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控轧控冷工艺对厚规格X80M热轧钢带DWTT性能的影响

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钢铁 2024年

作者：宿成袁晓鸣曹妍董磊冯光宏董旭刘丹包头钢铁集团有限责任公司技术中心钢铁研究总院有限公司冶金工艺研究所内蒙古纳顺装备工程(集团)有限公司

采用2 250 mm热轧线生产的厚规格（21.4 mm和22.0 mm）X80M钢带，其低温落锤撕裂（DWTT）断口剪切面积分数提升一直是热轧带钢领域的关键技术攻关课题，通过合适的成分设计与控轧控冷工艺调控，以实现细小均匀的组织形态控制，是确保产... 详细信息

采用2 250 mm热轧线生产的厚规格（21.4 mm和22.0 mm）X80M钢带，其低温落锤撕裂（DWTT）断口剪切面积分数提升一直是热轧带钢领域的关键技术攻关课题，通过合适的成分设计与控轧控冷工艺调控，以实现细小均匀的组织形态控制，是确保产品DWTT性能的关键基础。采用低碳微合金化（Mn-Nb-Ti-Cr-Mo-Ni-Cu）成分体系设计，利用热模拟试验与金相组织分析以及DWTT性能检测相结合的方法，系统研究了铸坯加热温度、均热时间对高温奥氏体晶粒尺寸的影响和变形工艺对再结晶奥氏体晶粒尺寸的影响，以及轧后冷速对组织转变的作用。研究结果显示：低碳微合金化X80M采用1 160～1 180 ℃的加热温度、40～120 min的均热时间，粗轧道次间隔时间不大于20 s，临界再结晶区形变率不小于25%，未再结晶形变率为68%，以及轧后以冷速为20～30 ℃/s冷却至温度430 ℃进行卷取的控轧控冷工艺，可获得晶粒度为11～12级、组织主要为针状铁素体+粒状贝氏体+少量残余马/奥（M/A）复相组织的钢带，产品低温（-20 ℃）DWTT剪切面积不小于85%的合格率可达98%以上，钢带和钢管的DWTT韧脆转变温度均小于-20 ℃，表现出了材料具有良好的抗低温止裂性能，并在生产实践中验证了该工艺的有效性。且热轧钢带制管后已批量应用于陕京四线和中俄东线工程中，因此，研究结论具有较高的实际生产指导价值，为提高厚规格X80M热轧带钢低温DWTT性能提供了有效的技术途径。

关键词：管线钢 X80M 控轧控冷工艺奥氏体晶粒 DWTT

中锰汽车钢激光焊接接头组织与杯突成形性能研究

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应用激光 2024年第7期44卷 67-76页

作者：曹洋韩胜赵琳彭云马成勇田志凌夏明生钢铁研究总院有限公司北京100081 唐山钢铁集团有限责任公司技术中心河北唐山063016

中锰钢具有良好的高强度与高塑性综合性能,在汽车工业中受到广泛关注,成为新一代汽车用钢热门材料之一。采用光纤激光器对Fe-0.1C-5Mn中锰钢进行焊接,对焊接接头进行埃里克森杯突成形试验,结合有限元模拟分析了接头杯突成形性能影响因素... 详细信息

中锰钢具有良好的高强度与高塑性综合性能,在汽车工业中受到广泛关注,成为新一代汽车用钢热门材料之一。采用光纤激光器对Fe-0.1C-5Mn中锰钢进行焊接,对焊接接头进行埃里克森杯突成形试验,结合有限元模拟分析了接头杯突成形性能影响因素,并与钨极氩弧焊试验结果进行对比。研究结果表明,中锰钢激光焊接后接头形成“硬化区”,降低焊接接头的成形性能。影响中锰钢焊接接头成形性能的主要因素是接头硬化区宽度,硬化区宽度越窄,焊接试板成形性能越好。激光焊接速度对硬化区宽度的影响更为明显,提高焊接速度,能够通过降低硬化区的宽度提高焊接接头成形性能。试验条件下,2 mm厚的中锰钢激光焊接试板成形比能够达到0.66。

