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期刊信息/Journal information
钢铁研究学报
钢铁研究学报

干勇

月刊

1001-0963

gtyjxb@163.com

010-62182340

100081

北京市海淀区学院南路76号

钢铁研究学报/Journal Journal of Iron and Steel ResearchCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊为专业技术性刊物。反映钢铁工业科技的最新科研成果及其推广应用的情况。设有冶金与金属加工、材料研究、测试与分析、开发与应用等栏目。读者对象主要是企业、科研院所及大专院校从事冶金科研、开发、设计、生产及管理工作的中高级人员。
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收录年代

    可再生能源实现低碳炼铁的途径探讨

    徐润生何晓霞张建良梁旺...
    275-282页
    查看更多>>摘要：随着"碳达峰"、"碳中和"这一庄严承诺的提出,作为能源密集型产业的钢铁行业需要针对高碳排、高能耗的炼铁工序进行技术革新,改善用能结构,助力国家低碳发展战略的顺利实施.首先介绍了可再生能源的应用现状,作为资源型大国,中国的可再生能源如生物质能、太阳能、风能等储量丰富,具有应用于炼铁工序的巨大潜力.接着对于可再生能源应用于低碳炼铁的途径进行了分析和探讨,并分析了可再生能源在炼铁工序的应用难点:能源收集、存储及转化效率低下.最后展望了其在炼铁工序的应用前景,并提出了具有发展前景的技术路线,以期为中国低碳炼铁技术的发展提供更多的可能和源动力.

    低碳炼铁可再生能源生物质能氢能

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    氢基直接还原铁工艺技术及应用

    于樾王锋齐渊洪郑艾军...
    283-298页
    查看更多>>摘要：氢基直接还原铁工艺是一种环保、高效的钢铁生产技术,具有广阔的应用前景.在全面介绍氢基直接还原铁工艺的基础上,重点分析了氢基还原气体的成分重整工艺在冶金工业中的应用情况、优缺点和适用性,主要包括水蒸气重整、部分氧化重整、自热重整和二氧化碳重整 4 种重整方法.系统地探讨了中国氢基直接还原铁工艺的探索实践以及面临的机遇挑战,指出焦炉煤气自热重整制取还原气技术将在今后中国氢基直接还原铁中扮演重要角色.

    重整方法天然气焦炉煤气氢基直接还原铁

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    鼓风与氧煤枪中氧含量变化对煤粉燃尽率的影响

    郭宏烈滕召杰吴胜利张建良...
    299-308页
    查看更多>>摘要：为进一步提高喷煤量、降低焦比,实现企业降本增效,首钢京唐结合自身生产情况,开展高炉高富氧鼓风冶炼技术研究.采用实验测试、数值模拟等方法开展了鼓风与氧煤枪中氧含量的变化对回旋区状态及煤粉燃尽率的影响的研究.结果表明,鼓风富氧率从 7%提高到 11%后,相同煤比情况下 2 种喷吹煤煤粉燃尽率分别从77.10%提高到 82.71%、78.43%提高到 82.62%,但是煤粉燃尽率随着煤比的提高而降低;氧煤枪内氧气流量从3 000 m3/h增加至 6 000 m3/h 后,沿煤粉流股方向上的最高温度从 2 762K 增加至 2 802 K,煤粉的燃尽率从72.31%增加至 75.12%.同时,采用上述 2 种富氧手段,能够实现大喷煤高富氧喷吹,达到预期降焦目的,获得良好的经济效益.

    高炉富氧喷煤氧煤枪富氧鼓风煤粉燃尽率

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    基于GA-BP神经网络的铁水硅含量预测方法

    何奕波郭辉张冰谦朱强...
    309-318页
    查看更多>>摘要：长期以来在高炉炼铁过程中铁水硅含量一直作为代表高炉热状态的重要指数.然而由于高炉具有动态特性,内部化学反应十分复杂,是一个典型的黑箱模型,因此对高炉铁水硅含量进行实时预测十分困难.针对这一问题,利用遗传算法(Genetic Algorithm,GA)对传统 BP(Back Propagation)算法进行改进,构建 GA-BP 神经网络预测铁水硅含量.首先将高炉炼铁过程中的 13 个参数(如风量、风压等)进行特征提取,并利用遗传算法全局搜索BP神经网络最优的初始权值和阈值,接着利用前向传播算法(Forward Propagation,FP)在三层神经网络中传递筛选出来的特征并计算出预测值,其中三层神经网络每层神经元个数分别为 7、50、1.最终将铁水硅含量预测值与真实值进行误差分析,利用梯度下降(Gradient Descent,GD)的原理不断更新神经元的权重,直到预测值与真实值之间的误差达到所给定的阈值.相比于传统 BP 神经网络,GA-BP 神经网络改善了 BP 神经网络权值、阈值难定,学习速度慢且易陷入局部最优等缺点.将某钢厂生产过程中实时采集到的数据经过预处理之后,输入到神经网络中进行训练并且利用测试集来验证该模型的精度.最终该模型在测试集上取得了 92%的正确率且均方误差(Mean Square Error,MSE)稳定在 0.001,证明了该模型的有效性.选取了 50 组数据集之外的新数据来进行预测,结果验证了该模型具备指导生产实践的能力.

