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第二届中德(欧)冶金技术研讨会

第二届中德(欧)冶金技术研讨会

  • 召开年：2007
  • 召开地：德国杜塞尔多夫
  • 出版时间： 2007-06-18

主办单位：中国金属学会

会议文集：第二届中德(欧)冶金技术研讨会论文集

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  • 摘要：本文对中国冶金工程技术的现状与发展进行了分析。进入新世纪以来中国现代冶金工程技术的主要发展是：提出了新一代钢铁生产流程新理念，并用于建设和改造钢厂；利用现有生产装备在优化工艺技术的基础上，基于高洁净、高均匀性和超细晶钢的理论，高效地生产高强韧性钢材；大力促进薄板坯连铸连轧紧凑流程工艺与装备技术的发展。同时在冶金反应工程，冶金热能工程、冶金物理化学、钢铁冶金、轧制和冶金设备与自动化方面也取得了一批理论与技术成果。中国冶金工程研究的主要方向是加快新一代钢铁流程工艺与装备的进一步深化集成创新和理论创新，并结合新世纪钢铁基地的建设，付诸实践。大力开展熔融还原、氢还原、凝固与加工、最优能耗结构和以钢厂为核心的生态工业园等一系列钢铁生产最优化的理论和技术研究；同时将产品开发放在突出位置上，以满足用户技术升级和产品更新的要求。
  • 摘要：经过TRIP、TWIP效应处理的合金钢可以达到非常高的强度和塑性。这类合金钢含有12-25％的Mn，其它合金成分主要为A1和Si。本文介绍了可以获得中长期高产的生产流程：锰铁矿的高炉冶炼或直接还原。选择最佳工艺路线受所需合金、允许的杂质元素含量以及其他因素，如设备、产量、生产普通钢的干扰等的影响。作为影响收益率的关键因素，讨论了不同的锰金属来源和合金化概念，并从杂质元素的角度对它们进行了评估。特别模拟了下面的放热还原反应：合金化过程中用Si-Mn合金来还原锰矿石。这种工艺已经成功地进行了半工业试验。
  • 摘要：本文介绍了进入21世纪以来中国高炉炼铁的现状和取得的进步，阐述了快速扩张的中国钢铁工业带来了对自然资源的极大需求和对全球环境的巨大冲击，分析了存在的问题，展望了中国炼铁的前景。
  • 摘要：本文对直接还原和熔融还原工艺的发展现状进行了评述。在电炉炼钢路线中，DRI直接还原铁，以前也被称为海绵铁)或者HBI〔热压铁块〕能否填补高品质废钢和商品生铁块的原料供应缺口。HBI的价格涨幅也非常大。2007年其价格在230美元/吨(离岸价，拉美地区)左右波动，而在2002年时约为135美元/吨。“高炉-转炉”流程，主要依靠块状炉料，如块矿或团矿(烧结矿、球团)为金属炉料，焦炭为还原剂。与“高炉-转炉”流程相比，有竞争力的、能直接使用非焦煤(作还原剂)和粉矿的新型熔融还原工艺是否即将成功还是个问题。
  • 摘要：高炉添加HBI(热压块铁)是降低还原剂消耗和提高生产率的一项措施。本文采用一种高炉模型计算了吨铁加入100kg HBI的高炉操作模式对高炉的冶金、生态和经济性的影响。加入HBI对降低还原剂使用量的作用可以分两种情况来考虑，即喷煤比不变焦比降低和焦炭消耗量不变煤比降低这两种情况。在这些分析中也评估了高炉添加HBI对提高产量(生产率)的作用。总的来说，高炉使用预还原材料从冶金学角度来说是没有意义的，而且生态潜能也很低。考虑到HBI的实际市场价格，高炉中使用HBI是不经济的。只有那些炼铁生产是明显的限制性环节(生铁产量不足)的工厂，这种工艺才可能有优势。