关键词：中锰钢激光焊接成形性能硬化区有限元模拟

数值模拟φ(CO)∶φ(H_(2))对直接还原竖炉反应过程的影响

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钢铁 2024年第1期59卷 34-40,57页

作者：田旭周恒黄健蔡皓宇寇明银吴胜利北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 北京科技大学自动化学院北京100083 北京建龙重工集团有限公司炼铁技术部北京100070

随着制氢技术的发展,气基直接还原竖炉使用绿色H_(2)作为还原剂进行生产变得可行。在诸多非高炉炼铁技术中,富氢直接还原竖炉工艺有望解决传统高炉长流程工艺CO_(2)排放高的问题。但富氢直接还原竖炉面临的共性问题是还原煤气中H_(2)体... 详细信息

随着制氢技术的发展,气基直接还原竖炉使用绿色H_(2)作为还原剂进行生产变得可行。在诸多非高炉炼铁技术中,富氢直接还原竖炉工艺有望解决传统高炉长流程工艺CO_(2)排放高的问题。但富氢直接还原竖炉面临的共性问题是还原煤气中H_(2)体积分数过高时还原吸热导致炉内热量不足,从而影响煤气利用率和金属化率。如何调整还原煤气φ(CO)∶φ(H_(2)),使CO还原过程释放热量来弥补H_(2)还原吸收的热量,并配合其他操作参数及炉型结构的优化,实现充分利用还原煤气中物理能与化学能,从而提高煤气利用率及金属化率,成为富氢直接还原竖炉亟需解决的问题。建立了富氢直接还原竖炉二维CFD数学模型,考察还原煤气中φ(CO)∶φ(H_(2))对竖炉内温度场、浓度场分布的影响规律。数学模型的正确性通过与实际工厂数据对比得以验证。模拟结果显示,当还原煤气中H_(2)体积分数上升时,竖炉内温度整体持续下降。随着还原煤气中H_(2)体积分数逐渐升高,H_(2)利用系数逐渐下降、CO利用系数缓慢增长,煤气综合利用系数呈现先上升后下降的趋势,当H_(2)体积分数为60%时,综合利用系数达到最高,为0.28。随着H_(2)体积分数的升高,竖炉出口铁摩尔分数呈现先上升后下降的趋势,当H_(2)体积分数为40%~50%时,铁摩尔分数最高可达95.67%。实际生产过程中,还原煤气中φ(CO)∶φ(H_(2))维持在40%∶60%左右可获得较高的煤气利用率及产品金属化率。

关键词：富氢直接还原竖炉 φ(CO)∶φ(H_(2)) 反应过程数值模拟煤气利用率

一塔式碱法脱硫工艺在鞍钢鲅鱼圈的应用与实践

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燃料与化工 2024年第5期55卷 40-43页

作者：王春业丁伟赵锋鞍钢股份鲅鱼圈钢铁分公司炼焦部营口115007 鞍钢股份有限公司炼焦总厂鞍山114021

介绍了一塔式碱法脱硫工艺的工艺概况以及在鞍钢股份鲅鱼圈钢铁分公司的应用情况。依据原有设计,对运行中存在的问题进行了局部改进。改进后工艺稳定,焦炉煤气H_(2)S出口合格率达到100%。

关键词：一塔式碱法脱硫焦炉煤气脱硫脱硫塔

高温形变对精细钢丝用高碳钢盘条珠光体团尺寸的影响

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金属热处理 2024年第4期49卷 146-149页

作者：郭大勇高航潘阳杨迎强王秉喜宫文赫海洋装备用金属材料及其应用国家重点实验室辽宁鞍山114001 鞍钢集团钢铁研究院辽宁鞍山114001 鞍钢股份有限公司线材厂辽宁鞍山114001