    高炉炼铁硅含量BP神经网络遗传算法特征工程

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    《物理测试》征稿启事

    318页
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    基于特征选择与梯度提升决策树的球团矿抗压强度预测

    陈许玲蒋文浩黄晓贤范晓慧...
    319-327页
    查看更多>>摘要：抗压强度是评价球团矿质量的重要指标,也是球团生产的核心控制目标,但其检测周期长、控制严重滞后.因此,实时准确预测球团矿抗压强度对提升和稳定球团质量具有重要意义.提出一种基于 Filter 和 Wrap-per混合特征参数遴选结合贝叶斯优化算法的球团矿抗压强度预测方法,采用现场生产数据对模型进行训练与测试,预测结果表明:特征选择和贝叶斯优化算法的引入可以明显提升模型的预测精度,基于特征选择和贝叶斯优化的梯度提升决策树(GBDT)模型的拟合效果最好,预测准确率达 95.31%,为球团矿质量的优化控制奠定了良好的基础.

    球团矿抗压强度梯度提升决策树特征选择模型预测

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    生物质炭化提质制备高炉喷吹燃料的研究

    袁骧邹凡球但家云李仁国...
    328-339页
    查看更多>>摘要：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 CO2 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.

    高炉喷吹碳排放生物质热解炭化水热炭化

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    板坯连铸结晶器凝固前沿钢液速度、温度和硫含量变化规律

    胡增罗志国邹宗树
    340-347页
    查看更多>>摘要：板坯连铸结晶器凝固前沿钢液存在较大的速度梯度、温度梯度及硫浓度梯度,对凝固坯壳捕获气泡及夹杂物有很大影响.采用 ANSYS Fluent对板坯连铸结晶器内不同高度处窄面凝固前沿的钢液速度、温度及硫含量分布进行研究.距结晶器自由液面 0.1、0.3、0.6 m 的截面上平行于X 方向位于结晶器中心处的 3 条截线分别代表结晶器窄面凝固前沿的上部区域、冲击区域和下部区域,对每条线上距凝固前沿 3mm处钢液X 方向的速度梯度、温度梯度及硫含量梯度进行计算分析.结果表明:下部区域钢液的速度梯度最大(14.5 s-1),略大于上部区域(14.1 s-1),冲击区域则最小(0.4 s-1);下部区域钢液的温度梯度最大(902.3 K/m),约为上部区域的2.0 倍,冲击区域的 2.4 倍;上部区域硫含量梯度最大(0.42%/m),下部区域次之(0.04%/m),冲击区域最小(0.02%/m).在 3 个区域中,随着与凝固前沿距离的增大,钢液中的硫含量分布存在 2 种变化形式:先增大后减小至初始含量值;先减小再增大最后减小至初始含量值.

    连铸结晶器凝固前沿温度场硫含量分布

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    Al含量对耐热钢热轧态组织及性能的作用机制

    余海存张有祥金静姜昊成...
    348-358页
    查看更多>>摘要：在 310S耐热钢基础上加入不同质量分数的 Al元素(2.46%、3.05.%、4.24%)并重新调整成分后得到耐热钢铸态板材,将其在 1 200℃下进行变形量为 60%的热轧处理,并在 1 150℃固溶处理 30 min得到耐热钢热轧板材.通过对不同 Al含量的热轧板材的显微组织和微观结构进行分析,并测试了其室温拉伸性能和 800℃拉伸性能.结果表明:随着 Al含量增加,晶粒尺寸逐渐减小,更多 Al 元素在基体中固溶,细晶强化、固溶强化、M7C3碳化物以及细小弥散 NiAl相的析出强化的共同作用致使耐热钢的室温硬度、强度增加,而伸长率减小;800℃时随 Al含量增加,强度先增加后减小,而伸长率均在 16%左右.

    310S耐热钢热轧固溶处理显微组织拉伸性能

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    IN792LC单晶高温合金长期热暴露下的蠕变性能退化

    李石磊帅三三汪超何磊...
    359-367页
    查看更多>>摘要：研究了 800℃条件下最长时间达到 3 000h的长期热暴露对IN792LC单晶高温合金显微组织演变及蠕变行为的影响.结果表明:长时间热暴露后,γ'相球化生长均匀分散在γ基体内,γ'相的粗化行为符合 Lifshitz-Slyozov-Wagner(LSW)模型.热暴露后一些不连续碳化物在γ/γ'共晶组织周围析出,但无拓扑密排相(TCP)生成.对长期热暴露后的合金进行了 760℃/662 MPa下蠕变断裂寿命测试,随着热暴露时间延长,由于组织退化,合金蠕变寿命降低,而断裂伸长率不断提高.当热暴露达到 3 000h时,合金蠕变断裂寿命降低 81.1%.合金蠕变寿命的减少主要由γ'相粗化、碳化物的退化以及柯肯达尔孔洞增大导致.分析发现在热暴露后共晶相周围MC碳化物分解形成的 M23C6 碳化物,空位在碳化物处塌陷聚集成微孔,加速了裂纹的萌生与拓展.此外,由于热暴露后合金蠕变过程中的位错网络被破坏,位错切入γ'相运动,从而进一步降低蠕变断裂寿命.研究结果为IN792LC单晶高温合金近服役温度条件下使用寿命预测提供了参考.

    单晶高温合金热暴露组织退化蠕变碳化物

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