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硼镁铁精粉的烧结性能试验及工业应用

烧结球团 2024年第1期49卷 72-79页

作者：王春来潘文辛越杨志宇贺道山首钢迁安钢铁有限责任公司河北唐山064400 首钢集团有限公司技术研究院北京100043 首钢集团有限公司绿色可循环钢铁流程北京市重点实验室北京100043

为了拓展可用铁矿资源的来源途径,本文对一种含硼、镁的铁矿资源(丹东硼镁铁精粉)的烧结性能进行试验研究,并开展相关工业应用试验。结果表明:硼镁铁精粉的同化性能与杨迪粉接近,液相流动性能与PB粉接近;在现有烧结原料和工艺条件下,硼... 详细信息

为了拓展可用铁矿资源的来源途径,本文对一种含硼、镁的铁矿资源(丹东硼镁铁精粉)的烧结性能进行试验研究,并开展相关工业应用试验。结果表明:硼镁铁精粉的同化性能与杨迪粉接近,液相流动性能与PB粉接近;在现有烧结原料和工艺条件下,硼镁铁精粉等比例替代地方磁精粉,有利于提高烧结矿的成品率,降低固体燃料消耗,改善烧结矿的低温还原粉化性能。该铁精粉配比低于10%对提高烧结机利用系数和烧结矿转鼓强度有利,高于10%对上述两个指标有负面影响。工业应用试验结果表明,配加3%的硼镁铁精粉后,烧结矿的全铁品位略有降低,烧结矿中B_(2)O_(3)质量分数增加,达到0.56%;烧结矿的粒度组成得到优化,(5,10)mm和≤5 mm的粒级占比分别降低0.79%和1.29%,>40 mm的粒级占比增加3.01%;烧结机利用系数由1.60 t/(m^(2)·h)提高到1.62 t/(m^(2)·h),烧结矿转鼓强度提高2.22个百分点,低温还原粉化指数(>3.15 mm)由58.80%上升至60.29%,烧结矿产、质量指标均有明显改善。

关键词：硼镁铁精粉烧结性能同化性液相流动性低温还原粉化率

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中国钢铁行业数字化碳管理发展探讨

工程科学学报 2024年第2期46卷 209-217页

作者：李涛郦秀萍上官方钦张巍周继程倪冰段志伟滕国翔中国钢研科技集团有限公司钢铁绿色化智能化技术中心北京100081 北京金自天正智能控制股份有限公司北京100070

为了缓解全球气候变暖,应对碳关税等国际贸易形式对中国钢铁行业带来的冲击和影响,助力钢铁行业早日实现“碳达峰+碳中和”的目标.基于中国钢铁行业碳排放现状与钢铁企业碳管理的痛点,本文通过深度融合数字化技术,创新提出了数字化技术... 详细信息

为了缓解全球气候变暖,应对碳关税等国际贸易形式对中国钢铁行业带来的冲击和影响,助力钢铁行业早日实现“碳达峰+碳中和”的目标.基于中国钢铁行业碳排放现状与钢铁企业碳管理的痛点,本文通过深度融合数字化技术,创新提出了数字化技术赋能钢铁行业应用架构,通过分析钢铁行业数字化碳管理的典型案例,讨论了不同阶段数字化碳管理体系建设的侧重点,并针对性地提出了相应的应对策略.本文提出的数字化碳管理的架构应该主要包括四个层次:基础设施层&数据采集层、数据运算层、业务应用层和用户层.数字化碳管理在钢铁行业的应用场景应该主要包括碳核算、碳账户、碳全景、碳结构&碳比对、碳交易、碳报告、碳咨询、能碳协同、低碳指数、供应链产品碳足迹管理,产品实时碳足迹跟踪、数字化碳标签、识别节能潜力和生态设计等.通过研究钢铁行业数字化碳管理的典型应用案例,探讨了数字化碳管理技术应用在钢铁行业的展望,按照钢铁行业是否纳入全国碳交易市场,将中国钢铁行业数字化碳管理体系的建设分为两个阶段,认为政府部门应该发挥在数字化碳管理体系建设过程中的主导作用,在健全数字化碳管理相关标准和法规体系的同时,应该注重数字化碳管理人才的培养,紧密对接企业现有的信息化系统,并提出了“六化一体+多平台”的钢铁行业数字化碳管理的发展趋势,即“一主体+多平台”的低碳产品评价认证体系,和具有标准化、国际化、一体化、安全化、资产化和本土化特点的数字化碳管理体系.将数字化碳管理技术应用到钢铁行业,能够更好地解决钢铁行业碳管理的乱象和企业碳管理的痛点,降低钢铁行业碳管理的门槛,提高钢铁行业碳管理的效率,保障碳数据在传递过程中的安全.