  • 摘要：本文对喷吹含钛材料保护高炉炉缸进行了阐述。炉衬设计，炉缸结构和有效地排渣出铁是减少高炉炉缸壁侵蚀的因素。更进一步的方法是使用保护性的钛铁矿炉料，在炉缸里形成Ti(C，N)保护层。对于出铁(渣)有问题的高炉，在其炉缸壁几乎不可能形成Ti(C，N)保护层。影响排渣出铁的主要因素是焦炭的质量和液相的粘度，所以首先应该解决透气性和出铁(渣)的问题，然后再采取措施保护炉衬。局部喷吹含TiO2材料是解决问题的一种方法，它可以对破损部位起到保护作用。在有一个、两个和更多铁口的高炉上进行了多次喷吹试验。根据试验结果为高炉操作工提出了操作建议，以有效地喷吹(含TiO2材料)保护炉缸。用铁水和熔渣的温度表明了喷吹含钛材料的有利条件。而且，为有效地保护炉缸，建议在出铁(渣)时进行高速不连续喷吹。喷吹材料中TiO2的含量必须超过40％。
  • 摘要：炼钢中的冶金精炼工艺和铁水处理代表了当前最先进的水平。为了更好理解该物理化学过程及其对工厂生产力和产品质量的影响，西马克·德马格公司(SMS Demag)对其进行了数值模拟。rn 本文介绍了计算流体动力学(CFD)的前景和对碱性氧气转炉炼钢(BOF)、氩氧脱碳(AOD)过程以及薄板坯和薄带铸造过程进行数值模拟所取得的最新成果。展示了在碱性氧气转炉炼钢氩氧脱碳生产中磨损的顶枪喷嘴对氧气射流的影响和基本的流体动力学现象。此外，描述了应用于薄板坯连铸的新型浸入式口(SEN)的发展过程。带材连铸中运动的带上自由金属液流受到感应电磁场的影响。本文提出了相应的磁流体动力学模型(MHD)，该模型涵盖了凝固过程与自由表面流的影响。
  • 摘要：本文按照中国马钢和瑞典SSAB含钒钢渣的化学组成配置了基本样品以及不同Al2O3添加量的改性样品，通过对1573K下淬火样中钒在不同相中分布的分析，研究了含钒钢渣中钒富集的机理。分析发现：钢渣样品中有Ca2SiO4+Ca3V2O8+Ca3P2O8固溶体结晶生成，且钒分散分布于该固溶体和熔渣中。所以，变钢渣中钒由分散分布为集中分布的关键因素在于该固溶体。添加SiO2或Al2O3改性后，其他相，如黄长石或假硅灰石，替代从而抑制了Ca2SiO4+Ca3V2O8+Ca3P2O8固溶体在钢渣中的生成。当渣中不存在该固溶体时，富钒相于钢渣中生成且钒富集于其中。因此，实现含钒钢渣钒富集的关键在于通过钢渣的化学改性，抑制Ca2SiO4+Ca3V2O8+Ca3P2O8固溶体在钢渣中的生成。以上机理为钢渣中钒的再资源化开拓了一条新的渠道。
  • 摘要：本文研究了钢液中氧、硫含量对钢液吸氮与脱氮动力学的影响，指出钢液中碳氧反应区温度可达2600℃左右，氧、硫的表面活性作用消失，该区域可以实现CO和吹入的氩气泡携带法脱氮。在整个熔池体积内，在钢液平均温度下，氧、硫表面活性作用可阻碍大气或吹入的氮气泡向钢液增氮。电炉及顶底复吹转炉以氮代氩全程底吹氮出钢氮含量可分别达到30ppm及10ppm。钢材中氮含量较高是出钢后连铸过程中增加的，应重视连铸第1包钢水开浇时钢液的保护。
  • 摘要：本文采用中频炉的实验室模拟试验和通过对用后耐火材料的显微结构分析，研究了钢液对连铸用含碳耐火材料的侵蚀作用。脱碳层的形成及钢液中夹杂物与脱碳层中耐火氧化物的反应是材料蚀损的主要原因，在含碳耐火材料接触钢液表面形成致密耐火层能有效抑制钢液对连铸用含碳耐火材料的侵蚀。
  • 摘要：马鞍山钢铁股份有限公司是国际上首家同步建设转炉-CSP-冷轧流程并采用此流程大规模生产冷轧和镀锌板的钢铁企业。本文介绍了马钢围绕此流程进行的冷轧板工艺技术研究和产品开发的进展情况。目前马钢CSP产品中冷轧板原料比例已经达到75％以上，并批量开发了以电工钢板、汽车(家电)板和彩涂板为代表的不同系列冷轧产品，其性能、质量与传统流程相当，生产成本更经济。
