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中国冶金
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洪及鄙

月刊

1006-9356

zgyj1234@yahoo.com.cn

010-65276837

100711

北京东城区东四西大街46号

中国冶金/Journal China Metallurgy北大核心CSTPCDCSCD
查看更多>>本刊是中国金属学会主办的综合性期刊，是中国金属学会会刊，也是冶金行业唯一具有科技政策和技术导向性、多学科、多专业、实用性、国内外公开发行的科技期刊。
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    高炉富氢冶炼发展现状与展望

    崔小杰胡长庆
    1-10页
    查看更多>>摘要：高炉冶炼是目前国际上主流炼铁工艺,也是钢铁材料生产过程中能耗和碳排放最高的工序,高炉富氢冶炼是高炉炼铁降碳减排的关键技术.研究了国内外高炉富氢冶炼示范项目的技术路线、进展以及下一步规划,基于富氢燃料理化特性、富氢还原热力学和动力学条件,分析了高炉富氢冶炼的优势,阐述了高炉富氢冶炼发展中面临的技术、环境、经济等方面的挑战,展望了未来高炉富氢冶炼的发展方向,有利于推动高炉富氢技术的深入发展和高效应用.

    高炉富氢高炉炼铁以氢代碳氢冶金富氢燃料

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    铁焦性能的影响因素及富氢高炉使用铁焦的探讨

    武校章张淑会兰臣臣刘然...
    11-20页
    查看更多>>摘要：铁焦是一种新型碳铁复合炉料,相比普通焦炭,其具有高反应性,能降低高炉热储备区温度,提高工作效率.铁焦的性能受制备原料的种类、配比和工艺参数等因素的影响.对于高炉富氢冶炼,因其铁矿石还原及成渣过程改变,需要加速初渣熔化和金属铁渗碳过程;而铁焦的气化反应温度低,有利于碳黑的析出和促进金属铁的渗碳,因此将铁焦代替部分焦炭应用于富氢高炉冶炼可以发挥铁焦和氢气的双重节能减排优势.系统讨论了制备因素对铁焦性能的影响,并探讨了铁焦在富氢高炉应用的可行性和优势.结果表明,铁矿粉对铁焦的反应性具有正向催化作用,加入一定配比的黏结剂可使铁焦结构致密,炭化温度会影响铁焦金属化率,适当的炭化时间可提高铁焦抗压强度和反应后强度.部分铁焦代替焦炭应用于富氢高炉,在发挥其高反应性作用的同时,还可以保护焦炭,加速铁水的渗碳过程并改善高炉的透气性.建议深入探索铁焦在富氢高炉内的反应行为和性能演变特点,并结合富氢高炉对铁焦的性能要求和制备铁焦的影响因素,研究适用于高炉富氢冶炼的铁焦制备技术,以推动高炉低碳冶炼技术的实施.

    铁焦低碳冶炼气化反应影响因素富氢高炉

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    烧结多载能气料面耦合喷吹装备系统

    周浩宇叶恒棣魏进超刘前...
    21-28页
    查看更多>>摘要：富氢燃气喷吹强化烧结技术是一项可以节约烧结燃料、降低污染物排放、提高烧结矿产质量的先进技术,但是目前该技术在应用推广过程中遇到了无法与热风、烟气、蒸汽等载能气介质耦合作业的难题.通过数值仿真建模对传统装置结构开展流场分析,探明了导致多种载能气体无法耦合喷吹的根本原因是热风/烟气循环罩侧部的不均匀进风造成罩内流场紊乱;针对性研制了渐扩进气口、矩阵多孔式整流花板、稳流导流筒、反射叠喷管排等一系列核心部件,攻克了技术瓶颈,开发集成了烧结多载能气料面耦合喷吹装备系统.在国内某360 m2烧结机生产现场投用后取得了良好效果,其台时产量提升了 8 t/h,烧结工序能耗下降了 2.5 kg/t,且富氢燃气的料面喷吹均匀度提升超过1倍,燃气罩内着火率降低90％,燃气顶部逃逸率降低95％,连续稳定运行周期明显延长.该项装备的研发拓宽了富氢燃气喷吹强化烧结技术的应用范围,推动了烧结工序的高效低碳化转型.

