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钢铁
钢铁

翁宇庆

月刊

0449-749X

gangtiebianjibu@163.com

010-62182345

100081

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。
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收录年代

    气候变化与钢铁工业脱碳化发展

    上官方钦周继程王海风郦秀萍...
    1-6页
    查看更多>>摘要：中国政府高度重视气候变化问题,积极主动地做出了减排承诺.钢铁行业作为工业的重要领域,是能源消费大户,同时也是CO2排放大户.对中国钢铁工业CO2排放现状分析表明,中国钢铁工业吨钢CO2排放量下降明显,CO2排放总量在2014年已经达到峰值,随后呈下降趋势,但由于粗钢产量巨大,钢铁工业的CO2排放量占全国CO2排放总量仍然较高,必须走脱碳化发展的道路.通过对钢铁工业脱碳化发展策略和技术的分析,表明有策略地推进并提高全废钢电炉流程的比例是当前最为实际的钢铁工业脱碳化发展途径.

    脱碳化钢铁工业气候变化CO2排放电炉流程

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    高炉使用高比例球团的战略思考与球团生产的试验研究

    王新东金永龙
    7-16页
    查看更多>>摘要：从战略发展角度分析了高炉使用高比例球团的优势和存在的问题,指出了高炉使用高比例球团的战略机遇.根据国内高硅铁精粉特点,开展了高硅酸性和熔剂性的镁质球团造球、干燥和焙烧等基础研究,分析了球团抗压强度、高温冶金性能、回转窑生产过程结圈形成机理等基础特性,提出了球团生产的基本操作参数设计特点,实现了链箅机回转窑生产高硅镁质酸性和熔剂性球团的稳定连续生产.完成了高比例球团矿高炉冶炼生产试验.实践证明,高比例球团矿冶炼的高炉生产稳定顺行,各项指标优于高比例烧结矿冶炼的高炉,操作思路可复制、冶炼结果可重现、操作经验可推广,并且环境效益巨大,SO2、NOx、PM和CO2的排放远远优于高比例烧结矿生产的高炉.可以预见,优质冶金球团的制备和高炉高比例球团冶炼将是破解中国钢铁长流程降低污染物排放,实现低碳冶炼和可持续发展的最佳举措.

    高炉高比例球团熔剂性球团减排低碳

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    高炉炉缸凝壳和残衬双轮廓内型的诊断模型

    张成博邵磊肖其林邹宗树...
    17-22页
    查看更多>>摘要：高炉炉缸内衬侵蚀和凝壳的形成决定了炉缸的寿命.为及时掌握高炉炉缸凝壳和残衬双轮廓内型状况,进而及时制定合理应对措施,结合数值传热学、优化导热系数法以及Levenberg-Marquardt法、拟牛顿法和梯度法3种优化算法,建立了高炉炉缸凝壳和残衬双轮廓内型诊断模型.重点阐述了模型的构建思路和过程,构造了象脚状侵蚀样本对模型的有效性和准确性进行了验证,并通过应用于实际炉缸结构的算例进一步展示其实际应用效果.结果表明,3种优化算法中Levenberg-Marquardt法的效果最好.应用实例表明,某厂在产高炉开炉150周后炉缸内凝壳消熔和生成处于动态平衡状态,残衬侵蚀缓慢.

    高炉炉缸耐火材料侵蚀侵蚀轮廓优化导热系数法传热反问题

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    炉缸内流动传热特性与侵蚀监测模型

    吴迪金峰刘勇毕传光...
    23-30,40页
    查看更多>>摘要：为了分析实际工况下高炉炉缸内流动与换热特性并对炭砖内侵蚀线进行预测,运用了计算流体力学(CFD)和二维快速反推算法的方法对炉底进行了数值仿真计算.研究结果表明,全尺寸炉底CFD模拟较好地展示了炉底流固区域的温度场和流场特征,测点温度与历史热电偶测温值小于5.2％,吻合效果较好;当炉体内存在气隙时,气隙左右分别形成极热区与极冷区,这与历史数据中热电偶温度骤变的现象吻合,且气隙厚度分别为10、20、30 mm时气隙左右温差相对于无气隙分别为原来的14.7、18.9、21.4倍;二维快反计算推演出了"象脚型"侵蚀的形状,最大侵蚀的位置在铁口下方1～3 m内,最小残余厚度与实际测值误差为13.5％,这与高炉实际侵蚀情况十分吻合.