关键词：数字化技术碳管理碳达峰碳中和钢铁行业

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固废制备高炉冷固结球团矿技术

烧结球团 2024年第3期49卷 74-80页

作者：李保海杨涛首钢股份公司迁安钢铁公司河北迁安064400 首钢集团有限公司技术研究院北京100043

为了提高钢厂含铁固废的回收利用率及降低CO_(2)排放,本文研究了含铁尘泥、高炉返矿和钢渣粉等物料通过冷固结方式制备成高炉用球团矿技术。试验结果表明:30%高炉返矿+10%含铁尘泥+60%钢渣粉,配加5%黏结剂A时,常温干燥冷固结球团(成形... 详细信息

为了提高钢厂含铁固废的回收利用率及降低CO_(2)排放,本文研究了含铁尘泥、高炉返矿和钢渣粉等物料通过冷固结方式制备成高炉用球团矿技术。试验结果表明:30%高炉返矿+10%含铁尘泥+60%钢渣粉,配加5%黏结剂A时,常温干燥冷固结球团(成形压力为5 MP)矿4 d后抗压强度可达到2500 N/P以上;80℃干燥180 min冷固球团矿抗压强度可达到2300 N/P;且两种干燥球团的低温还原粉化指数、转鼓指数、还原膨胀率和还原度指标也可以达到铁矿球团物理特性和冶金性能技术指标要求。

关键词：冷固球团矿黏结剂抗压强度冶金性能高炉冶炼

冷却速率和稀土含量对Zn-Al-Mg合金组织和耐蚀性能的影响

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轧钢 2024年第3期41卷 53-63页

作者：徐呈亮刘广会刘武华蒋光锐李研滕华湘首钢集团有限公司技术研究院北京100043 首钢京唐钢铁联合有限责任公司河北唐山063200

为探究不同冷速条件下稀土元素对Zn-Al-Mg合金镀层的作用机理,以细化镀层组织、提升耐蚀性能,利用热力学计算、扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)及电化学测试方法对Zn-1.7%Al-1.1%Mg合金在不同冷速(空冷、水冷、炉冷)及不同La、Ce稀... 详细信息

为探究不同冷速条件下稀土元素对Zn-Al-Mg合金镀层的作用机理,以细化镀层组织、提升耐蚀性能,利用热力学计算、扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)及电化学测试方法对Zn-1.7%Al-1.1%Mg合金在不同冷速(空冷、水冷、炉冷)及不同La、Ce稀土元素含量条件下的凝固组织和耐蚀性能进行了系统研究。结果表明:运用热力学计算方法可以预测不同Ce含量Zn-Al-Mg合金在凝固过程中的析出相及对应的析出序列;对于不同La、Ce含量Zn-Al-Mg合金最先凝固生成LaZn_(13)/CeZn_(11)初晶相,之后依次生成富锌相、Mg_(2)Zn_(11)/MgZn_(2)相和富铝相。随着冷却速率的增加,合金的凝固组织变得更为细小,且凝固组织中的Mg_(2)Zn_(11)相逐渐转变为MgZn_(2)相。这是因为当凝固速率增大时,在Zn-Al-Mg合金体系中会发生Mg_(2)Zn_(11)←→MgZn_(2)的亚稳相转变。Tafel极化曲线测试和交流阻抗图谱测试(EIS)结果表明:当合金中稀土含量增加时,合金的耐蚀性有一定程度的提升;而当冷速增大时,其耐蚀性能有着较为明显的提升。细小的显微组织有利于提升合金的耐蚀性,故冷却速率仍是决定合金耐蚀性能的主要控制参数。

关键词： Zn-Al-Mg合金凝固组织耐蚀性冷却速率微量稀土La、Ce元素

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热连轧中间冷却工艺对车轮钢组织性能的影响

轧钢 2024年第4期41卷 59-65页

作者：李建伟高文刚刘靖群梁江涛李瑞黄爽首钢京唐钢铁联合有限责任公司河北唐山063200 首钢集团有限公司技术研究院北京100043

热轧产线在实际生产过程中,中间坯受到各道次的温度限制,需要空冷待温,对产线轧制效率产生一定影响。通过有限元模拟分析,投用中间冷却工艺后,中间坯经超密度集管进行快速冷却,结合20~50 s的空冷返温时间,中间坯内外温度趋于均匀,厚度... 详细信息

