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河北冶金
河北冶金

褚建东

月刊

1006-5008

hbyj@chinajournal.net.cn

0311-87930065 85671316

050031

河北省石家庄市跃进路167号

河北冶金/Journal Hebei Metallurgy
正式出版
收录年代

    直接还原铁对电炉炼钢及碳排放的影响研究现状

    康旭王强张彩东刘勇...
    1-8页
    查看更多>>摘要：电炉使用直接还原铁(DRI)工艺是钢铁工业实现可持续发展、节能减排和环境友好发展的前沿技术之一,对实现"碳达峰"和"碳中和"有很好的促进作用.直接还原铁中残余元素和有害元素质量分数较低,并且适合大规模生产,常作为电炉冶炼高品质优质钢的钢铁原料.在世界范围内,电炉炼钢通常使用一定比例的直接还原铁,电炉炼钢使用直接还原铁也是中国钢铁工业可持续发展的必然选择.着重介绍了直接还原铁质量(直接还原铁中脉石质量分数、碳质量分数、金属化率、粒度和密度)对电炉工序指标(渣量、电耗、电极消耗等)的影响;研究了直接还原铁对钢水残余元素和P、S质量分数的稀释作用;阐述了电炉使用直接还原铁对钢水氮质量分数的影响机理.对比了电炉使用直接还原铁短流程炼钢工艺和高炉-转炉长流程炼钢工艺对CO2排放量的影响.同时,介绍了国内外钢厂电炉使用DRI的情况,为国内外电炉使用直接还原铁冶炼控制提供了参考.

    电炉DRICO2排放电耗洁净度

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    国内热锻模具钢的发展现状

    樊明强赵英利王超马瑞楠...
    9-13页
    查看更多>>摘要：我国模具工业规模大、年产值高、市场潜力巨大,但由于起步晚,产品以中低端为主,大型、精密、复杂模具仍严重依赖进口.热锻模是模具钢重要分支,产品主要分为中碳低合金热作模具钢、铬系中合金热作模具钢和改进型热作模具钢3大类,使用温度涵盖300～700 ℃温度区间,在汽车工业和机械制造业应用广泛.简要介绍了国内热锻模具钢的发展概况;分析了热锻模具钢的使用工况、失效形式和性能要求;结合国内模具使用情况和合金化特点,为热锻模具钢的选材与产品研发提供了参考依据,同时展望了利用W、Mo、V、Co等元素合金化设计和成形情况,指出通过热处理工艺提高热锻模具钢的强韧性和耐磨性是热锻模具钢的发展趋势.

    热锻模具钢发展趋势研究现状

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    烧结矿转鼓强度和冶金性能研究

    吉伟冯二莲
    14-23,34页
    查看更多>>摘要：随着钢铁行业"绿色低碳、高质量发展"政策的落地实施,高炉不仅要求烧结矿具有良好的物化性能,还要求具有良好的热态冶金性能.针对目前高炉过于强调烧结矿转鼓强度和低温还原粉化指标RDI+3 15,而忽视了还原度RI的片面要求,通过研究烧结成矿机理、矿物组成特性、黏结相系特征和形成条件,分析了 FeO、碱度R、脉石成分等关键化学成分和不同铁矿粉烧结对转鼓强度及冶金性能的影响,得出了适宜的FeO含量、碱度R、MgO含量、Al2O3含量、铝硅比.同时兼顾转鼓强度、还原度RI、低温还原粉化指标RDI+3.15和软熔性能,提出了改善烧结矿转鼓强度和冶金性能的技术措施,为高炉冶炼提供综合指标优良的烧结矿.

    烧结矿转鼓强度冶金性能低温还原粉化率还原度

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    高比例磁精粉烧结试验研究

    乔红梅钱泽正杜鲲鹏周建沣...
    24-29,75页
    查看更多>>摘要：为提高本地自产矿粉的使用,优化原料资源配置,降低烧结原料成本,首钢股份进行了高比例磁精粉配加不同种类进口富矿的烧结杯实验,分别探索了高比例磁精粉条件下不同富矿粉种类、熔剂结构和料厚参数的变化,并对烧结矿各项经济技术指标进行了分析.结果表明:高比例磁精粉搭配褐铁矿时,烧结矿强度和粒度质量较好,但利用系数偏低;烧结矿品位偏低;搭配赤铁矿和半褐铁矿的烧结利用系数较高,成品率偏低,返矿产生量较大,强度和粒度指标也偏低,但烧结矿品位较高;配加少量灰石后,强度和平均粒径略有改善,但烧结机利用系数和烧结速度降低;低料厚实验在利用系数和转鼓强度指标方面有所下降,燃耗有所升高,但返矿量减少,平均粒径增加,成品率和转鼓强度有所提高.因此,首钢股份烧结厂采用60％自产矿粉进行高比例磁精粉烧结时,水分应控制在8％左右,熔剂结构采用白灰和少量灰石搭配使用能够获得较好的烧结矿强度和粒度,改善料层透气性,进口矿方面可采用褐铁矿(杨迪)搭配赤铁矿(巴卡)或半褐铁矿(PB、麦克)的方式来平衡利用系数和质量指标,料层厚度控制在800 mm.

