冶金流程典型大宗固废制备无机纤维材料进展

摘要: 在当前“双碳”背景下,冶金流程典型大宗固废及其他大宗工业固废的高值化利用已成为行业亟待解决的问题。冶金流程大宗固废中的高炉渣、除尘灰与其他大宗工业固废中的粉煤灰与煤矸石中均含有较丰富的硅、铝等有效资源,通过相应调质、配比处理,可以将上述固废制成具有良好隔热耐火性能的无机纤维材料,进而实现冶金流程大宗固废及其他大宗工业固废的高值化利用。总结了以调质高炉渣作为原料制备矿棉纤维、以除尘灰协同粉煤灰或煤矸石作为原料制备硅-铝系陶瓷纤维材料的研究进展;从基本原理、试验研究及生产实践3个方面分析了喷吹法与离心法制备无机纤维的研究进展。分别开展了以调质高炉渣为原料通过喷吹法与离心法制备矿棉纤维的中试试验研究,结果表明,喷吹压力对纤维渣球含量的影响较显著,对纤维平均直径的影响较小,当喷吹压力从0.20 MPa 升高至0.38 MPa 时纤维渣球质量分数从25% 下降至16%,纤维直径基本无变化;辊轮转速对纤维渣球含量基本无影响,对纤维直径的影响较为显著,随着辊轮转速升高,纤维平均直径从3.17μm 下降至2.73μm;对比了2种方法制得矿棉纤维在纤维直径、纤维渣球含量及纤维抗压强度3个方面的差异。另外,概括了以冶金流程大宗固废协同其他大宗工业固废为原料制备的硅-铝系无机纤维材料在建筑、工业、气凝胶及光催化材料方面的应用前景;在现有的研究基础上提出了冶金流程大宗固废制备无机纤维材料的研究方向,以进一步推动行业实现变废为宝,节能降碳。

宝钢质保书全流程数字化解决方案

摘要: 传统质保书均为纸质单据,其打印管理、寄送分发、存储查验均需要耗费大量的人力、物力和财力。随着电子商务的发展,对业务关键单据的实时取得和有效验证方面提出了更高的要求。宝山钢铁股份有限公司在现有管理流程和信息系统的基础上,充分利用光栅防伪、数字签名等技术,实现了质保书的电子化和数字化管理,使得宝钢可以为用户提供更加高效、低成本的便捷服务。

轧制理论与应用研究的新进展

摘要:近40年来,轧制技术出现了翻天覆地的变化,这也带动和促进了轧制理论从经典到现代的蜕变,同时电子计算机在这种蜕变中发挥了至关重要的作用。首先,伴随着有限元解析算法的出现和快速发展、计算机存储与处理等能力的不断增强,一批商业化软件逐渐增加了求解轧制问题的功能,轧钢理论工作者逐渐掌握了ANSYS、MARC、ABAQUS等大型商业软件用法;近年来晶体塑性有限元的出现和发展,把对成形过程数值模拟的触角又推进到微观领域。其次,人工智能在轧制理论领域的应用,启发人们把目光从对轧制理论深层规律无止境的探索转向实实在在发生了的事情,从数据、模型、因果关系中挖掘出规律性,帮助人们间接地把握轧制过程的本质特征。还有,经典轧制理论的研究也没有停下脚步,传统的Karman方程遇到变厚度轧制这一新问题,升级为新的表现形式;甚至作为轧制过程运动学基石的秒流量相等原则在变厚度轧制中也受到撼动。可以看到:中国几代轧钢工作者经过40多年的学习、积累、赶超,现在已经进入到轧制理论发展的前沿,中国学者有能力、有信心肩负起用轧制理论来指导轧制实践发展的责任。

机器学习辅助增强成形性双相钢的设计与组织性能关系解析

摘要:增强成形性双相钢(DH 钢)是在双相钢(DP 钢)基础上研发的先进高强钢,以满足汽车复杂形状零件成形对材料塑性的更高要求。目前,抗拉强度980 MPa 级别的DH 钢已实现规模化生产,抗拉强度1180 MPa 级别的DH 钢研发受到广泛关注。采用面向性能的机器学习方法,设计了一种1180 MPa级DH 钢的化学成分和制备工艺参数,并通过可解释性机器学习分析了材料显微组织特征与力学性能之间的内禀关系。首先,基于文献数据,采用神经网络算法构建成分/工艺−性能预测模型,并采用多目标遗传算法高效设计了新型DH 钢的化学成分。然后,基于新型DH 钢的制备工艺参数正交实验结果,采用随机森林算法构建了以工艺参数为输入的抗拉强度和断后伸长率(A80)预测模型,通过多目标遗传优化算法得到了较优的制备工艺参数,即卷曲温度510℃、退火温度860℃、退火时间160 s、缓冷温度715℃、过时效温度340℃、过时效时间110 s。设计的新型DH 钢具有优异的强塑性匹配,抗拉强度和断后伸长率分别为1214 MPa 和15.5%。最后,采用SHAP 分析揭示了组织特征对力学性能的影响规律,为先进高强钢的设计和组织性能调控提供理论参考。

浅述金刚石绳锯新领域应用

摘要:文章通过介绍金刚石绳锯在盐溶矿、纯钢切割的领域应用,概述了在盐溶矿、纯钢切割应用领域金刚石绳锯制备要求,配套设备情况以及应用情况,最后对金刚石绳锯在应用领域上提出建议。

