期刊,钢铁 2024年卷2期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

钢铁

主　　编：翁宇庆

出版周期：月刊

国际刊号：0449-749X

电子邮箱：gangtiebianjibu@163.com

电　　话：010-62182345

邮政编码：100081

地　　址：北京海淀区学院南路76号

钢铁/Journal Iron & SteelCSCD北大核心CSTPCD

查看更多>>本刊创刊于1954年，是由中国科协主管，中国金属学会主办，我国冶金界历史较长的综合性科技期刊，也是反映钢铁工业的科技成就的主要刊物之一，在国内外享有较高的声誉。其宗旨是面向生产、结合实际，坚持为钢铁工业生产建设服务，报道钢铁工业的科技成就、生产工艺的技术进步、生产工艺的技术进步、品种质量的改善提高、新技术新产品的开发应用、企业经营管理经验和专业理论应用研究等，以提高钢铁行业科技工作者和干部的科技水平，促进钢铁工业的发展。

正式出版

收录年代

烧结工艺中复合铁酸钙黏结相的研究进展

沈峰满安海玮姜鑫倪静峰...

1-12页

查看更多>>摘要：铁矿石烧结工艺是钢铁流程不可或缺的环节,铁酸钙作为烧结矿中最主要的黏结相,对烧结工艺及烧结矿冶金性能具有重要影响.综述了铁矿石烧结工艺中铁酸钙黏结相及其复合体系的化学组成、形成机理、还原机理和脉石成分对其影响等方面的研究进展.铁酸钙的化学组成取决于烧结矿中的Fe、Ca、Si、Al等元素的含量,复合铁酸钙(SFCA)可用通式xFe2O3·ySiO2·zAl2O3·5CaO表示,且满足x+y+z=12;铁酸钙的生成机理受脉石成分之间的化学反应、不同温度和气氛条件下相变过程的影响,对生成机理的研究对于控制烧结矿中黏结相含量具有关键作用;铁酸钙的还原路径受黏结相组成、还原温度、气氛组成等影响,四元复合铁酸钙的还原路径暂时缺乏研究,还原机理的研究对于提高铁矿石冶炼效率和降低能耗具有重要意义;脉石材料是影响铁酸钙形成和还原的重要因素,SiO2、Al2O3、MgO等可改变铁酸钙的晶体结构及其生成和还原机理.最后,基于当前铁酸钙黏结相的研究现状,对未来关于铁酸钙黏结相的研究方向进行了展望,主要包括探索烧结过程中有价组元的有效提取、综合利用及获得铁酸钙领域具有普适性的物化数据等,这些工作的实施有助于进一步完善铁矿石烧结理论.

关键词：

炼铁烧结矿黏结相复合铁酸钙研究进展

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《连铸》2024年"高效连铸装备与技术"专刊征稿通知

12页

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钢铁工业减碳与CO2资源化利用技术的研究进展

刘清梅张福明

13-24页

查看更多>>摘要：在全球"碳达峰、碳中和"新发展背景下,钢铁工业低碳发展尤为重要.分析了钢铁工业构建低碳循环及减碳领域的典型技术研究现状,以及新型CO2资源化利用产业的发展情况.从全球相对成熟的钢铁工业生产流程现状出发,重点介绍了高炉-转炉、全废钢-EAF、直接还原和熔融还原4类钢铁生产流程的碳排放强度.目前,全球钢铁制造流程主要以高炉-转炉长流程和废钢-电炉短流程为主,长流程吨钢碳排放强度约为电炉短流程的3倍.结合全球钢铁产量的演变值推算了2001-2022年间全球钢铁工业的CO2排放量,阐述了减碳以及CO2资源化利用的紧迫性和必要性.根据已有的钢铁工业减碳经验,选取日本、欧洲和中国的低碳冶炼项目进行分析,包括其在钢铁工业减碳发展中所进行的试验性技术探索和阶段发展实践.在钢铁工业减碳的基础上,推进CO2的资源化利用是实现钢铁工业碳中和的重要任务.阐述了钢铁企业碳捕集固碳技术的研究现状与特点,系统归纳了当前助力钢铁工业CO2资源化利用的有效方法,包括在炼钢转炉和精炼工序上采用不同模式的CO2喷吹工艺,以及在钢化联合领域的CO2制备基础化学品的研究,以及展现的工业成效.以整个钢铁产业链视角考虑,总结了日本、欧洲和中国在钢铁工业领域碳减排与再循环产业的重点规划和发展方向.