开展了高温形变对高碳钢盘条珠光体组织转变和珠光体团尺寸影响的试验研究。结果表明,高温形变使珠光体的形核率和长大速率增加,奥氏体向珠光体的转变速率加快。高温形变使试样室温珠光体团细化,珠光体团尺寸分布均匀性得到提升。在形... 详细信息

开展了高温形变对高碳钢盘条珠光体组织转变和珠光体团尺寸影响的试验研究。结果表明,高温形变使珠光体的形核率和长大速率增加,奥氏体向珠光体的转变速率加快。高温形变使试样室温珠光体团细化,珠光体团尺寸分布均匀性得到提升。在形变量分别为20%和40%条件下,相变时间为3 s时,试样的珠光体转变量由不形变条件下的11%增加到32%和53%;试样的珠光体团尺寸由不形变条件下的53.2μm降低到37.8μm和23.1μm,标准差由不形变条件下的29.9μm降低到11.8μm和7.9μm。实际生产可以通过提高轧制速度的方法,细化LX80A高碳钢盘条的珠光体团,降低盘条珠光体团尺寸分布标准差,从而提高盘条的拉拔性能。

关键词：高碳钢高温形变珠光体团形核和长大速率

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焦炉煤气深度脱硫脱氰技术在攀钢焦化的应用

鞍钢技术 2024年第1期 46-50,67页

作者：王立志马洪峰王寅虎兰勇鞍钢集团工程技术有限公司辽宁鞍山114021

介绍了一塔式高效脱硫脱氰再生工艺在攀钢的应用情况。通过在脱硫脱氰再生系统中应用低压力降除雾沫设备、再生槽尾气治理设备和塔内气液隔离水封,结合硫膏生产和提盐系统,塔后H2S含量降到了20 mg/m^(3)以下。经计算,应用该系统可降低SO... 详细信息

介绍了一塔式高效脱硫脱氰再生工艺在攀钢的应用情况。通过在脱硫脱氰再生系统中应用低压力降除雾沫设备、再生槽尾气治理设备和塔内气液隔离水封,结合硫膏生产和提盐系统,塔后H2S含量降到了20 mg/m^(3)以下。经计算,应用该系统可降低SO2排放4 636 t/a,节省环保排放税约1 718万元/a,值得参考和借鉴。

关键词：脱硫脱氰副盐提取硫膏生产

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车用先进高强钢表面分析及胶接性能研究

表面技术 2024年第4期53卷 211-219页

作者：邵蓉黎敏刘永壮曹建平郝玉林蔡宁李学涛首钢集团有限公司技术研究院北京100043 绿色可循环钢铁流程北京市重点实验室北京100043

目的明确不同先进高强钢表面氧化物形貌、成分及含量对胶接性能的影响规律。方法本研究采用白光干涉仪、扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)观察高强钢表面形貌,通过金相显微镜及X射线衍射仪(XRD)分析其显微组织及物相,采用直读... 详细信息

目的明确不同先进高强钢表面氧化物形貌、成分及含量对胶接性能的影响规律。方法本研究采用白光干涉仪、扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)观察高强钢表面形貌,通过金相显微镜及X射线衍射仪(XRD)分析其显微组织及物相,采用直读光谱仪、辉光光谱仪(GDS)以及X射线光电子能谱仪(XPS)表征高强钢表面特征元素及氧化物种类。结合接触角测试对比不同高强钢表面润湿性,并分析总结高强钢表面成分对胶接性能的影响规律。结果DH780表面以膜层状Al基氧化物为主,DP980、DP1180以及CP1180表面以Si、Mn、Cr颗粒状氧化物为主。其中DH780的表面润湿性最差,自由能最小。CP1180钢表面具有最少的氧化物含量及最小的颗粒尺寸,其表面润湿性最好,表面自由能最高。DP钢随强度提高,表面氧化物含量增加,润湿性降低。对于同种焊装胶,DH780胶接剪切强度最小,CP1180剪切强度最大。结论高强钢表面氧化物富集对表面润湿性及表面自由能具有重要影响,尤其Al基氧化物的存在会明显降低胶接接头的剪切强度。一方面是氧化物导致表面自由能降低,黏附功下降,另一方面氧化物会阻止胶中极性基团与基体表面形成强化学键,而更多地形成氢键。Al基氧化物由于呈薄膜状覆盖于高强钢表面,故对胶接性能的影响最大。

