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摘要:为了研究炭化温度对高炉喷吹用竹炭微观结构的影响,采用元素分析仪、红外光谱、XRD、拉曼、扫描电镜等先进的表征手段解析了不同炭化温度条件下竹炭的化学成分、官能团、微晶结构、石墨化结构以微观形貌特征.研究结果表明,随着炭化温度的增加,竹炭的挥发分大幅降低,固定碳大幅增加,H和O元素含量逐渐减少.炭化温度高于500℃后,竹炭基本完成了含氧官能团和不饱和侧链的分解.随着炭化温度的升高,竹炭的芳香微晶逐渐长大,碳基质有序化程度逐渐变好,竹炭的空心管壁逐渐产生微孔.此外,炭化温度高于500℃后,竹炭的空心管壁发生破碎、坍塌,有助于降低其机械强度,改善竹炭的可磨性.
摘要:AF3FTM作为一种新型的化渣剂,其与萤石有很多相似的性质.为验证新型化渣剂替代萤石的可行性,从实验室中的熔点测试、脱硫试验以熔渣黏度测试,到最后的工业试验,综合评价了2种化渣剂的冶金效果,为新型化渣剂的进一步推广使用提供参考.研究发现AF3FTM比萤石具有更好地降低渣系熔点、改善流动性的优势,AF3FTM相较萤石球可节约15%~25%的用量,可减少含氟废物的排放约8%~15%,同时新型化渣剂价格便宜,硅含量低,企业可达到降低原料成本和减少污染物排放的目标.但新型化渣剂在工业试验过程发生冒白烟的现象,且可能会增加对炉衬的侵蚀.
摘要:不锈钢渣中的铬以尖晶石矿物相状态赋存时不易溶出,有利于钢渣的资源利用.本文基于熔体非平衡凝固理论,采用热力学数据库FactSage 7.0研究了FeO添加量对CaO-SiO2-MgO-Al2O3-Cr2O3不锈钢渣体系中尖晶石晶体析出温度、析出量、化学组成铬元素赋存状态的影响规律.模拟计算结果表明,尖晶石晶体为高温析出相,主要由MgCr2O4和FeCr2O4组成;随着FeO添加量不断增多,尖晶石晶体的析出温度逐渐降低,其最终析出量逐渐增加,析出物中FeCr2O4所占比例增加而MgCr2O4相对减少;铬元素的赋存状态未受FeO添加量变化影响,仍以尖晶石固溶体形式存在.
摘要:采用液相吸附法研究了不同温度、富锌量等条件对捣固焦和顶装焦气化反应的影响,并结合XRD、扫描电子显微镜和光学显微镜对比分析了锌对2种焦炭气化反应后的微晶结构、显微结构、孔结构的影响.研究结果表明,升高温度和增大富锌量均能使焦炭反应性增大,反应后焦炭强度减小.反应温度低于1 000℃时,锌对焦炭气化反应的影响较小,而在1 100℃时,2种焦炭的反应率随富锌浓度的增大快速增大,且富锌后顶装焦的反应率比捣固焦高约1%~2%.XRD分析表明,锌对焦炭有序化微晶气化反应的催化作用大于无序化微晶,从而导致气化反应后焦炭微晶片层的堆积高度减小,石墨化程度降低.结合扫描电子显微镜和光学显微全景图发现,锌在催化焦炭气化反应过程中孔壁变薄甚至消失,孔面积和孔直径增大,孔的贯穿连通程度加大,为锌蒸气的渗透和气化反应的动力学提供有利条件,导致反应进一步被加剧,但捣固焦较致密的孔结构使其在气化反应中具有优于顶装焦的抗锌催化能力.
摘要:基于有效容积为1750 m3的高炉炉缸在实际生产过程中受损状况,利用Fluent软件VOF方法建立高炉炉缸出铁过程的非稳态数学模型,探究铁水流动对炉缸侵蚀的影响.结果表明,死料柱沉底时底压力较大;剪应力在出铁口的底、炉缸炉底与死料柱边缘的交线处较大.死料柱浮起时底所受压力比沉底小,炉底中心的压力较小,而边缘位置则出现负压,剪应力在炉底中心、出铁口的底等位置较大.无论死料柱沉底与否,出铁口附近的炉壁剪应力在垂直方向上距离出铁口越近则越大,而且出铁口下侧的剪应力高于上侧的剪应力.