关键词：

钢铁工业CO2减排循环减碳资源化利用技术发展规划

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高硅型铁矿对烧结工艺及烧结矿冶金性能的影响

伍英高立华

25-35页

查看更多>>摘要：目前,全球铁矿石价格指数持续上浮,钢铁企业面临全球铁矿石资源劣质化以及钢铁产量需求提高的问题,对钢铁企业的稳定发展造成了巨大的冲击.宝武钢铁为落实高炉炼铁资源战略方针,拓宽矿石资源采购渠道,提高宝武矿石资源采购的话语权,宝钢股份宝山基地烧结工序逐步增加高硅型铁矿粉的使用量.但增加高硅型铁矿粉配比对于烧结矿固结机制以及复合铁酸钙形成机制影响尚不明确,因此以高比例高硅型铁矿烧结试验为基础进行研究.通过微型烧结试验、烧结杯试验和宝钢烧结机工业试验,探明高硅型铁矿对复合铁酸钙生成机理和固结机制以及烧结矿冶金性能的影响.结果表明,高硅型铁矿粉替换比例增加到12％时,同化性温度、液相流动性指数缓慢增加,但是连晶强度下降比较明显,连晶强度从1 080.72 N快速降低至745.79 N,主要与硅酸盐相的形成有关.随着反应时间、反应温度增加,SiO2对黏结相生成的不利影响减弱;随着高硅铁矿粉替换图巴朗粉比例增加,铁酸钙含量增加,抑制了硅酸钙和铁橄榄石的生成,改善了液相黏结相的流动性,烧结产率和燃料单耗下降,但亚铁质量分数从8.7％增加到9.1％.综合考虑,最理想的高硅型铁矿粉替换比例应小于12％.研究结果可以为高硅型铁矿粉配矿烧结以及助力"经料方针"提供理论指导和参考依据.

关键词：

烧结矿高硅型铁矿矿相结构冶金特性复合铁酸钙配矿比例

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熔剂性球团成矿过程抗压强度及微观结构分析

倪杰师学峰白晨晨张玉柱...

36-43页

查看更多>>摘要：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SiO2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SiO2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;SiO2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Mg2+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Fe3O4的增多会使Fe2O3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

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矿焦耦合冶金性能试验及评价方法

汪琦宋阳升李廷乐李哲熙...

44-54页

查看更多>>摘要：铁矿石和焦炭在高炉内各区域的反应及特性是影响高炉炼铁效率和产量的重要因素,准确评价矿焦质量备受炼铁工作者关注.评价矿或焦冶金性能的试验方法及指标迅速发展,且部分方法已标准化,包括铁矿石软熔性能和焦炭反应性及反应后强度的试验方法等被钢铁企业广泛采用.然而,通过现有评价矿或焦冶金性能的方法及指标推算高炉技术经济指标尚存难度.原因可能在于没有充分模拟矿焦在高炉中历经还原、溶损、软化-熔融全过程的相互作用,无法对矿焦关联行为及特性进行赋值并构建评价矿焦相互作用的指标体系.因此,提出了采用焦-矿-焦分层试料,模拟矿焦在高炉内还原、溶损、软化和熔融之间关联行为及特性的荷重-热重-气体分析联动试验装置,进行矿焦耦合性能试验及评价的方法(Qisunny法).变矿或变焦试料的试验结果表明,矿焦耦合冶金性能按间接还原区、间接还原和直接还原及软化区、熔融直接还原和滴落直接还原4个区域依次演变;性能评价指标包括各区域的温度及区间、间接和直接还原度、总间接还原度、熔融区透气性特征值、上层焦炭溶损率及溶损后强度等;焦炭的溶损反应主要发生在熔融区,上层焦炭溶损率与传统指标焦炭反应性指数相近,但其反应后强度明显高于传统指标焦炭反应后强度指数.该方法为评价矿焦冶金性能之间的相互作用、优化矿焦炉料结构提供了一种全新的选择.

