包钢板材产品冲压模拟工作站是典型的应用技术研究平台,在“数值模拟及有限元仿真”技术的统筹支持下,依托多台高性能个人计算机完成大规模并行计算,实现了“冲压模拟分析”“材料数据库建设”“表面相关研究”“综合模拟”四个主要领域的联合互动。平台开展了大量模拟分析工作,不仅为板材产品工艺及性能的优化调整提供了依据,也为包钢汽车板等高端产品赢得市场口碑做出了贡献。与此同时,材料数据库的建设也推动了制造商前期介入(EVI)工作的实质性进步。

为消除白云鄂博铁矿主、东采场边坡发生岩块掉落和滑坡的安全隐患,提高边坡稳定性,对白云鄂博铁矿主、东采场边坡区段进行稳定性分析。针对主采场、东采场存在危岩掉落或边坡滑落的区段,采取全长粘结锚杆+坡面挂网喷砼+泄水孔、泄水孔排水以及预应力锚索+钢筋混凝土挡墙+肋柱+泄水孔和预应力锚索+格构梁+挂网喷浆+泄水孔等边坡治理方式对其进行加固,并建立人工监测、全站仪监测和边坡雷达、裂缝计、全球导航卫星系统(GNSS)接收机等边坡监测系统以及相应的安全管理体系,确保边坡的稳定,保证矿山的安全生产。

文章以某长距离高压变径铁精矿矿浆管道清管除垢为例,系统介绍了矿浆管道的杂质分布特征以及不同类型清管器的清管效果。通过实际清管发现,采用软质泡沫清管器和不同邵氏硬度皮碗的机械清管器可初步探测出管道的可通过性。另外,泡沫清管器对矿浆管道的结垢物清理效果较差,应优先采用清管能力更强的机械清管器,这对今后类似矿浆管道的清管具有重要的指导意义。

文章针对包钢炼铁厂烧结二部2^#烧结机固体燃耗较高的现状进行了系统地分析。通过对不同品种燃料进行分类装槽、破碎,控制合理的无烟煤与焦粉比例,将燃料综合粒度>5 mm部分控制在15%~20%之间,<1 mm部分控制在30%左右;通过将烧结机台车挡板提高到750 mm,同时将铺底料厚度由85 mm下调至70 mm,提高了有效料层厚度,增加了自动蓄热效果;通过控制烧结混合料水分由7.2%降至6.9%,减小了烧结过湿层。采取上述措施后,烧结二部固体燃耗显著降低,2023年固体燃耗达到50.33 kg/t,较2021年降低了2.13 kg/t,为进一步降低铁前工序能耗奠定基础。

文章分析了包钢7^#高炉炉缸铁口区侧壁温度异常升高的原因,重点阐述了治理措施。高炉长期在高强度冶炼条件下,炉缸铁口区相对活跃,铁口深度控制不好,加剧了渣铁对铁口区炭砖的冲刷,铁口区炭砖受到侵蚀是导致7^#高炉炉缸铁口区侧壁温度升高的根本原因。通过采取增加铁口区循环水量提高冷却强度、精心维护铁口、积极消除炉缸侧壁气隙、在装料制度上适当开放中心抑制边缘气流等措施,使7^#高炉在没有降低冶炼强度、未减产的情况下,铁口区侧壁温度得到了有效控制。

稀土钢工业化生产过程中涉及稀土收得率问题,稳定的收得率是稀土钢产品性能稳定的重要保证。通过钢包添加稀土、中间包取样分析,研究了添加工位、添加量和钢液成分(氧活度、硫含量)对稀土钢稀土收得率的影响。结果表明,在钢包、中间包、结晶器添加稀土,稀土收得率依次提高;在LF钢包离位前添加稀土合金,添加量越大,收得率越低;钢液中氧、硫含量越高,稀土收得率越低。

稀土钢产品在连铸机浇注时经常发生水口絮流,无法满足正常拉速的浇注作业,严重时中间包水口絮死,造成生产中断,严重影响连铸生产。通过研究稀土元素加入钢水后的反应机理,分析钢水的氧含量、炉渣的氧化性、连铸机的保护浇注及浇注温度等对稀土Ce元素收得率的影响,优化稀土钢炼钢工艺,提高了稀土在钢水的收得率和可浇性,稀土钢产品的连浇炉数达到25炉,最终实现稀土钢产品规模化生产。