摘要:为了进一步提高低合金钢的抗点蚀性能,采用Ti/Al脱氧Ca处理工艺熔炼并轧制制备了试验钢.利用场发射扫描电镜能谱仪(SEM-EDS)、电化学极化试验浸蚀前、后夹杂物的原位观测,研究了不同脱氧工艺钢中夹杂物在模拟海水介质中诱导点蚀的行为.结果表明:与Al脱氧钢相比,Ti脱氧钢中形成了富含TiOx、数量更多、尺寸更细小的夹杂物,有利于MnS的局分散析出,降低其诱发点蚀的危害,采用Ti脱氧工艺有助于提高钢的抗点蚀性能;MnS诱发点蚀的能力强于氧化物夹杂,点蚀优先在MnS夹杂与基体的界面处夹杂物曲率半径小的区域萌生;降低夹杂物的腐蚀活性应该以调控夹杂物的组成为基础,其次优化夹杂物的形貌(球形化),在微米级范围内,夹杂物尺寸对点蚀诱发的影响最小.
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CSTPCD 北大核心
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摘要:制粒准颗粒的粒度组成是影响烧结生料层透气性的主要因素之一.通过配料操作、制粒工艺优化等措施能够在一定程度上调节制粒后准颗粒的粒度分布.为探讨准颗粒级配模式对烧结生料层床层结构的影响规律,对制粒准颗粒在烧结杯内的堆积行为进行了数值仿真.首先,在实验室条件下对1种烧结混合料进行了变含水量的常规制粒实验,实验结果表明:调节制粒含水量可以显著地改变准颗粒群的粒度组成,生料层透气性也随之得到调整.随后,基于刚性球体颗粒模型,运用离散单元法对准颗粒群的堆积行为进行了数值仿真.研究发现:准颗粒的级配模式对烧结杯堆积床层的模拟空隙率有显著的影响,在颗粒不发生显著塑性变形时,仿真所得的稳态空隙率与实验所得的生料层透气性指数有很好的线性正相关关系.
摘要:基于 Fluent 软件,采用预混燃烧模型对高炉风口回旋区内温度场进行模拟,分析风量、风压、喷煤量等参数对高炉风口回旋区内温度分布的影响。结果表明,随着风量、风压、喷煤量的增加,风口回旋区内温度最高处离风口端的距离逐渐增大,风口回旋区内最高温度逐渐降低;风口的堵塞会使风口回旋区内温度最高处与风口端的距离缩短,使风口回旋区内最高温度升高。
摘要:球团矿的固结方式主要是赤铁矿的固相固结,即通过赤铁矿的再结晶互相连接,使球团具有一定的强度.为了研究赤铁矿形态对球团强度的影响,将球团矿内的赤铁矿按形态分为:大颗粒赤铁矿、互联状小颗粒赤铁矿和赤铁矿与磁铁矿交织结构.研究了2种球团中不同形态赤铁矿的显微硬度和断裂韧性,分析了不同形态赤铁矿的显微力学性能,进而探讨了赤铁矿形态对球团矿强度影响的机理.实验结果表明,大颗粒赤铁矿和赤铁矿与磁铁矿交织结构具有很好的综合显微力学性能.在球团氧化焙烧过程中,应适当增加残存磁铁矿的比例,以增加交织结构在球团矿内的含量;同时尽可能增加赤铁矿再结晶互联时间,以改善赤铁矿的互联状况,促进大颗粒赤铁矿的形成,从而提高球团矿的抗压强度.