关键词：

高炉铁矿石焦炭耦合冶金性能评价方法

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生物质炭煤粉高炉混合喷吹性能分析

但家云袁骧邹凡球李仁国...

55-64页

查看更多>>摘要：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CO2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0.394 3 kg/t,生物质水热炭混煤方案的碱负荷增加0.006 4 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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CaO-SiO2-Al2O3-MgO-FeO渣对Al2O3的溶解

齐詹成日金武献民霍立桥...

65-74页

查看更多>>摘要：为了控制低碳铝镇静钢中Al2O3夹杂物,并提升渣系对Al2O3夹杂物吸附能力,采用FactSage 8.1模拟计算CaO-SiO2-Al2O3-5％MgO-5％FeO渣系的等黏度图和等△ C/η(△C=CsAl2O3-CbAl2O3.η为渣的黏度)值线图.根据模拟计算图选取合适的五元精炼渣做Al2O3的吸附试验,试验研究了 Al2O3在CaO-SiO2-Al2O3-5％MgO-5％FeO渣系中的溶解速率,讨论了 Al2O3棒浸入深度、直径、转速、渣成分以及温度对Al2O3溶解速率的影响,求解了Al2O3在溶解过程中的活化能.最后,采用场发射扫描电子显微镜(Apreo S HiVac)对氧化铝棒与熔渣接触的界面处进行微区线元素的定性分析.研究结果表明,Al2O3在渣中的溶解速率受诸多因素的影响;溶解速率随氧化铝棒的旋转速度、棒直径、浸入深度和温度的增加而增加;溶解速率也会随着CaO含量的增加而增加,Al2O3和SiO2含量的增加而降低.溶解速率高度依赖于熔渣的黏度,渣的黏度对Al2O3的溶解速率呈负相关,Al2O3的溶解速率与浓度驱动力呈正相关.氧化铝棒溶解于渣系前,会先生成中间相CaO·2Al2O3和CaO·6Al2O3,中间相溶解在熔渣中,溶解于渣A中的表观活化能为410.9 kJ/mol.结合溶解速率图与等△C/η值线图进行对比,验证了Al2O3在渣中的溶解速率受渣物性的影响.

关键词：

低碳铝镇静钢含FeO精炼渣Al2O3夹杂物等黏度线溶解速率

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上升气泡对钢渣界面行为的影响

刘勇程树森刘童

75-84页

查看更多>>摘要：钢水与炉渣之间的界面接触面积是影响化学反应效率的关键因素之一.通过搭建水-油体系物理模型,结合图像处理技术,重现气泡穿越渣-金界面现象,研究气泡大小、渣层密度、黏度及界面张力对气泡携带金属量及渣-金界面面积的影响.结果发现,气泡尺寸增加,气泡夹带金属液滴体积及体积增长速率均增大,气泡初始直径从5 mm增大到15 mm及25 mm时,夹带量分别增加733.33％及3 611.11％.随着炉渣黏度增加和密度减少,夹带量增加,但在所研究的炉渣厚度范围内对其影响程度低.气泡穿越过程引起渣-金界面面积的变化是关注的重点.值得注意的是,渣-金界面面积随气泡尺寸增加呈先增加后减少的趋势,气泡直径从5 mm增大到15 mm及25 mm时,界面面积分别增加312.97％及113.44％.当气泡尺寸为15 mm时,油相密度由0.76 kg/m3增加到0.84 kg/m3,界面面积增长率增加67.44％;黏度由8.9 mPa·s增加到193.5 mPa·s,界面面积增长率减少31.39％.另外,通过数值模拟表明油表面张力、水表面张力或者水-油界面张力由0.03 N/m增加至0.06 N/m,液-液界面面积最大值分别增加2.96％、减少6.05％及减少9.14％,影响程度从高到低分别为,油-空气、水-空气及水-油界面张力.结合钢液二次精炼,选择合适的底吹气量和炉渣物性参数对精炼效率有重要作用,但由于试验材料物性参数的限制,未来建议通过数值模拟的手段,进行单参数对夹带量与渣-金界面面积的影响程度分析,提供更有效的现场指导.

关键词：

物理模型数值模拟渣-金界面上升气泡夹带体积界面面积

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《中国冶金》杂志征稿启事

84页

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