    高炉炉缸CFD气隙传热反问题侵蚀线

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    300 t复吹转炉底吹系统优化模拟

    张燕超张彩军曾凯薛瑞...
    31-40页
    查看更多>>摘要：顶底复合吹炼转炉炼钢法是当下主流的炼钢方法,底部供气元件的种类、支数、排布方式和底吹供气强度直接影响着转炉熔池的混匀效果,合理的流场不仅可以降低生产成本,更能缩短冶炼周期,增加企业效益.基于冷态水模拟以及CFD数值模拟手段各自的研究特点,以某钢厂300 t转炉为原型,将不同底吹条件下熔池的混匀时间、死区以及弱流区体积作为评判依据,对300 t转炉的底枪排布方式、底吹供气模式(非均匀供气和均匀供气)以及底吹供气强度进行了系统研究,研究结果表明,当底枪排布位置由0.3D(D为炉底直径)到0.5D,底吹系统对炉壁处钢液的搅拌能力明显增强,但熔池内死区以及弱流区体积却会明显增加,使得整个熔池混匀时间增长;在对适宜底吹强度研究发现,当熔池底吹强度的临界值为0.28 m3/(t·min),此底吹强度下对熔池的搅拌效果最好;底吹系统对熔池的搅拌效果会随着供气模式的不同而改变,当底吹流量分配为2 ∶ 1时,底吹系统对熔池的搅拌效果最佳,均匀供气模式(1 ∶ 1)次之,而当分配比为3 ∶ 1和4 ∶ 1时,由于熔池的大流量侧供气强度相对较大,会极大影响底吹系统对熔池的搅拌效果.

    大型转炉数值模拟冷态水模拟底吹系统转炉流场

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    冷却工艺对高速连铸结晶器传热的影响

    刘增勋张朝阳肖鹏程朱立光...
    41-48页
    查看更多>>摘要：为了分析冷却水的供水工艺对结晶器铜壁和冷却水温度场的影响,基于结晶器铜壁热电偶实测温度,构建铸坯/铜壁传热反问题和铜壁/冷却水正问题数学模型,采用ANSYS建立铸坯/铜壁/冷却水数值分析模型,对薄板坯结晶器温度场进行耦合传热分析,解析不同冷却工艺对高速薄板坯连铸结晶器内传热行为的影响.结果表明,水缝内冷却水流动方向对铜壁温度场具有显著影响,采用自上而下"反向供水",比常规冷却工艺时铜壁热面温度峰值降低117℃,铜壁侧冷却水最高温度降低24℃,有效改善铜板工作状态,抑制冷却水局部沸腾趋势.提高冷却水速度可以进一步降低铜壁和冷却水温度,冷却水温度对铜壁温度场影响较小.