    烧结富氢燃气多载能气耦合喷吹装备系统高效低碳

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    冶金流程工程学理论在唐钢新区的应用实践

    王新东李毅挺李长海孙彦广...
    29-36页
    查看更多>>摘要：在冶金流程工程学理论指导下,唐钢新区开展了流程优化与智能化运行的研究与实践.以提升流程自组织性和他组织力为出发点,围绕各工序高效稳定、界面流畅贯通、流程动态有序且连续协同运行3个层次开展攻关.以物质、能量、时间、空间、信息"五维"动态甘特图为核心,通过物质流、能量流、信息流协同优化,构建信息物理融合系统的技术路线.总结了在炼铁-炼钢界面优化和铁水动态调度、炼钢区段"一对一"层流高效协同运行、钢区界面优化和动态调度、连铸-热轧界面流程优化及协同调度等方面的阶段进展和指标改善情况.

    冶金流程工程学流程优化界面技术智能化信息物理系统

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    钒钛磁铁矿内配骨料气基还原试验

    代文林邢相栋苗红生张宝婷...
    37-44,81页
    查看更多>>摘要：气基还原工艺处理钒钛磁铁矿逐渐受到研究者的关注,但目前该工艺还原后的钒钛磁铁矿金属化率较低.针对气基还原钒钛磁铁矿金属化率低的问题,以兰炭为骨料研究兰炭添加量、还原气氛、还原温度、还原时间等因素对钒钛磁铁矿气基还原金属化率及抗压强度的影响,并运用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)方法分析了还原产物物相变化及微观形貌变化,总结出兰炭的作用机理.结果表明,添加兰炭可提升钒钛磁铁矿气基还原的效果,在还原气氛φ(H2)/φ(CO)=2.5、还原温度1 100 ℃、还原时间60 min条件下,未添加兰炭时试样金属化率仅为81.78％;在同样条件下,当兰炭添加量(质量分数)为6％时,试样金属化率可达到92.35％.钛铁化合物还原历程为Fe2.75Ti0.25O4 →Fe2TiO4→FeTiO3 →FeTi2O5→TiO2和Fe,随着还原温度升高,金属铁相逐渐聚集连接成片,渣相与铁相分离明显.添加兰炭还原后试样内部的孔隙数量明显增多,促进还原气体向试样内扩散,推动还原继续进行,最终提高试样的还原效果.研究结果也为气基还原钒钛磁铁矿提供了理论指导.

    钒钛磁铁矿气基还原兰炭骨料金属化率

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    基于Segment Anything的堆叠球团粒度检测

    张学锋黄永鹤余正伟陈良军...
    45-54页
    查看更多>>摘要：球团的合理粒度分布对其质量至关重要.通过深入研究现有方法,针对球团粒度检测中不完全分割和过度分割等问题,提出了 Pellet-SAM(PelSAM)分割方法.该方法继承于Segment Anything(SAM)结构,主要操作是冻结图像编码器和提示编码器的相关参数,并在图像编码器上添加轻量级的空间和通道适配器及微调掩码解码器,使用标记的球团分割数据集对网络进行训练,从而实现对球团图像的准确分割.由于分割后的球团轮廓呈现类圆形,为了便于计算球团直径,先采用最小二乘法对分割后的球团轮廓进行圆拟合;再应用小孔成像原理,结合摄像头和球团表面的距离及摄像头的焦距等因素计算比例系数,然后利用该系数计算图像中球团颗粒的实际大小;最后根据球团颗粒的实际大小将球团粒度分布划分为4个范围,即小于8、[8,12]、(12,16]以及大于16 mm,其中[8,16]mm的为合格球.试验结果表明,该方法在球团分割数据集上取得了 96.8％的准确率,比UNet和Deep-Labv3方法分别提高了 21.0和12.6个百分点.在实际工厂环境下,该方法计算得到的球团粒度分布与人工筛分测量的结果相近,最大误差仅为1.74个百分点.本研究为高效的球团粒度分析提供了可行的解决方案.

    球团粒度深度学习SAM圆拟合球团自动化

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    基于数字孪生和AO-ELM融合驱动的RH炉终点温度预报模型

    肖卓越刘惠康柴琳邓胤韬...
    55-64页
    查看更多>>摘要：RH精炼炉作为钢铁冶炼过程中的关键设备,其终点温度对后期铸造和产品质量影响较大.为了尽可能准确地预报钢水的终点温度,提出基于数字孪生的RH炉终点温度预报方法,通过数字孪生体模型实现终点温度的精准预报.首先通过天鹰优化器优化极限学习机(AO-ELM)构建终点温度预报虚拟模型,根据物理空间中得到的实时炼钢数据,由AO-ELM模型获得初始预测值,同时更新孪生数据库;然后通过相似度搜索,在孪生数据库中找到相似的冶炼炉次,对比相似炉次下的预报值与实际值,对初始预报值进行加权误差修正,得到最终预报值.实际算例结果表明,所建模型相较于传统人工智能终点温度预报模型更加精准和可靠,对后续温度控制有较好的指导意义.