    磁精粉烧结熔剂结构料厚参数烧结杯利用系数烧结速度

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    回转窑高温气氛调节磁化焙烧工艺

    王建平
    30-34页
    查看更多>>摘要：磁化焙烧是在一定温度和气氛条件下,将褐铁矿、菱铁矿、沉积型赤铁矿等类型的弱磁性铁矿转变成强磁性铁矿物,再通过弱磁选工艺将其中的含铁物料与脉石进行分离的工艺.回转窑是传统的铁矿石磁化焙烧设备,普遍将0～15 mm铁矿石及还原煤从入料端加入,存在产能低、能耗高、焙烧矿质量差、窑内"结圈"的问题,为此,提出一种难选铁矿石全粒级高温气氛调节磁化焙烧工艺.该工艺将5～15 mm粗粒级矿先入窑干燥、预热和前期预还原,改善粗颗粒矿还原磁化过程动力学条件;常温0～5 mm细粒级矿石和高挥发分的煤分批次同步后入窑,通过高温还原气氛调节手段,控制料层中还原气氛浓度保持在一个较低的水平,保证粗颗粒表面和芯部、粗颗粒和细颗粒间均匀还原,稳定Fe3O4的生成.在焙烧温度950 ℃、还原时间30 min、还原剂配比1.8％、还原剂粒度5～10 mm的工艺条件下,0～15 mm镜铁山粉矿的磁化焙烧效果最佳;稳定焙烧试验中焙烧矿采用两段磨矿三段磁选的流程,可得到精矿TFe品位58.26％、金属回收率90.29％的磁选指标.

    磁化焙烧全粒级还原气氛金属回收率

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    不同块矿配比条件下的高炉炉料结构

    刘燕军艾志明田铁磊靳鑫玉...
    35-39页
    查看更多>>摘要：为实现高炉的经济、高产和高质,邢台某钢铁企业采用了富氧大喷吹的工艺措施.围绕高炉现场的原燃料条件,在低烧结矿比的条件下,研究了调整不同块矿及球团矿等酸性炉料的入炉量对降低软熔带位置、改善料柱的透气性、提高高炉的透气性指数和煤气利用率的影响.研究结果表明:当炉料结构为烧结矿+球团矿+南非矿时,随着南非块比例的增加,软熔带的位置上移,滴落温度升高,最大压差和特征值升高,料柱透气性变差,另外南非块碱金属较高,易损坏焦炭结构,故南非块长期使用时,配加比例不宜超过8％;在烧结矿和球团矿入炉比例一定的情况下,逐渐使用纽曼块、SP10替代南非块,当南非块与纽曼块比例为1∶1时,最大压差和特征值最低,料柱透气性最佳为868 kPa·℃,即南非块和纽曼块均为10％较适宜;随着SP10矿替代比例的增加,软熔带区间变宽,且最大压差和特征值都明显升高,炉料的熔滴性能恶化;由于SP10爆裂性能较差,易导致粉末产生量较多,进一步造成料柱透气性恶化,因此SP10不易超过6％.

    高炉炉料结构块矿软熔带熔滴性能

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    汽车板成形极限预测公式研究

    李晓广张东凯何方余亚克...
    40-45页
    查看更多>>摘要：成形极限作为汽车板关键性能指标和零件变形失效的评价准则,在汽车零部件加工产业链中发挥着重要作用.基于成形极限预测公式,可以根据材料的常规力学性能指标,快速得到成形极限,避免繁琐耗时的检测实验,为钢铁材料企业利用大生产检测得到产品成形极限指标提供重要理论和工具支撑.分析了国外学者提出的成形极限关键指标FLC0的预测公式,对3种公式因计算结果差异导致评价准则不一致的问题,开展了 22种汽车板产品成形极限检测,提出了根据FLC0进行成形极限预测精度对比的分析方法.在完成单轴拉伸力学性能测试基础上,依据Keeler、Cayssials和Abspoel 3种预测公式得到FLC0计算结果,对比分析得到3种公式的整体精度和适用的具体产品类别.研究结果显示,22种常用汽车板产品实测FLC.与采用预测公式计算结果存在较高的相关性,但3种预测公式针对成形极限的预测结果差异明显,且由于公式采用的性能指标差异,导致各公式的整体通用性和具体汽车板产品的适用性均有所不同.