    高速连铸反向供水薄板坯铜壁温度水缝传热传热反问题

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    CO2和H2O气氛下Fe-C合金薄带脱碳对比

    周美洁艾立群洪陆阔李亚强...
    49-55页
    查看更多>>摘要：为了对CO2和H2O两种气氛的脱碳效果进行对比,将碳质量分数约为4.2％的Fe-C合金薄带分别在两种气氛中进行脱碳处理.通过热力学分析结合试验保证碳被脱除且铁不氧化的气氛条件分别为:Ar-CO-CO2(气体流量为850 mL/min,CO的体积分数为25％,PCO2/(PCO+PCO2)为0.26),Ar-H2-H2O(气体流量为500 mL/min,H2体积分数为15％,水浴温度为313 K).当脱碳温度为1 413 K时,Ar-H2-H2O气氛下,脱碳时间为50 min时,脱碳后的平均碳质量分数为0.6％,Ar-CO-CO2气氛下,脱碳时间为70 min时,脱碳后的平均碳质量分数为0.92％.当脱碳时间相同时,Ar-H2-H2O的脱碳效果优于Ar-CO-CO2的脱碳效果,由于随着脱碳反应的进行薄带表面与氧化气体反应达到平衡,Ar-H2-H2O反应平衡时薄带的碳活度要低于Ar-CO-CO2气氛条件的碳活度,导致Ar-H2-H2O气氛条件下薄带的碳浓度梯度高于Ar-CO-CO2气氛条件,进而导致Ar-H2-H2O气氛条件的扩散通量大,脱碳效果好.

    脱碳Fe-C合金扩散气-固反应气氛

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    电渣重熔GH984G定向凝固组织CAFE法模拟

    安瑞栋刘福斌陈奎高俊哲...
    56-64,71页
    查看更多>>摘要：电渣重熔凝固组织的控制直接关系到高温合金的品质与实际生产应用.针对电渣重熔GH984G的定向凝固过程,同时考虑传热和溶质扩散,基于CAFE法与C语言结合,建立了三维电渣重熔凝固过程组织演变的CAFE模型,并对凝固过程温度场和凝固组织演变进行模拟预测.结果表明,铸锭温度场和熔池深度都是首先为较浅平状态,然后不断加深至最后稳定;在电极熔化初始,金属熔池浅平,枝晶生长方向是竖直向上,之后金属熔池不断加深,底部竖直向上的柱状晶方向变为斜向上约26°.同时在铸锭的中心线上出现了等轴晶,等轴晶形核长大后与柱状晶镶嵌生长.此外,随着电极熔速变大,渣金界面上涨速度也随之变大,且熔池深度相应变宽变深.模拟结果与试验结果基本吻合,从而验证了模型与形核参数的适用性.

    电渣重熔高温合金GH984G微观组织CAFE

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    复合板轧制界面周期性波动的模拟与试验

    谢红飙任建凯余超肖宏...
    65-71页
    查看更多>>摘要：为了探究复合板轧后复合界面产生周期性厚度波动的机理和影响因素,基于商用有限元分析软件ABAQUS建立了铝/钢/铝三层对称复合板轧制的有限元模型.通过对轧制过程复合板各层应力变化规律的分析,表明在铝/钢/铝复合板轧制过程,钢层和铝层存在明显的变形不协调现象,铝层的变形趋势明显大于钢层,导致钢层在轧制方向产生拉应力并使钢层发生厚度减薄.同时厚度减薄的发生改变了周围区域的应力分布,使厚度波动呈现周期性特征,通过实验室的轧制试验验证了模拟和分析结果的正确性.

    复合板轧制界面周期性波动厚度减薄模型

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    冷连轧升降速过程板形变化及其张力补偿技术

    申立涛许鹏张亚震顾清...
    72-79页
    查看更多>>摘要：针对冷连轧升降速过程中轧制压力的波动造成冷连轧机组升降速阶段轧制不稳定和板形质量不佳等问题,为了减小轧制力波动,获得优质板形,在结合冷连轧机组的设备及工艺特点的前提下,充分考虑到乳化液流量充足与不足两种情况下轧制速度的波动对轧制压力变化的影响,分析了冷连轧升降速过程中板形演变机理.在此基础上,以冷连轧机组升降速过程中整体轧制压力波动最小为目标函数,开发了一套相应的张力补偿模型,并将其应用到某1 800五机架冷连轧机组的生产实践,取得了良好的使用效果,有效提升了轧制稳定性与板形质量,具有进一步推广应用的价值.

    冷连轧板形附加张力补偿模型轧钢

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