提高炉缸活性的操作手段。结果表明:①渣铁焦物性对渣铁滞留率的影响顺序为:铁水温度>CSR>焦炭粒度>C... 详细信息

针对国内外对炉缸活性表征不明晰的问题,建立以炉缸渣铁滞留量表征炉缸活性的模型,定量分析高炉操作参数对炉缸活性的作用比重,并提出提高炉缸活性的操作手段。结果表明:①渣铁焦物性对渣铁滞留率的影响顺序为:铁水温度>CSR>焦炭粒度>CRI>炉渣碱度>镁铝比;②去除滞留率对滞留量的影响,高炉操作参数对渣铁滞留量的影响顺序为:风量>铁口深度>风温>风压>喷煤量>氧气量;③高炉生产中,可采用原燃料粒级及性能管控技术、高风速大动能操作技术、渣铁流动控制技术、渣铁排放管控技术高效调控炉缸活跃状态。

关键词：高炉炉缸炉缸活性渣铁滞留率渣铁滞留量操作参数

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氮化物对齿条钢强度及冲击韧性的影响

钢铁 2024年第1期59卷 124-131页

作者：冯赞高海亮脱臣德王振湖南华菱湘潭钢铁有限公司技术中心湖南湘潭411101

钢锭冶炼齿条钢时,由于浇铸过程中吸氮,钢中的氮含量偏高,影响钢中固溶硼含量,降低了钢板淬透性,影响了钢板心部性能。为了提高钢锭轧制齿条钢的心部强韧性,通过添加铝或者钛元素消耗钢中的氮,确保钢板中有足够的固溶硼,提高钢板淬透性... 详细信息

钢锭冶炼齿条钢时,由于浇铸过程中吸氮,钢中的氮含量偏高,影响钢中固溶硼含量,降低了钢板淬透性,影响了钢板心部性能。为了提高钢锭轧制齿条钢的心部强韧性,通过添加铝或者钛元素消耗钢中的氮,确保钢板中有足够的固溶硼,提高钢板淬透性,增加钢板心部的回火索氏体比例。通过钢板性能与组织对比发现加铝和加钛均能提高钢板的淬透性和强度,加钛的钢板淬透性更好,强度更高,但是钢板的低温冲击吸收能量下降。分析钢板的冲击断口发现钢板中有大颗粒的TiN夹杂物,夹杂物与基体之间或者夹杂物本身就存在裂纹,成为冲击试验的裂纹源,降低了钢板的韧性。对比加铝与加钛钢板中尺寸为2μm以上夹杂物,加钛钢中存在大量的大颗粒TiN夹杂,最大夹杂物尺寸超过15μm,加铝钢板中仍有少量的TiN夹杂,但是TiN夹杂物数量和尺寸变小,同时AlN并未明显增加。对加铝钢板中铝元素与加钛钢板中钛元素进行原位分析对比,发现铝元素为心部负偏析,并且偏聚程度较低,钛元素为心部正偏析,并且钛元素的均匀性更差,存在局部偏聚。热力学计算表明,通过钛元素固氮时,将在凝固前沿析出TiN,析出温度较高;而采用铝固氮时,若铝的质量分数不小于0.08%,AlN在固态中析出,析出温度高于BN,能够保证钢板中的固溶硼含量,确保钢板的淬透性,并控制钢中TiN析出物的尺寸。

关键词：齿条钢 AlN TiN 冲击韧性原位分析

59 mm×100 mm矩形52CrMoV4弹簧扁钢轧制工艺及失效分析

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锻压技术 2024年第5期49卷 109-114页

作者：袁林罗景贤陈阳张群琥刘兵湖南华菱湘潭钢铁有限公司湖南湘潭441200

针对59 mm×100 mm矩形52CrMoV4弹簧扁钢易扭转、尺寸不稳定的问题,进行了孔型设计和轧制工艺优化,并采用化学成分分析、显微组织分析、力学性能试验等方法对发生断裂的弹簧扁钢的失效原因进行了分析。结果表明:材料的化学成分符合要求... 详细信息

针对59 mm×100 mm矩形52CrMoV4弹簧扁钢易扭转、尺寸不稳定的问题,进行了孔型设计和轧制工艺优化,并采用化学成分分析、显微组织分析、力学性能试验等方法对发生断裂的弹簧扁钢的失效原因进行了分析。结果表明:材料的化学成分符合要求;力学性能指标中,抗拉强度为1511/1494 MPa、屈服强度为1362/1344 MPa、断后伸长率为11.5%/9.0%、断面收缩率为37.0%/36.5%、表面硬度在42.4~42.9 HRC之间分布;表面脱碳层深度为0.24~0.28 mm,奥氏体晶粒度为7.5~8.0级;未发现大型夹杂物等冶金缺陷;材料经热处理后的主要基体组织为回火索氏体+少量贝氏体;断口起源于表面,疲劳源区域表面存在明显压痕,而其他位置未发现压痕,表明表面压痕是导致材料疲劳寿命降低的直接原因,瞬断区微观形貌为沿晶+撕裂韧窝。