热轧产线在实际生产过程中,中间坯受到各道次的温度限制,需要空冷待温,对产线轧制效率产生一定影响。通过有限元模拟分析,投用中间冷却工艺后,中间坯经超密度集管进行快速冷却,结合20~50 s的空冷返温时间,中间坯内外温度趋于均匀,厚度方向最大温差小于28℃,可以有效提高板坯性能稳定性,降低摆钢空冷时间,提高轧制效率。设计研发出一种超密度布置的中压水喷射冷却集管装置,并将该中间冷却设备投入车轮钢的实际生产应用。结果表明:对比常规车轮钢实际生产情况,当投入中间冷却设备之后,每块板坯平均轧制时间由115 s缩短至102 s,轧制节奏缩短13 s,机时卷数提高4卷/h,每小时可提高产量104 t;对比不同中间冷却水投入组数和产品的组织及性能情况,当中间冷却设备投入的冷却水组数增加,车轮钢沿轧制方向的带状组织碎断程度逐步完全,芯部晶粒尺寸更为细小,且多为等轴晶;随中间冷却设备投入的冷却水组数增加,车轮钢屈服强度波动降低42 MPa,断后伸长率波动降低至2%,其性能越趋于稳定,同时也减小了车轮钢低温冲击功的波动。

关键词：中间冷却车轮钢轧制节奏显微组织力学性能高效率

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不同厚度锌铝镁合金镀层的耐腐蚀性能

电镀与涂饰 2024年第7期43卷 92-100页

作者：张晨刘顺明王长成王智锋庞二帅黎敏首钢京唐钢铁联合有限责任公司河北唐山063200 首钢集团有限公司技术研究院北京100041

[目的]锌铝镁(Zn-Al-Mg)合金镀层作为一种新型高耐蚀性镀层,其厚度对耐蚀性具有显著影响。[方法]通过辉光放电光谱仪(GDS)、扫描电镜(SEM)、电化学工作站等仪器测试,对比了Zn-Al-Mg合金镀覆量为80、120和180 g/m^(2)的镀锌钢(分别用ZM80... 详细信息

[目的]锌铝镁(Zn-Al-Mg)合金镀层作为一种新型高耐蚀性镀层,其厚度对耐蚀性具有显著影响。[方法]通过辉光放电光谱仪(GDS)、扫描电镜(SEM)、电化学工作站等仪器测试,对比了Zn-Al-Mg合金镀覆量为80、120和180 g/m^(2)的镀锌钢(分别用ZM80、ZM120和ZM180表示)在中性盐雾环境下的耐蚀性。[结果]ZM80、ZM120和ZM180在中性盐雾试验中出现红锈的时间分别为840、1176和1512 h。三者的腐蚀过程包括钝化膜保护、锌层阻隔保护、锌层电偶保护和基体腐蚀4个阶段,其中钝化膜的保护作用与其均匀性有较大关联。ZM120和ZM180的划叉试样在不同时间段的红锈面积与未划叉试样相比无明显区别,这主要归因于Zn-Al-Mg合金镀层在破损区域形成的致密腐蚀产物有效减缓了腐蚀进程。[结论]不同厚度Zn-Al-Mg合金镀层的防腐能力不同,实际生产中可以根据应用场景选择镀层厚度合适的镀锌铝镁合金钢。

关键词：锌铝镁合金镀层厚度红锈腐蚀产物钝化膜

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转炉钢渣碳热还原的热力学模拟分析

中国冶金 2024年第2期34卷 42-51页

作者：张博康罗果萍郝帅柴轶凡内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头014010 山东钢铁集团有限公司山钢研究院山东济南250000

为研究转炉钢渣碳热还原平衡产物的物相种类和含量随还原温度、碱度及配碳量(即焦渣比)的变化规律,使用FactSage7.1热力学软件计算并进行分析。研究表明,在焦渣比一定的情况下,随着还原温度的升高,平衡物相组成中残C含量呈现下降趋势,Fe... 详细信息