    RH炉温度预报数字孪生天鹰优化器优化极限学习机(AO-ELM)误差修正

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    立式连铸P91钢大圆坯表面纵裂缺陷及其控制

    宗健董延楠涂高岭程晃...
    65-73页
    查看更多>>摘要：P91钢为微合金化改良型9Cr-1Mo马氏体耐热钢,具有良好的高温强度、高温抗氧化性和抗腐蚀性,是当前先进的电站用大口径高温高压蒸汽管道制备材料.针对国内外以坯代锭、开发圆坯连铸高合金钢高效制备工艺的需要,研究分析了 P91钢连铸圆坯常见的表面纵裂问题及其影响因素.基于低倍观察、OM、SEM与EDS分析,揭示了这类表面裂纹的形貌、组织与成分特征;利用相变热力学计算揭示了其高温初凝的相变特点.研究表明,P91高合金钢具有亚包晶钢的凝固特点,其在结晶器弯月面附近可能发生的强烈δ→γ相变收缩是连铸坯壳凹陷与纵裂倾向大的内在诱因,浇注工艺不良所导致的初凝坯壳与气隙不均是造成裂纹发生的重要外部因素;P91钢圆坯纵裂起源于连铸结晶器内.生产试验表明,通过合理选择水口、控制钢水注流对初凝坯壳的冲刷,选用合适黏度与熔点的保护渣、增加液渣层厚度及其对坯壳气隙的充填能力等措施,均能从连铸工艺上不同程度地控制P91连铸圆坯的表面纵裂率;进一步优化设计结晶器铜管冷却结构,适当弱化一冷强度、提高结晶器周向冷却的均匀性,可以更有效地控制其连铸表面纵裂缺陷的发生率.研究结果可为P91等高合金钢圆坯连铸生产中表面纵裂的控制提供参考.

    P91钢大圆坯连铸表面纵裂生产与控制

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    750 MPa级Nb-Ti-Mo复合微合金化方管用钢显微组织和力学性能

    惠亚军王文军田志红刘锟...
    74-81页
    查看更多>>摘要：为了实现汽车车身骨架轻量化,研发了750 MPa级Nb-Ti-Mo复合微合金化方管用钢.采用OM、SEM和TEM等分析方法对750 MPa级Nb-Ti-Mo复合微合金化方管用钢的显微组织与性能进行了分析.结果表明,采用低C、低Mn、Nb、Ti和Mo复合微合金化成分体系,通过优化卷取工艺路线,得到的750 MPa级Nb-Ti-Mo复合微合金化方管用钢的显微组织为全铁素体和大量弥散分布的纳米级析出物,材料具有优异的综合力学性能.750 MPa级Nb-Ti-Mo复合微合金化方管用钢采用直接成方工艺制管后,材料性能与母材基本相当;采用圆变方工艺制管后,随着管径的下降,强度明显提高,塑性逐渐降低,伸长率依然大于14％.750 MPa级Nb-Ti-Mo复合微合金化方管用钢替代传统的Q235、345C、510L等低强度钢材应用于车身骨架,减重比例高达30％,减重效果显著.

    750MPa级Nb-Ti-Mo复合微合金化方管用钢卷取温度析出物

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    基于工业CT微观孔隙结构表征球团矿抗压强度

    龙伟周恒孙大为武建龙...
    82-88页
    查看更多>>摘要：球团矿内部的微观孔隙分布及孔隙率对球团的各项性能有着显著影响.基于X射线计算机断层扫描(CT)方法获得球团矿微观孔隙结构,根据孔径D的大小将其划分为微孔(D＜20 μm)、中孔(20 μm≤D≤60 μm)和大孔(D＞60 μm),分析不同孔径微孔与抗压强度的关系,并以此为基础提出球团矿孔隙指数Ip,由其表征球团矿的抗压强度.研究结果表明,在原料条件相对稳定的情况下,Ip越大球团矿内小于20 µm的微孔比例越大,球团矿的抗压强度越大.该方法不仅可以精准获得球团矿的基础特性,而且能准确直观地表征统一尺度后球团矿的孔隙率及抗压强度,这为科研、生产人员提供了一种新的分析方法,也为评估球团矿质量提供了一种新的指标.

    球团矿工业CT孔隙结构抗压强度孔隙指数

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