十八辊轧机轧制高强薄规格带钢斜纹浪产生机理与控制技术

摘要:十八辊单机架轧机在轧制高强薄规格带钢时极易出现斜纹浪缺陷,分析认为斜纹浪产生的机理为带钢存在一定的切应力和不均匀的张应力,使带钢在轧制过程中产生不均匀塑性变形而导致。为解决斜纹浪板形问题,运用有限元ABAQUS软件建立了十八辊轧机轧制过程三维弹塑性仿真模型,分析了中间辊弯辊、轴向横移等手段的板形调控能力。结果表明:随着带钢宽度的增加,十八辊轧机中间辊弯辊、轴向横移对承载辊缝二次凸度、四次凸度调控功效逐渐增大,中间辊轴向横移调控功效要优于常规冷连轧机,而中间辊弯辊调控功效较常规冷连轧机要弱,十八辊轧机对承载辊缝四次凸度的调节能力明显高于常规冷连轧机,但对二次凸度的调节能力要弱于常规冷连轧机;当带钢发生跑偏时,轧机两侧出现轧制力偏差,且带钢跑偏量对十八辊轧机两侧轧制力差值的影响大于常规冷轧机。因此,相对于常规冷连轧,十八辊单机架轧机更容易产生斜纹浪板形缺陷。针对十八辊轧机生产带钢斜纹浪问题,提出减少末道次轧制力F(F<5MN),提高末道次前、后张力(提高30%)的措施,实现了斜纹浪缺陷的有效控制。

高氮奥氏体不锈钢的研究进展及展望

摘要:高氮奥氏体不锈钢强韧性高,耐磨耐蚀性强,同时,具有非铁磁性及良好的生物相容性。在海洋工程、能源化工、国防航空、生物医疗等诸多领域获得了广泛的关注。然而,其在制备过程中仍面临增氮水平控制不精确、高氮钢液凝固过程氮气易析出形成气孔,以及热加工过程中粗大氮化物析出等一系列问题与技术挑战,在一定程度上限制了其大规模发展与应用。本文系统性地阐述了高氮奥氏体不锈钢的发展现状、制备工艺及强化机理。首先,综述了高氮奥氏体不锈钢的国内外发展历史和研究现状;其次,对高氮奥氏体不锈钢的生产制备工艺进行了总结,概括了熔铸法制备工艺,如大熔池法、加压感应熔炼、加压钢包吹洗、加压电渣重熔以及加压等离子弧熔炼,并对其优缺点进行对比分析;此外,针对高氮奥氏体不锈钢粉末冶金制备工艺进行概述,包括机械合金化法、氮气雾化法、等离子旋转电极雾化法以及固态粉末渗氮法,并围绕粉末热等静压、放电等离子烧结、注射成型、热压烧结、冷压成型以及增材制造等成型工艺进行了总结。最后,探讨了氮在奥氏体不锈钢固溶强化、细晶强化、应变硬化、沉淀强化等强化机制方面的作用机理,并针对当前高氮奥氏体不锈钢在发展过程中存在的主要问题进行了探讨及展望。

机器学习在金属微观组织图像分割中的应用

摘要:介绍了机器学习在金属微观组织图像分析中的应用,梳理了微观结构的发展历程。重点介绍了传统机器学习方法、深度学习方法、大模型在微观组织图像分割中的应用并进行了详细的总结和举例说明。其中,深度学习方法可以自动提取高维度特征,快速地对批量图像进行准确分割,但存在数据依赖性强,通用性差等缺点,在一定程度上限制了该方法的推广和应用。大模型的出现为其缺乏泛化能力和过分依赖数据等问题提供了新的解决方向。通过分析大模型在金属微观组织图像分割的应用,指明了大模型在金属材料领域的丰富前景,并探讨了未来大模型的主要发展方向。

铸轧薄带的边部斜裂纹形成机理

摘要:为了控制铸轧薄带产品质量,降低铸轧工艺本征裂纹导致的断带风险,针对铸轧薄带的边部斜裂纹展开研究,提出边部斜裂纹形成的直接原因为侧封与熔池间的换热使熔池边部的Kiss点高度局部提升。该处薄带进入铸轧塑性变形阶段的初始厚度局部增大,由此引发的斜向剪应力导致了边部斜裂纹的产生。建立了熔池的热-流耦合数值仿真模型,分析了Kiss点高度沿铸轧辊宽度方向上的分布规律,结果显示熔池边部的Kiss点高度高于熔池中心。建立了热-力耦合数值仿真模型,分析了变厚度薄带热轧时其塑性变形区内的应力分布状况,结果显示斜向剪应力集中分布于后滑区边部,其方向与后滑区金属的流动方向致。仿真结果验证了所提出的边部斜裂纹形成机理的合理性。

热轧板带生产中氧化的基本特点及麻点缺陷的成因与控制

摘要:精选了近几十年来日本等国家的学者关于钢铁材料氧化方面的部分研究进展,对相关研究的方法、内容、技术思路进行了整理,编撰成文以飨读者。侧重介绍了热轧过程中板带的氧化与缺陷控制,从板带氧化的基本性质入手,剖析了热轧过程麻点缺陷的成因与控制机理。同时,结合作者自己的研究经验与理解,对缺陷的成因也提出了不同视角的见解,供读者参考。