为研究转炉钢渣碳热还原平衡产物的物相种类和含量随还原温度、碱度及配碳量(即焦渣比)的变化规律,使用FactSage7.1热力学软件计算并进行分析。研究表明,在焦渣比一定的情况下,随着还原温度的升高,平衡物相组成中残C含量呈现下降趋势,Fe_(3)C和P_(2)气体含量则呈现升高趋势,表明高温有利于铁氧化物和磷灰石的还原,特别是有利于气化脱磷;随着还原温度的升高,平衡物相组成中Fe_(3)P/Fe_(2)P含量减少,Mn_(2)P和P_(2)(g)含量增多,表明还原温度对含磷物相的稳定顺序有较大影响,温度升高其稳定性增强的顺序为Fe_(3)P→Fe_(2)P→Mn_(2)P→P_(2)(g),高温有利于气化脱磷。在焦渣比和还原温度一定时,随着混合料碱度的升高,平衡物相组成中Fe_(3)C含量均呈现升高趋势,表明提高碱度有利于铁氧化物的还原;随着混合料碱度的升高,平衡物相组成中硅酸盐液相含量呈现降低趋势,碱度为1.8时所生成的液相量最多;混合料碱度在1.8到2.2之间时,有利于α-C_(2)S的生成及产物的自粉化,碱度为2.0时α-C_(2)S含量最多。焦渣比的变化对转炉钢渣碳热还原平衡产物的物相种类和含量影响不大。热力学计算表明,利于钢渣微粉化的温度范围为1450~1500℃,碱度范围为1.8~2.2,焦渣比范围为10∶90~15∶85,该条件范围利于α-C_(2)S的生成且钢渣粉化效果最好。

关键词：转炉钢渣碳热还原热力学计算平衡产物物相组成

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连续退火过程淬火—配分钢再结晶行为及预测

热加工工艺 2024年

作者：雷明钢李睿知宿泽轩何方李守华杨永刚米振莉邯郸钢铁集团有限责任公司北京科技大学工程技术研究院

为了构建第三代先进高强钢—淬火配分（Q&P）钢连续退火过程铁素体再结晶动力学模型和再结晶晶粒尺寸模型，对其进行不同退火试验，探讨退火温度和保温时间对再结晶体积分数及晶粒尺寸的影响规律。结果表明：再结晶晶粒尺寸和体积分数... 详细信息

为了构建第三代先进高强钢—淬火配分（Q&P）钢连续退火过程铁素体再结晶动力学模型和再结晶晶粒尺寸模型，对其进行不同退火试验，探讨退火温度和保温时间对再结晶体积分数及晶粒尺寸的影响规律。结果表明：再结晶晶粒尺寸和体积分数均随退火温度和保温时间的升高不断增大；基于试验结果确定了再结晶动力学参数，并且运用模型预测了实际连续退火过程中的再结晶体积分数和再结晶晶粒尺寸；模型精度达到92%，能够为连续退火过程中再结晶体积分数和晶粒尺寸的预测提供理论依据。

关键词：淬火-配分钢再结晶动力学模型模型参数连续退火

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盐穴压缩空气储能库注采井筒体系优化设计

天然气工业 2024年第6期44卷 169-180页

作者：万继方纪文栋李景翠孙养清赵永安罗一峰吴启春中能建数字科技集团有限公司长江大学机械工程学院宝山钢铁股份有限公司百勤能源科技(广东)股份有限公司建湖县鸿达阀门管件有限公司

盐穴因其密封与稳定特性成为压缩空气储能库(以下简称储能库)首选,储能库可以实现大规模的清洁储能,能实现电力供需的“削峰填谷”,是实现“双碳”目标的重要方向之一。井口装置、注采管和封隔器组成的井筒体系是储能库与地面设备的连... 详细信息

盐穴因其密封与稳定特性成为压缩空气储能库(以下简称储能库)首选,储能库可以实现大规模的清洁储能,能实现电力供需的“削峰填谷”,是实现“双碳”目标的重要方向之一。井口装置、注采管和封隔器组成的井筒体系是储能库与地面设备的连接通道,然而受气体注采流量的限制和冲蚀作用的影响,现阶段的小通径井筒严重限制了压缩空气储能电站的装机规模。为优化储能库注采井筒体系,对大通径井口装置、耐腐蚀套管和大尺寸封隔器的设计与加工中存在的主要问题进行了分析,并结合工程实际提出了解决措施和合理化建议。研究结果表明:(1)井口装置设计需考虑到每层套管头座挂芯轴悬挂器台阶的承载强度,需要校核及验证悬挂器最小壁厚处的抗外挤强度、承受井下反压时顶丝的抗剪切强度等参数;(2)套管选材应充分考虑制造工艺及经济成本在盐穴压缩空气储能工况中的适用性,建议在易发生冲蚀处使用耐蚀合金纯管材,其余部位优选具有性价比的耐腐蚀套管;(3)大尺寸封隔器建议整体采用芯轴设计,胶筒选用氢化丁腈橡胶或四丙氟橡胶等材质,卡瓦建议采用笼式桶状。结论认为,提出的注采井筒体系设计优化措施,能够为该类型储能项目的大尺寸井筒注采体系设计与优化提供方法和思路。

关键词：盐穴 CAES 井口装置套管封隔器大尺寸注采优化设计