  • 摘要：本文使用一种激光检测仪对厚板坯的振痕深度进行了测量，分析了大量与振痕深度相关的连铸工艺参数，包括化学成分、拉速、振频、过热度、负滑脱时间等等。提出了一个由连铸参数求解振痕深度的经验方程，同时讨论了该数据模型的限制条件。
  • 摘要：本文对高速薄板铸造中的结晶器保护渣进行了阐述。在钢的不同速度的连续铸造中，结晶器保护渣在稳定性方面起很重要作用。结晶器保护渣的主要功能是提供充足的润滑作用并能控制生长的钢壳和铜铸模之间的热传递。其中在高速薄板铸造中，结晶器保护渣的作用更加重要。在Corns Iimuiden，薄板连铸的标准速度大约是6米，分钟。在铸造过程中，渣粉会在钢液面溶化形成液态结晶器渣层。紧接着结晶器渣渗透到钢壳和结晶器之间形成一薄层保护渣膜，此渣膜凝固成玻璃相或晶体相，并起主要的热传递和润滑作用。采用高温X射线衍射(HT-XRD)和显微技术来研究保护渣的熔化及凝固过程。表明在加热过程中，在熔化开始之前渣粉显示出了各相关系的具体顺序。在此熔化过程中结晶器保护渣原材料的选择非常重要，结晶器渣的凝固实验显示了结晶器渣的结晶温度及晶体类型的具体数据。
  • 摘要：本文分析了非稳定态连铸时二次氧化和拉速变化对IF钢铸坯洁净度的影响。对中间包开浇、终浇、交换钢水包时浇铸IF钢铸坯的洁净度和连铸过程拉速变动对铸坯表层试样非金属夹杂物含量的影响进行了研究，发现在开浇、终浇和交换钢水包时均有二次氧化发生，但开浇时的二次氧化程度要严重得多。而连铸中由较高拉速(1.4m/min)向低拉速(0.6m/min)变动时，对结晶器保护渣卷入的影响主要发生在降速初期，而随后的降速和低拉速下停止降速对铸坯表层试样夹杂物含量影响不大。当由较低拉速(0.6m/min)向高拉速(1.4m/min)变动时，对保护渣卷渣的影响则主要发生在提升到高拉速后停止升速阶段，而低拉速时启动升速和随后均匀升速对铸坯夹杂物含量的影响不大。研究中还发现在较高拉速下(1.4m/min)即使较少量地变速，也会造成铸坯表层夹杂物含量的显著增加，因此在较高拉速时应避免对拉速进行变动或尽量采用低的拉速改变速率。采用数值模拟方法对拉速变化影响进行的研究结果同样表明，在较高拉速下发生的拉速变化，对结晶器内钢水流动有更显著的影响。
  • 摘要：本文使用电子探针显微分析法(EPMA)确定了几种合金元素在不同钢种中偏析因子(包括晶内偏析和中心偏析)，用这种方法作出了几种元素的二维定量浓度分布图。偏析因子取决于不同钢种的化学成分，尤其是碳含量。在某系列钢中，偏析因子会随着碳含量的增加而提高。本研究首次对取自不同钢种的53个板坯试样进行了大量的测试以确定偏析因子。研究了板坯厚度、轻压下和碳含量对晶内偏析和中心偏析的影响。研究结果对于建立凝固过程中所发生的偏析现象的数学模型非常必要。
  • 摘要：在连铸机浇铸易切削钢坯，钢坯没有显现出任何表面缺陷，但是当将钢坯在棒线轧机上轧成线棒材时表面裂纹。本文通过热涡流系统探测到了轧材的缺陷，利用显微分析系统和配有图像分析系统的扫描电子显微镜对这些缺陷做了进一步的研究，揭示了在枝晶间区域Mn，S和P的显微偏析。
  • 摘要：烧结混合料流经溜槽后的粒度偏析可使烧结机得到理想的铺料料层，从而可提高烧结机生产率并降低烧结过程中的燃料消耗，在溜槽背面安装永久磁体用来加强这种偏析。rn 本文通过模拟，探讨了理想的磁体布置和最佳的磁场参数。基于模拟结果，进行了大量的实验室实验和工业试验，开发出了磁偏析布料装置并推广应用到宝山钢铁股份有限公司宝钢分公司的3台烧结机组上，装置均运行正常且取得良好的效果。