关键词：先进高强钢表面成分润湿性胶接性能

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新钢10号高炉降料面处理炉墙结厚实践

炼铁 2024年第3期43卷 35-39页

作者：付华华卢勤叶建刚王琳新余钢铁集团有限公司炼铁事业部江西新余338001

新钢10号高炉因烧结矿质量波动较大、炉况稳定性差及管道频繁发生等原因,出现炉墙结厚。首次采用降料面的方法处理炉墙结厚,降料面过程中炉况稳定,恢复上料后24h内炉况恢复正常。认为在降料面的过程中应密切关注煤气中H_(2)、O_(2)含量... 详细信息

新钢10号高炉因烧结矿质量波动较大、炉况稳定性差及管道频繁发生等原因,出现炉墙结厚。首次采用降料面的方法处理炉墙结厚,降料面过程中炉况稳定,恢复上料后24h内炉况恢复正常。认为在降料面的过程中应密切关注煤气中H_(2)、O_(2)含量的变化,确保含H,量≤12%;随着料面的下降,炉墙结厚物逐步显露之后,结厚物下部受到高温煤气流冲刷作用,上部受到炉顶雾化水冷却作用,结厚物产生裂缝塌的过程中,温度的变化是关键。10号高炉炉墙结厚处理后,主要技术经济指标明显改善,日产量上升155Vd,煤气利用率上升1.1个百分点,燃料比下降10kg/t。

关键词：高炉炉墙结厚降料面煤气流冲刷温度

卷取温度对X80M热轧带钢微观组织及力学性能的影响

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中国冶金 2024年第7期34卷 113-121页

作者：许海平史根豪裴庆涛邯郸钢铁集团有限责任公司技术中心河北邯郸056015

高级别管线钢不仅可以满足长距离高压大输量输送油气的要求,还能大幅度节约钢材,积极地响应国家的“双碳”战略目标。然而国内能够实现X80M管线钢稳定供货的厂家不多,其中卷取工艺作为影响管线钢稳定生产的重要一环而备受关注。测定了... 详细信息

高级别管线钢不仅可以满足长距离高压大输量输送油气的要求,还能大幅度节约钢材,积极地响应国家的“双碳”战略目标。然而国内能够实现X80M管线钢稳定供货的厂家不多,其中卷取工艺作为影响管线钢稳定生产的重要一环而备受关注。测定了不同卷取工艺下X80M热轧带钢的拉伸性能,并对其微观组织进行了表征,分析了卷取温度对X80M热轧带钢微观组织和拉伸性能的影响。研究结果显示,随着卷取温度的升高,板条贝氏体逐渐减少直至消失,粒状贝氏体逐渐增多,并出现了少量的针状铁素体;平均晶粒尺寸增大,马氏体/奥氏体(M/A)组元的形态由条状向块状转变,面积分数增加;屈服强度和抗拉强度降低,而断后伸长率和冲击功则逐渐升高。晶粒尺寸与屈服强度的Hall-Petch关系拟合程度较好,各卷取工艺下晶界强化对屈服强度的贡献率为57.1%~62.7%,晶界强化为该工艺下X80M管线钢的主要强化方式。卷取温度的升高使得过冷度减小、位错密度降低,随着晶粒尺寸增大,位错滑移过程中的阻力减小,滑移更容易进行,这将导致断后伸长率升高;大角度晶界所占比例随卷取温度的升高而增大,显著阻碍裂纹的扩展,使得冲击功升高。试验结果为X80M管线钢的热轧生产提供了参考。

关键词： X80M热轧带钢卷取工艺微观组织晶界强化力学性能