针对精炼炉加热过程中,电极易出现氧化、熔损、热振及脱落等现象,通过多炉次试验,采用最优送电参数、尽早形成微泡沫化精炼白渣、优化底吹模式、精确温度控制、优化除尘控制和电极扳手等有效措施,使精炼炉电极消耗由2021年的0.544 kg/t降至目前的0.347 kg /t,保证了精炼炉冶炼稳定顺行,实现了降本增效以及高效连铸。

通过对在线探伤不合格的Q355NE钢板进行人工探伤,精确定位探伤不合格所在缺陷的位置,利用光学显微镜、电子显微镜,对探伤不合格处的组织及缺陷进行分析。结果表明,Q355NE风电钢探伤不合格对应的缺陷为钢板心部的微裂纹,心部微裂纹区域的组织为塑性较差的马氏体和贝氏体,马氏体和贝氏体的形成是由C、Mn元素偏析导致的。同时,在裂纹处发现有长条状的MnS夹杂物和呈链状分布的钛、铌化合物,它们与基体的界面结合能低,破坏了基体的连续性,在应力的作用下容易萌生裂纹。通过改善铸坯凝固过程中的偏析和采用钢板下线缓冷的方式,避免了心部的微裂纹,提高了风电钢探伤的合格率。

采用闪光对焊制成的490CL车轮钢轮辋在扩口成型工序,从焊缝处开裂失效。通过宏观、微观断口形貌观察,化学成分和力学性能检测,显微组织检验,显微硬度测试及能谱成分分析,对高强韧性轮辋用490CL车轮钢焊接开裂原因进行分析。结果表明,焊缝开裂处存在一定面积的以氧化锰为主的焊接“灰斑”,降低了焊缝塑性,导致焊接好的轮辋在扩口成型时从焊缝融合线处开裂。从降低闪光留量、增加顶锻压强等方面调整焊接工艺参数,改善轮辋用490CL车轮钢焊缝质量,轮辋成型时焊缝开裂比率从1.5%降低至0.3%。

利用MMS-200热力模拟实验机对高强韧钻杆用低碳高铌钢进行模拟轧制压缩试验,测定绘制低碳高铌钢动态连续冷却转变(CCT)曲线,并研究了冷却速率对显微组织的影响。结果表明,冷速为0.5 ℃/s时,组织主要由多边形铁素体(PF)和少量珠光体(P)组成,同时观察到极少量的针状铁素体(AF);冷速为1 ℃/s时,组织以针状铁素体(AF)为主,珠光体消失,但仍可见一定比例的多边形铁素体(PF);冷速升高到2 ℃/s时,转变组织完全为粒状贝氏体(GB);冷速升高到5 ℃/s时,转变组织以粒状贝氏体(GB)为主,同时出现少量的铁素体贝氏体(FB);冷速升高到30 ℃/s时,转变组织以铁素体贝氏体(FB)为主,同时出现少量的马氏体(M)。

某用户将IF钢板焊接成钢管用于制作家电冷凝管,在对焊管进行常规水压试验时,钢管表面局部出现点状缺陷的情况。使用金相显微镜、扫描电镜等手段,对点状缺陷进行化学成分分析及缺陷处微观组织、非金属夹杂物等检测,并对母材钢板进行力学性能及金相微观结构检测。结果表明,点状缺陷处有异常组织,异常组织含有Cr、Ni等合金元素,与基体化学成分不同。外来异物压入使焊管局部应力集中,水压试验时,从与基体结合薄弱的异物处产生打压漏点。为了避免此类表面缺陷的产生,应加强焊管整个生产过程、加工过程的质量监控,防止异物压入破坏基体的连续性,造成钢材质量下降。

包钢镀锌耐指纹板在冲压电脑机箱零部件过程中表面出现发黑现象,严重影响用户喷涂后的外观质量。针对此缺陷,利用显微镜、扫描电镜(SEM)对镀锌板冲压后的微观形貌进行了分析。结果表明,包钢镀锌板在冲压过程中表面的钝化膜出现脱落,裸露的Zn发生氧化而变黑,通过调整膜厚及钝化液中的聚四氟乙烯的比例,有效的解决了冲压发黑缺陷。

文章针对高寒地区铁路运营环境和钢轨服役性能需求,通过材料成分设计和热处理工艺研究,在实验室开发出性能优异的新型耐磨耐低温珠光体钢轨。试验结果表明:在化学成分为0.66%C-0.45%Si-1.10%Mn基础上,加入0.10%Ni元素对试验钢-40 ℃冲击功改善不明显,但冲击性能比不加Ni稳定。试验钢开始热处理温度提高至780 ℃后,可阻止异常组织马氏体产生,组织为珠光体加少量铁素体,-40 ℃冲击功可达20.1 J。