  • 摘要：本文介绍了鞍钢炼铁系统近几年结合自身特点，坚持走淘汰落后、技术升级、结构优化、降低消耗、改善环境、提高企业竞争力的发展思路。提高入炉品位，优化炉料结构，淘汰75m2～90m2烧结机和1000m3以下的高炉，使得烧结机平均面积达到323m2，高炉平均容积也从1407m3提高到2845m3，工序能耗每年以1.6％～2.0％的速度降低，努力减排降污，朝着节约型、符合循环经济要求的方向努力。
  • 摘要：本文介绍了近十年中国转炉炼钢技术的发展概况，详细阐述了溅渣护炉和长寿复吹工艺的技术原理和工艺控制及其在中国的应用情况，并进一步介绍了复吹转炉高效冶炼工艺、超纯净钢生产技术和降低复吹转炉生产成本的工艺技术。
  • 摘要：本文阐述了宝钢投产20多年来，在汽车板、家电、镀锡板、硅钢、管线钢等薄板产品开发和质量提高需求的强力推动下，在RH真空精炼装备和工艺技术方面取得的明显进步。宝钢真空精炼比由投产初期的35％提高到目前的接近60％，并即将达到75％。宝钢在RH真空精炼装备优化和RH真空脱碳、夹杂物控制、脱硫、调节炼钢和连铸生产节奏、RH处理高效化等方面形成了具有自身特色的工艺技术，满足了品种开发、质量提高和物流控制的需求，并成功实现了RH真空精炼成套装备和工艺的技术输出。宝钢今后将在提高效率、稳定生产和质量以及实现专线生产方面进一步开展工作，使宝钢的RH真空精炼装备发挥更大的作用。
  • 摘要：本文对170吨钢包中搅拌气体对混合现象的影响进行了分析。在德国萨尔特钢集团(SAG)的钢厂，采用计算流体动力学三维计算，以估算不同气体流量的实际条件下的流场模式。在27Nm3/h的气体流量下，流场模式有一受氩气驱动的循环环，其特征是一个向上运动流和一个靠近多孔塞对面钢包壁的向下流动。当使用这么高的气体流量时，气泡从入口处直线向上，但是进一步提高气体流量，循环流动钢液的动量将影响气泡的运动路径，然后在钢水顶部表面形成一个突破区。在SAG170吨工业用钢包中大量的试验表明典型的“开口”会发生。在气体流量在20～30 STD m3/h之间，钢包表面会形成很大的“开口”，同时发生表面紊流。当气体流量大于30STDm3/h时，会出现强烈的紊流，甚至形成烟雾。为了研究气体搅拌工艺对混合现象的影响，在合金化后立即从熔融钢液中取样。可以看出，由于合金化和通过多孔塞吹入氩气，Al、C、Mn和Si的含量会达到目标值。完全合金化所需时间取决于这些实验中添加的元素，似乎是合金化的时间按照Al，C，Mn和Si的顺序依次增加。在钢包搅拌期间，为了对钢液表面“开口”进行在线控制和分析，萨尔特钢的钢厂安装了一套BFI的图像处理系统。该系统由带红外过滤镜的数字照相机及其配套图像处理软件组成。试验表明，钢包处理末期“开口”的直径对钢液中夹杂物的密度和最终棒线材的氧化性K0值有轻微的影响。
  • 摘要：本文介绍了武钢股份公司三个炼钢厂分别采用铁水罐KR机械搅拌、铁水罐颗粒镁喷吹及混铁车喷吹脱硫工艺技术及应用效果，对不同脱硫工艺所进行的技术改进及控制回硫的措施，使武钢多年来铁水脱硫比稳定在80％以上，为开发品种、优化产品结构提供了有力的技术支持。
