炼钢杂志

炼钢杂志2022年第2期

• 低合金高强钢中针状铁素体控制的综述

  姚浩,任强,张立峰

  在低合金高强钢中，形成大量的针状铁素体是满足高强度和高韧性的主要方法。影响针状铁素体体积分数的几个关键因素在不同的文献均有体现，也有综述文献总结了针状铁素体形核机制和有利于形核的夹杂物特征，但是并没有系统地总结各因素变化带来的影响。本文总结了奥氏体晶粒尺寸、冷却速率、夹杂物成分、夹杂物尺寸的变化对针状铁素体体积分数的影响。得出结论如下：奥氏体晶粒尺寸为100～200 μm、冷却速率为5～10 ℃/s、夹杂物尺寸为1～2 μm和(Ti、Mg、Zr)Ox夹杂物均有利于促进针状铁素体形核。

• 铁水KR机械搅拌脱硫反应动力学研究进展

  彭家云,李明晖,欧阳德刚,李赛赛,李灿华

  KR铁水脱硫工艺（又称机械搅拌法）因其较优的反应动力学条件，及脱硫效率高、脱硫效果稳定和脱硫成本低等优点，广泛应用于国内外各大钢铁企业，逐渐成为铁水预处理脱硫的首选工艺。综述了近年来提高KR机械搅拌法铁水脱硫动力学条件方面的研究成果，通过了解国内外脱硫反应动力学条件的发展动态，为KR动力学条件的改进或优化提供参考。

• 含镍生铁在转炉冶炼含镍钢中的应用

  曹磊,高云飞,王国连

  结合国内某钢厂的生产实践，对含镍生铁在转炉冶炼含镍钢种的应用进行了热力学分析和动力学研究。热力学计算表明，不论是在标准状态下还是在转炉冶炼实际条件下，通过含镍铁块合金化进入铁液或钢液中的镍元素都不可能被氧化形成氧化镍。转炉冶炼X80-1钢表明，通过测定含镍铁块的熔化速率试验，25 mm厚的含镍铁块熔化速度比废钢熔化速度快30 s；转炉半钢成分检验结果表明含镍铁块加入转炉吹炼5 min后可以完全熔化。同时对转炉终渣成分进行扫描电镜以及XRF检测，未发现氧化镍，含镍铁块合金化镍的收得率接近100 %。

• 石灰在气化脱磷渣中熔解时渣中离子迁移行为研究

  佟帅,王书桓,李晨晓,薛月凯,张凯璇,孙华康,

  针对转炉气化脱磷渣渣系，研究了静态石灰在熔渣中熔解动力学。研究结果表明，在1 200～1 500 ℃内，随着温度的升高，石灰熔解速度增大。石灰熔解的表观活化能为Ea=203.1 kJ/mol，拟合反应速率常数与温度关系的直线方程为ln vr=-24.43/T-14.62，其石灰熔解的限制性环节为扩散控制。通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射（XRD）对熔渣层-交界层-石灰层进行离子迁移分析，研究结果表明，由石灰表层向内部深入，熔渣组元Fe2+的迁移速率比SiO44-的迁移速率快，在石灰表层主要生成CaO-SiO2复合相，内部会存在更多的Fe元素，形成主要的CaO-FeO复合相。

• 提高纯钙线钙收得率的研究

  张思维,陈林权

  通过理论分析和生产实践研究了影响纯钙线Ca收得率的因素，结果表明：1）减少喂丝导管直径能够减小钙线的偏转和盘圈的问题；2）钙的有效吸收区间为包底以上0.3 m至液面下1.22 m；3）钙线的喂线速度受到钙线铁皮厚的影响，不同铁皮厚度的钙线对应一最佳喂线速度；4）在氩气泡循环流的下降流位置喂线时,钙的收得率优于在氩气泡循环流的上升流位置；5）无缝钙线的Ca收得率高于有缝钙线；6）钢液成分影响到钙的蒸气分压，钙的有效吸收区间有所不同，钙在钢液中的停留时间也不同。

• 复合粉剂包芯线应用研究

  康伟,栗红,曹东,常桂华,廖相巍,

  将制备的Fe-Si＋CaO复合粉剂包芯线加入钢液，研究其对去除夹杂物的作用。结果表明：复合粉剂包芯线能够加入到钢液，其中粉剂可以扩散分布到钢液中，与钢液中夹杂物形成硅钙铝复合夹杂物，外观呈球形，容易聚集上浮排出钢液。工业应用中，复合粉剂包芯线在不影响钢种成分控制的情况下，能够起到去除夹杂物、净化钢液的作用，应用复合粉剂的罐次铸坯T.O含量、夹杂物面积分数、夹杂物数密度显著下降，残留在铸坯中的夹杂物尺寸绝大多数小于4 μm，未出现大于10 μm夹杂物。

• 单流中间包结构优化及夹杂物去除数值模拟研究

  高天,王聪,孙明飞,王波,张捷宇,

  针对单流中间包连铸过程中流动状态不佳、钢液夹杂物含量较高等问题，提出了中间包控流装置的优化方案，采用数值模拟和水模试验研究了不同控流装置情况下中间包钢液流动行为及平均停留时间分布等特征。结果表明，最佳控流装置参数：堰距长水口距离1 090 mm，堰高度180 mm，坝堰间距260 mm，高坝高度340 mm时中间包钢液流场优化及夹杂物去除效果最佳。对比原方案中间包，优化后中间包钢液平均停留时间和活塞区均有所增加，死区降低7.14 %；夹杂物平均去除率达到68.7 %，较原方案平均去除率提高6.6 %。