摘要:采用物理模拟的方法,研究钢包在线底吹氩时,钢包内钢液量、渣层厚度、底吹气体流量等参数对钢包顶钢液裸露面积的影响,以钢包在线底吹氩工艺对钢液中夹杂去除率的影响。结果表明,钢包临界卷渣底吹气体流量随着浇铸的进行而逐渐减小;在钢液量相同时,钢包顶钢液裸露面积随着底吹气体流量的增加而逐渐增大;在底吹气体流量相同时,钢包顶钢液裸露面积随着钢液液面高度的下降而逐渐减小;渣层越厚,钢液裸露面积越小;在底吹气体流量较小时,透气砖无堵塞与堵塞50%时造成的钢液裸露面积大小相近,但随着底吹气体流量的增加,透气砖堵塞50%时较无堵塞时造成的钢液裸露面积大;钢包在线底吹氩可以提高钢液中夹杂物的去除率。
摘要:烧结矿的显微结构较为复杂,二维平面图形难以全面表现其矿相特点,为了更直观、准确地反映烧结矿的矿相组成,深入分析烧结矿的微观结构特征,采用序列切片-三维重建法对烧结矿的显微结构进行了三维分析.研究表明,高碱度烧结矿中,铁酸钙多以针状和柱状形态存在,且在烧结矿内多呈连通状态;针状或柱状铁酸钙中间交织着柱状或粒状的硅酸盐以少量的玻璃相,局区域分布有一定量的磁铁矿,呈互联状,磁铁矿主要以粒状他形晶存在,多与铁酸钙呈交织熔蚀结构;烧结矿中气孔大小不一,分布不均匀,形态不规则,多以连通气孔存在,也有分闭气孔孤立存在于烧结矿内,体积相对较小.
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CSTPCD 北大核心
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摘要:基于钢铁大学网站虚拟炼钢模块,以建筑钢为例探讨了转炉虚拟炼钢成本的影响因素.虚拟炼钢模块依据最终的冶炼时间、出钢量、出钢温度、钢液成分以渣成分进行判定,对判定合格后的模拟冶炼进行成本对比,以研究冶炼时间、出钢量、出钢温度、兑钢水量以其他消耗等因素对冶炼成本的影响规律.经过数百次模拟冶炼,提取出冶炼成功并有效的174组数据进行分析,主要结论为:冶炼时间越短,成本越低;提高出钢量有利于降低成本;为了降低成本,应该尽量降低出钢温度.
摘要:高炉中CO 还原烧结矿过程中会发生析碳反应,对高炉操作产生不利的影响。采用 CS-8800型高频红外碳硫分析仪分析CO 还原烧结矿过程中的析碳行为,并采用 Nova400NanoSEM型场发射扫描电子显微镜分析还原后烧结矿微观结构。研究结果表明:随着温度的升高,析碳反应 CO 的平衡浓度越高,反应越难发生。在低温下析出的碳较多,析出的碳主要分布在烧结矿表面和气孔中,而在温度较高时只有微量碳析出;体系中 CO2对析碳反应有明显的抑制作用;析碳量随着还原时间的增加而增加。
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北大核心 CA
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摘要:应用热力学、动力学原理和试验检测方法,研究了帘线钢凝固过程中钛夹杂的析出规律其性质,钢水成分(C、N、Ti含量)凝固冷却速率对凝固析出钛夹杂组成和颗粒尺寸的影响,以帘线钢铸坯高温加热过程中钛夹杂分解、固溶和再析出的热力学条件和影响因素.研究表明:1)帘线钢中的Ti(CxN1-x)夹杂在钢水凝固前期就开始析出,而TiN夹杂在凝固末期才析出.2)帘线钢碳含量越高,钛夹杂析出温度越低,溶质元素的过饱和度越大,钛夹杂析出越早,析出的碳氮化钛(Ti(CxN1-x))夹杂中的x值越高.3)钢水凝固冷却速率对析出钛夹杂的尺寸影响十分显著.钢水初始氮含量越低,析出的钛夹杂尺寸越小,但钢水初始钛含量对析出钛夹杂尺寸影响不大.4)铸坯中的钛夹杂在热加工前的高温加热过程中能发生分解和固溶.帘线钢碳含量对钛夹杂热分解温度影响不大,但钢中氮和钛含量对钛夹杂热分解温度影响很大.钛夹杂分解出的溶质原子通过扩散发生固溶,使小颗粒夹杂溶解消失,较大颗粒夹杂逐渐变小.5)若铸坯在高温加热后缓冷,过饱和的溶质原子会再次析出使钛夹杂长大.铸坯在轧后的快速冷却过程中,因溶质原子过饱和再次析出的钛夹杂没有机会长大.