  • 摘要：本研究在1550到1620℃的温度范围内，使用在惰性气体气氛下进行的悬滴实验研究氧化铝与Fe-Ti-P体系二元和三元合金的浸润性。通过扫描电子显微镜和X射线能谱研究其表面和界面结构。己知添加大量的钛会在合金/陶瓷界面处形成富钛反应产物，可以引起钢与水氧化铝浸润，但是本工作显示即使低的钛浓度也能引起活跃的浸润过程，提高氧化铝在铁合金中的润湿性。氧化铝在含磷钢水中的接触角随着P含量的增加而降低。在此体系中浸润行为的提高完全归因于界面的氧化铝一侧上P的吸附而不是形成反应产物层。已证实，向Fe-Ti体系添加作为三元合金元素的P对润湿行为有利。测量的接触角远低于在Fe-Ti和Fe-P两元体系中的接触角。认为是因为P的存在增强了三元体系中Ti的活度并且分解了界面的铁铝尖晶石层。根据实验观察，说明当存在Al2O3表面时，液态Fe基合金的润湿性不仅是金属/氧化物耦合的特性，而且还依赖于氧分压，同时温度的改变带来的影响很小。本研究有利于理解有关夹杂的控制和钢水/耐材界面的现象，如凝聚氧化铝粒子堵塞埋入水口。
  • 摘要：本文对连铸过程中保护渣润滑性的测量进行了阐述。连铸中模具保护渣具有多方面作用，最重要的是要满足铸造保护渣在结晶器中坯壳的润滑。保护渣直接加在钢水表面，融化并在结晶器中形成液态渣，并且在坯壳与结晶器之间气隙中被连续拉下来。当保护渣是完全的液态时，通过计算可以很容易确定粘度，作为内摩擦系数，近年来有很多关于这方面的模型。通过弯月面区以后，保护渣开始凝固，也就是从这里开始，保护渣不再是完全液态的了。凝固过程随着保护渣从模具与坯壳间的气隙向下流动而持续进行，结果是保护渣中的结晶渣含量增加。从渣中出现第一晶粒开始，原先的牛顿粘度即转变成表观粘度。表观粘度是不可计算的，因此，需考虑摩擦力。在动态的铸件中测量摩擦力是一个难缠的问题，因此，黑色冶金系发展并应用了一种摩擦力模拟器。使用这一设备，可以在连铸的条件下测量摩擦力和摩擦系数。
  • 摘要：本文分析了薄板坯连铸连轧流程中纳米级硫化物、AIN和V(C，N)粒子的形貌，探讨了其析出过程以及对细化晶粒的作用。研究表明：(1)由于铸坯冷速快，铸坯上硫化物粒子显著细化，甚至达到纳米级，但其细化晶粒作用不明显；(2)低碳钢中AIN粒子的析出主要发生在连铸坯中，具有明显的细化晶粒作用，是薄板坯连铸连轧低碳钢强度较高的主要原因；(3)薄板坯连铸连轧V-N微合金化钢中的V(C，N)粒子在铸坯中大量析出，导致钢板组织的超细化。
  • 摘要：本文对RUUKKI的Raahe厂减少板坯裂纹缺陷进行了分析。多年来Raahe厂一直因为板坯横裂纹而出现轧制中厚板不合格。板坯横裂废品也很常见。在浇铸270×1800mm规格板坯时，一个浇次的最后一块坯最容易出现缺陷。在漫长而艰巨的生产过程中这些裂纹经常出现。通常这些工艺流程中都存在一些瓶颈。为了避免形成有害的氮铌化合物，决定在最困难的工序中加入钛合金。结果表明，残留硼量对于扳坯裂纹的产生有着令人惊奇的影响。其中一种合金材料取代了纯的金属，得到了较低的硼和磷的含量。研究和改进了浇铸尾坯操作。新尾坯操作使用了一种改良型振动法、使用最少的二冷水并使用钢板坯隔断铸流尾部。通过这些新方法的采用，由于横向裂纹轧制后造成的宽厚板废品率减少了85％，6＃连铸机浇铸270*1800 mm的最后一块板坯废品率减少了95％。
  • 摘要：本文对唐钢薄板坯连铸连轧生产线在生产冷轧用钢过程中出现的连铸漏钢事故和板卷屈服强度较高的原因进行了分析，并提出了相应的改进措施。通过结晶器、浸入式水口、保护渣和采用铁素体轧制等工艺技术优化，使低碳钢的漏钢得到有效控制，板卷的屈服强度明显降低。

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