• 高拉速生产小方坯包晶钢表面质量控制与改善

  高宇波,管蒙寒,张建斌,包燕平

  针对传统包晶钢保护渣在使用过程中的不足，确保保护渣传热性能的前提下兼顾润滑效果，为小方坯包晶钢的连铸高效稳定生产提供新的技术方案。通过保护渣成分设计优化，在原有保护渣的基础上适当降低碱度和黏度，引入LiO2和过渡族金属氧化物（Fe2O3、MnO），并降低F含量，改善了保护渣在高拉速生产条件下的适用性及稳定性。在一系列保护渣性能关联性、兼容性设计优化及使用条件改进下，高拉速生产包晶钢小方坯铸坯探伤合格率由不足35 %提升至93 %以上，实现了小方坯包晶钢连铸的连续高效、高质量生产。

• 钢包扩容模拟分析及在300 t钢包中的应用实践

  肖同达,吴杰,李慕耘,孔勇江,徐国涛,张美杰

  炼钢厂产能提升及大废钢比生产模式转变，对钢包扩容使用提出了要求。通过模型化与数值计算对钢包扩容后温度场、应力场变化进行了分析，扩容后钢包达到稳态循环后包壁外表温度最大值280 ℃，渣线位置达到最大值310 ℃，处于安全范围。包壁工作层厚度减薄30 mm，钢包有效容量由277 t增加到286 t，月产能增加1.8万t，促进炼钢产能提升的同时，降低了动力费用、耐材费用、人工费用，实现年经济效益约1 400 万元。

• 水口聚集类夹杂物对车轮疲劳裂纹的影响及其控制

  金友林,杜松林,龚志翔

  通过对辋裂失效车轮及其内部夹杂物的特征分析，表明该形式的疲劳裂纹是由钢中聚集类大尺寸夹杂物所致，该类夹杂物为钢中内生夹杂物在水口内壁聚集、脱落而滞留在钢中形成，其分布在连铸坯距表面 20～40 mm 位置，经过轧制后分布在车轮轮辋区域，位于踏面以下10～20 mm位置，夹杂物尺寸一般超过500 μm，主要为钙铝酸盐类夹杂物。通过钙处理工艺优化、连铸全程保护浇铸以及电磁搅拌参数优化等工艺优化措施，夹杂物在水口内壁吸附聚集得到有效控制，连铸浇铸稳定性及车轮产品质量得到明显改善，大尺寸夹杂物数量减少76 %以上，且超过1 mm当量尺寸的夹杂物比例由35 %降低为8 %。

• 无取向电工钢表面线状缺陷的影响因素分析

  李红卫,胡金文,郭飞虎,乔家龙,徐李军,仇圣桃

  结合扫描电镜和大样电解研究了CSP流程W800牌号无取向电工钢表面线状缺陷中夹杂物成分及来源，采用SPSS软件回归分析了生产过程各因素对表面线状缺陷的影响。研究表明：稳态浇铸过程铸坯中大型夹杂物含量为5.39 mg/10 kg。引起无取向电工钢表面线状缺陷的大型夹杂物主要为脱氧产物、镁铝尖晶石和钢包顶渣，主要类型为Al2O3、MgO-Al2O3、CaO-Al2O3-MgO和CaO-Al2O3-SiO2。非稳态浇铸过程钢水洁净度明显降低，热轧板表面线状缺陷比例上升。影响表面线状缺陷的主要因素为RH出站时顶渣的w(CaO)/w(Al2O3)、RH脱氧结束氧位及中间包最低吨位。

• 空气消耗系数对转炉汽化冷却烟道运行的影响

  杨森,秦勤,于庆波

  转炉汽化冷却烟道的安全运行受吹炼时间、空气消耗系数、烟气流速等因素的影响，其中空气消耗系数与实践生产联系最为紧密。依据转炉汽化冷却烟道的热力计算过程编制了热力计算程序，当空气消耗系数发生变化时，通过热力计算程序研究了炉气的理论燃烧温度、汽化冷却烟道的传热量及排烟温度的变化规律。结果表明，180 t转炉在炉气温度1 600℃，初始炉气成分φ(CO)=90%，φ(CO2)=10%的情况下，当空气消耗系数从0.08增长至0.30时，炉气的理论燃烧温度提高了286.1 ℃，烟气中φ(CO)从72.468 %下降到41.052 %，换热量大幅增加，烟道出口排烟温度提高了139.12 ℃。

• 钢渣砖碳酸化性能的研究

  张平,张冰心,常钧

  将济南钢铁厂的钢渣置于密闭容器当中，并通入100 %的CO2气体进行碳酸化，以寻找一种新的利用钢渣的方法，从而实现工业渣的零排放、降低企业成本。研究发现：钢渣在一定压力下能吸收一部分CO2，碳酸化后钢渣试件的强度比未碳化钢渣的强度有大幅度的提高。通过重量法测定钢渣粉在水灰比为14.5 %时，制备的钢渣砖碳酸化增重率最高，为15.05 %，对应的抗压、抗折强度分别为36.88、9.69 MPa；通过XRD以及FE-SEM微观测试方法可以得到，试件力学性能提升的原因是钢渣中原有的Ca2+、掺加的水和CO2发生碳酸化反应，生成了CaCO3，导致微观结构更为致密、孔隙直径减小、总孔隙体积减小。