摘要:在大功率碳管炉内模拟利用转炉余热闪速加热高温煅烧石灰石的工艺过程,研究煅烧温度(1200~1500℃)和石灰石粒径(4~27.5 mm)对石灰石颗粒在高温热分解过程中 CO 2逸出行为的影响。结果表明,石灰石粒径一定时,煅烧温度越高,CaCO 3分解初期逸出 CO 2的速率越大,达到 CO 2逸出速率最大值的时间也越短;煅烧温度一定时,石灰石粒径越小,CO 2逸出速率曲线峰值越高,到达曲线峰值的时间也越短。煅烧温度不超过1300℃时,随着石灰石粒径的增大,试样转化率和 CO 2逸出速率的变化明显放缓;而煅烧温度达到1350℃后,粒径对 CO 2逸出速率的影响较小。在1500℃煅烧温度下,经过400~445 s,不同粒径石灰石颗粒的分解转化率均已接近100%。
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北大核心 CSTPCD CSCD CA CBST SA
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摘要:为了研究B在钢中的偏析重熔特性,采用金属原位分析仪、二次离子质谱仪以微观偏析模型研究了B在SS400含硼钢中的偏析行为,并利用高温激光共聚焦显微镜观察了SS400含硼钢连铸坯裂纹处的重熔现象.偏析模型计算结果表明,当凝固率达到0.96时,B元素的偏析比达到16以上;金属原位分析仪测试结果表明,所取的4个试样中B元素的最大偏析比分别为32.37、18.01、18.40、12.96,试验结果和模型计算都表明B在钢中具有很强的偏析性,也表明尽管SS400含硼钢中B的质量分数仅为0.001 3%,但是由于B在钢中的偏析,局区域中B的质量分数可能超过0.015%.二次离子质谱仪分析表明,B在裂纹区域存在明显的偏析现象.高温激光共聚焦显微镜观察结果表明,SS400含硼钢裂纹处在1008.4~1 150.9℃、1 294.8~1 304.9℃、1 325.8~1342.8℃、1379.8~1420.6℃均存在重熔现象.
摘要:在真空感应炉中熔炼出3种Ti、N含量相近但强度级别不同的帘线钢钢锭,研究钢液凝固过程中析出碳氮化钛(Ti(Cx N1- x ))夹杂的尺寸分布特点其连续固溶体中TiC所占比例与钢中碳含量之间的关系。结果表明,帘线钢在凝固过程中的固液两相区温度随钢液碳含量的升高而降低,可使Ti(Cx N1- x )夹杂析出的过饱和度增大,有利于其在钢液凝固过程中析出与长大。随着帘线钢强度级别的提高,钢样中尺寸大于4μm的钛夹杂的比例增加,其平均尺寸也相应增大;72 A亚共析帘线钢中未检测到5μm以上的钛夹杂,而82 A、92A过共析帘线钢中尺寸大于5μm的钛夹杂析出比例分别达到4.92%和9.52%;钢液凝固过程中析出的Ti(Cx N1- x )夹杂中TiC所占比例也随帘线钢强度级别提高而增大。
[期刊论文] 王炜 周律敏 熊力 薛正良
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北大核心 CSTPCD CSCD CA CBST
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摘要:为了避免和减轻SS400含硼钢连铸坯表面裂纹,采用Gleeble-1500热模拟试验机对SS400含硼钢连铸坯的高温力学性能进行了测试,获得其在650~1350℃范围内热延塑性和高温强度的特性。试验结果表明,SS400含硼钢连铸坯的高温强度较低,且其高温强度随温度的升高而下降。SS400含硼钢的塑性区间仅在1000~1100℃温度范围内,该温度范围内试样的断面收缩率均大于90%;SS400含硼钢的低塑性区间较宽,第Ⅲ脆性温度区间为700~950℃,主要原因是硼在晶界的偏聚以BN等第二相粒子在晶界析出后脆化晶界;局区域的重熔也降低了SS400含硼钢在1150~1250℃温度区间内的塑性。
摘要:采用非水溶液电解法萃取大功率风电机组用轴承钢轧材中的非金属夹杂物,结合SEM和EDS分析,对夹杂物的形貌、尺寸、成分类型进行表征,并分析其可能来源.结果表明,该风电轴承钢轧材中非金属夹杂 物主要包括Al-Ca-Si-Mg系氧化物和Al-Ca-Si-Mg系硫化物两大类;在钢中T[O]含量仅为0.0007%时,仍存在以SiO2为主的Al-Ca-Si-Mg系大型夹杂物.
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