通过总结分析ER70S-6焊丝钢存在的质量问题,提出了有针对性的优化改进措施,重点对ER70S-6焊丝钢的化学成分范围、气体氮含量、尺寸精度、显微组织等关键指标严格控制,攻关后C、Si、Mn、N含量内控达标率提高,尺寸偏差C级精度得到改善,而且消除了混晶异常组织。用户拉拔使用结果表明,优化后的焊丝钢质量得到进一步的提高,可满足用户拉拔速度28 m/s以上高速拉拔的要求。

国内厂家在生产HRB500E钢筋的过程中均存在强屈比偏低或者少量不合现象。文章对工业试制的铌钒复合钢筋和钒氮钢筋进行了对比试验,结果表明,采用铌钒复合工艺后,钢筋强屈比提高0.04,由于铌元素的存在,推迟了铁素体相变,珠光体含量增加了约10个百分点,使得钢筋抗拉强度提高;由于加入铌后,钒氮合金加入量相对减少,从而降低了钒氮合金析出强化、细晶强化效果,钢筋的屈服强度略有下降。实践表明,采用铌钒复合工艺后,钢筋的强屈比明显提高,HRB500E钢筋抗震性显著提高。

钢铁企业输送皮带经常发生撒料、着火、异物划伤、堵料等现象,以及输送皮带发生跑偏、打滑、划伤、撕裂等故障。分析了产生各类故障的原因,对比了目前采用各类开关进行皮带故障检测的优缺点,提出了采用图像检测各类故障的方法,并比较了2D与3D图像检测方法的适应性。文章最后简述了钢铁企业构建智能皮带检测平台的架构。

文章针对转炉气化冷却烟道氧枪口氮气密封经常出现烟气外溢、火焰上窜等现象,采用无限空间淹没紊流射流理论及双孔射流的振荡主频特性试验对氧枪插入孔密封装置进行了重新设计。新氮封装置采用腔体密封设计,氮封座上设双排斜孔,结合理论计算,合理设计孔径及斜孔角度。新氮封装置应用于包钢炼钢厂新1^#转炉,应用过程中减少了氧枪口吹炼过程中的“冒烟”现象,减少了操作人员清理和更换氮封帽频次,提高了煤气的回收量。工程应用表明改造后的密封装置具有设计合理、设备简单、运行安全等优点。

在VD、VOD、RH等真空精炼系统使用干式机械泵系统抽真空时,钢液产生的大量粉尘会随着工艺气体进入真空管道,为保护真空泵,需在机械真空泵前设置除尘器对工艺气体进行除尘。普遍采用在袋式除尘器前加旋风除尘器,造成占地面积大、成本高、运行费用高。文章介绍的除尘器采用旋风布袋一体式的结构形式,分别将这两部分通过两舱的形式安装在一个除尘器里,占地小、成本低。同时通过优化的结构设计,一体式除尘器具有除尘效率高、压损小等特点,维护检修方便快捷,保证了干式机械真空泵长期安全运行。

文章以轧钢厂常规步进式加热炉超低排放改造为实例,通过对比当前冶金行业常用的活性炭脱硫技术、SDS钠基脱硫技术、钙基固定床脱硫技术和高活性钙粉干法脱硫技术,选取适合轧钢厂常规步进式加热炉的脱硫、脱硝技术,提出加热炉烟气处理采用低氮燃烧+钙基固定床脱硫的组合工艺。现场实施后烟气氮氧化物、二氧化硫及颗粒物均满足超低排放要求,此组合工艺可为同行业企业提供借鉴。

高盐废水由于盐含量较高,难以处理且无法直接排到环境中,其处理一直是困扰生产企业的难题。通过膜处理技术、臭氧氧化、蒸发结晶等多种技术结合,实现对高盐废水的无害化处理,并将水体中的盐浓缩为氯化钠、硫酸钠等结晶盐,处理后的水循环回用。

为了去除硫酸铵废水中的钙、镁离子,保证后续水处理工艺的顺行,提高硫酸铵固体的质量,回收镁资源,实验用溶剂萃取法去除硫酸铵废水中的钙、镁离子。使用P₂₀₄和煤油作为萃取剂,调节硫酸铵废水pH值及P₂₀₄的皂化度,实现硫酸铵废水中钙、镁的分步去除。通过确定溶液pH值、相比等实验条件,为此方法的产业化应用提供数据支撑。