    汽车板成形极限失效FLC0预测精度

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    无孔型轧制电极扁钢方坯表面垂直度计算与分析

    韩广杰赵亚萍李宝秀林鹏...
    46-49,70页
    查看更多>>摘要：电极扁钢又称作阴极扁钢,主要用于电解铝行业中的阴极电解电极,代表牌号有Q195、Q215、Q235.为满足钢坯尺寸的多样化,使用无孔型轧制,依靠压下量的精确设计满足客户需要.与限制孔型轧制相比,无孔型轧制的关键技术在于通过轧制参数设计保证钢坯的表面垂直度.以280 mm × 325 mm方坯为研究对象,进行了无孔型轧制计算.由于方坯和轧辊结构对称,将模型简化为1/4模型,调整和优化道次压下量、轧制速度、轧制出口高度和宽度等参数,得到截面尺寸为165 mm × 210 mm的方坯.该方坯在Z轴的高度由中心向两侧逐渐升高,上表面的表面垂直度为2.7 mm,在Y轴的宽度由中心向两侧逐渐缓慢增加,左侧面的表面垂直度仅为0.4 mm,模型对轧辊间距的简化处理对钢坯形变没有产生影响.根据对称分布关系,该无孔型轧制模型的参数设计可以满足方坯对4个表面的垂直度在3 mm以内的要求,为电极扁钢方坯的实际生产提供了理论依据.

    电极扁钢无孔型轧制压下量表面垂直度

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    渗碳工艺对摆线轮组织和性能的影响

    谭志雨高博李建辉安慧...
    50-55页
    查看更多>>摘要：以20CrMoH钢作为RV减速器摆线轮的原料,经调质和等温正火两种工艺预处理后,在渗碳温度880 ℃,渗碳压力1 500 Pa,保压时间25 s,渗扩比1:5,渗碳时间分别为45 min和65 min工艺下进行低压真空渗碳热处理,利用直读光谱仪、光学显微镜、洛氏硬度计、显微维氏硬度计、激光三坐标仪器及Geomagic Qualify软件等分析方法对热处理后样品的碳含量、微观组织、表层硬度、渗层深度和变形量进行了研究.结果发现,两种预处理的摆线轮在渗碳后表层到心部的组织基本一致,表面碳含量保持一致,表层洛氏硬度相差0.1 HRC,渗层深度相差0.007 mm,变形量也基本一致,表明这两种不同的预处理工艺对渗碳摆线轮组织、力学性能及变形量的影响较小;当渗碳时间从45 min延长到65 min时,摆线轮组织更加均匀,表面碳含量增加了 0.05％,表层洛氏硬度提高了 0.3 HRC,渗层深度增加了 0.2 mm左右,变形量有所减小,表明延长渗碳时间会增加摆线轮的表层碳浓度、表层硬度及渗层深度,同时使摆线轮的组织更均匀,变形量更小.

    摆线轮真空渗碳热处理微观表征碳含量力学性能

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    高强无磁不锈钢Cr21Ni13Mn5Mo2N的热加工特性

    嵇爽韩彦光陈文赵英利...
    56-61页
    查看更多>>摘要：利用Gleeble 3800热模拟机对奥氏体不锈钢Cr21Ni13Mn5Mo2N进行热压缩实验,研究该钢种的高温变形与应变速率以及温度的关系,建立了双曲正弦本构方程,最终得到其热激活能为679.58 kJ/mol,应变速率因子 Z=(ε)exp(679 580/RT).实验结果表明,在 950～1 200 ℃,0.01～10 s-1条件内,材料变形过程均发生动态再结晶,在950 ℃,应变速率为0.1 s-1条件下,再结晶开始的变形量为10％.流变应力随温度升高及应变速率降低呈现明显下降趋势,由950 ℃、10 s-1时的326 MPa降低至1 200℃、0.01 s-1时的75 MPa.结合微观组织分析及锻造试验,对压缩试样开裂问题进行深入探究,结果表明晶界处碳、氧化物的聚集恶化晶界塑性,导致热变形过程中在该处形成裂纹源并逐步扩展.通过热处理和热变形试验,确定Cr21Ni13Mn5Mo2N电渣锭在1 170 ℃固溶6 h后晶界碳、氧化物消除,电渣锭晶界处结合力明显提升,成功消除锻造开裂问题,实现锻造成材率大幅提升.

    不锈钢Cr21Ni13Mn5Mo2N压缩热模拟本构方程热加工塑性

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