关键词： 52CrMoV4弹簧扁钢疲劳寿命断裂夹杂物脱碳层

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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

挡板构型对含钒页岩浸出槽内多相流行为的影响

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化工进展 2024年第2期43卷 619-627页

作者：李京方庆周文浩吴国良王家辉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湖北武汉430081 湖南华菱湘潭钢铁有限公司湖南湘潭411101

搅拌浸出槽是石煤提钒浸出过程中的关键设备,搅拌槽的结构优化对提高固液悬浮性能具有重要意义。本文对不同构型挡板的某厂含钒页岩搅拌槽进行数值模拟,通过比照搅拌槽流场与相分布、死区分布等模拟结果,剖析不同构型挡板对含钒页岩搅... 详细信息

搅拌浸出槽是石煤提钒浸出过程中的关键设备,搅拌槽的结构优化对提高固液悬浮性能具有重要意义。本文对不同构型挡板的某厂含钒页岩搅拌槽进行数值模拟,通过比照搅拌槽流场与相分布、死区分布等模拟结果,剖析不同构型挡板对含钒页岩搅拌槽内固液两相流的影响。结果表明:安装挡板对搅拌过程中钒页岩颗粒充分扩散有利。分段挡板条件下整体流速约为0.65m/s,相较于标准挡板更快,增幅约为15.00%。分段挡板与标准挡板对钒页岩颗粒在搅拌槽内的扩散优化效果相似,两种挡板均能缩小钒页岩颗粒的死区区域,其中标准挡板低浓度区域减少约99.14%,分段挡板沉积区域减少约91.21%。此外,分段挡板相较于标准挡板能够节省20.00%的搅拌功率。分段挡板在能获得与标准挡板相同搅拌效果的同时更加节能,具有较高的应用推广价值。

关键词：浸出槽挡板计算流体力学混合数值模拟

高强韧桥梁钢Q690q的单轴拉伸性能与低周疲劳性能

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金属热处理 2024年第2期49卷 25-31页

作者：彭宁琦周文浩金东浩武会宾湖南华菱湘潭钢铁有限公司技术质量部湖南湘潭411101 北京科技大学钢铁共性技术协同创新中心北京100083

针对热机械轧制(TMCP)+回火(T)和调质(QT)两种工艺处理的Q690q桥梁钢板,进行了表面和心部的单轴拉伸和低周疲劳试验,同时利用光学显微镜和扫描电镜对表面和心部的微观组织及原始奥氏体晶粒尺寸进行了观察,并分析了其对拉伸性能和低周疲... 详细信息

针对热机械轧制(TMCP)+回火(T)和调质(QT)两种工艺处理的Q690q桥梁钢板,进行了表面和心部的单轴拉伸和低周疲劳试验,同时利用光学显微镜和扫描电镜对表面和心部的微观组织及原始奥氏体晶粒尺寸进行了观察,并分析了其对拉伸性能和低周疲劳性能的影响。结果表明,TMCP+T工艺钢板的微观组织主要由板条贝氏体(LB)、粒状贝氏体(GB)和少量马奥岛(M/A)组成,表面的LB占大多数,且比心部的组织更加细小,同时原始奥氏体晶粒尺寸较均匀;与心部相比,表面的屈服强度、抗拉强度、屈强比及伸长率均增大,低周疲劳寿命明显提高。而QT工艺钢板的微观组织以回火索氏体(TS)和GB为主,心部的GB占比增加,但比表面的组织反而细小些,同时原始奥氏体晶粒也更为细小均匀;与表面相比,心部的屈服强度、抗拉强度、屈强比及伸长率均减小,但低周疲劳寿命反而提高。两种工艺相比,无论是表面还是心部,TMCP+T工艺钢板的屈服强度较低,抗拉强度较高,屈强比较低,同时伸长率较低。而两种工艺钢板的低周疲劳寿命变化范围极为接近,处理工艺对试验钢的低周疲劳性能影响不大。同时对拉伸性能与低周疲劳性能之间的相关性进行分析,表明疲劳强度系数与抗拉强度呈线性相关,疲劳延性系数与伸长率呈线性相关。

关键词： Q690q桥梁钢热机械轧制调质拉伸性能疲劳寿命