电渣冶金渣系挥发特性研究进展

摘要:电渣重熔是一种利用电流通过熔渣时产生的电阻热作为热源进行熔炼的净化钢液手段。因为其冶炼产品具有金属洁净、组织致密、成分均匀、表面光洁等优点,广泛应用于高端金属材料制备。为了保证熔渣的导电性,电渣渣系均含有一定CaF2,冶炼过程挥发严重,污染环境;氟化物挥发造成渣系成分波动大进而影响冶炼过程和产品质量。从渣系组成、冶炼环境、热力学和动力学几方面出发,讨论了影响渣系中氟化物挥发的因素,探讨了降低氟化物挥发的有效方法。重点介绍了CaF2、w((CaO))/w((SiO2))、w((CaO))/w((Al2O3))对渣系挥发的影响。降低渣中CaF2含量、增大w((CaO))/w((SiO2))、减小w((CaO))/w((Al2O3))可有效减少渣中氟化物挥发;讨论了利用碱金属氧化物(Li2O、Na2O、K2O)、TiO2、B2O3代替CaF2开发低氟渣的可能性。利用Na2O、TiO2、B2O3等代替CaF2是未来低氟/无氟渣开发的重要方向之一;综述了冶炼温度和环境湿度等对含氟渣系挥发的影响规律。降低冶炼温度、提高升温速率、对渣系预熔和保持干燥均可有效抑制氟化物挥发;基于电渣冶金渣系挥发热力学和动力学研究现状,介绍了炉渣分子离子共存理论计算渣系组元活度的适用性,总结了渣系挥发的动力学机理,归纳了电渣重熔过程中含氟渣挥发的限制性环节。分子离子模型对常见渣系组元活度计算具有很高的准确性,对其他特殊渣系的适用性还有待进一步验证。未来渣系挥发动力学研究应重点关注参与挥发反应的阴阳离子由本体向反应界面传质过程,以及反应生成物的形核、长大、气泡化的过程这2个限制性环节,以减少氟化物挥发。

热冲压成形钢的强度与塑性及断裂应变

摘要:轻量化是支撑汽车电动化和智能化的重要赋能技术之一。抗拉强度为1500MPa的热冲压成形用硼钢(22MnB5)是目前最经济有效的车身轻量化技术解决方案,而汽车工业对轻量化需求的日益提高正引领热冲压成形钢向着更高强度、更高塑性及更高断裂应变的方向发展。本文首先分析了车身轻量化对碰撞过程中构件变形抗力和断裂抗力的要求,解释了强度与塑性及断裂应变等材料的力学性能参量对碰撞变形抗力和断裂抗力的影响,然后介绍了作者及其他研究人员在研究开发更高强度、更高延伸率的新一代热冲压成形钢的最新进展。

高强度弹簧钢的研究现状及发展趋势

摘要:在全球制造业高速发展的大背景下,高性能弹簧作为重型机械与精密设备所需的关键器件,其需求量不断增加,性能要求也不断提高。提升弹簧钢的强度以及延长其使用寿命,是当前国内外学者对高强度弹簧钢的研究重点。本文根据当前弹簧钢的研究现状,分别从弹簧钢的热处理工艺、表面改性及强化等方面进行了阐述,分析了第一性原理在弹簧钢研究中的重要性,总结了弹簧钢高强度化的国内外研究现状及弹簧钢的发展趋势,为高性能弹簧钢的发展提供理论支撑和技术参考。

板带轧制装备-工艺-产品质量综合控制融合发展综述

摘要:精品板带钢生产涉及装备、工艺和产品质量等多方面,其中,装备为工艺提供平台支撑,工艺优化和装备革新直接决定产品质量提升,而终端用户需求和产品质量的提升再次驱动装备和工艺的再创新,这种螺旋式融合发展推动了板带轧制装备、工艺和产品质量系统集成和协同发展。然而,当前装备-工艺-产品质量之间适配度偏低己成为制约精品板带钢产品质量提升的瓶颈,催生出由传统单一学科向多学科交叉融合联合攻关板带轧制领域关键核心技术难题的新发展趋势。围绕板带轧制理论及轧机系统柔性适配理论技术、轧机装备稳健运行控制、产品形性一体化控制理论技术,总结分析板带轧制装备、工艺、产品质量综合控制的最新进展。在板带轧制理论及轧机系统柔性适配理论技术方面,针对轧机负载辊缝变化以及瞬态突变状态下缺乏柔性适配调控能力的技术难题,讨论当前板带轧机负载辊缝形状控制理论技术,提出板带轧制过程装备-工艺-产品适配理论技术,进一步提升装备对工艺和产品的支撑作用和平台功效。在板带轧机装备稳健运行控制方面,分析板带轧机装备传感测试和系统稳健运行控制理论技术等亟待解决的关键科学问题与技术难题,为轧机高质量稳健运行提供技术支撑。在板带轧制产品形性一体化控制理论技术方面,针对轧制产品形状尺寸、表面质量、组织性能跨尺度协同控制难度大的问题,提出轧辊-轧件综合控制理论技术,为板带轧制形性一体化智能高效协同控制提供理论支撑。最后围绕以装备为基础,工艺为关键,产品质量为目标,对板带轧制综合控制融合发展进行了总结和展望。

薄规格硅钢生产技术的研究进展

摘要:随着新能源汽车、智能电网和可再生能源的快速发展,市场对低铁损硅钢的需求不断增加,厚度减薄是硅钢产品发展的一个趋势,而硅钢厚度的减薄对生产工艺技术提出了更大的挑战。近年来,薄规格硅钢制备与开发成为研究热点。本文综述了薄规格硅钢的生产工艺,其中取向硅钢分为初次再结晶法、二次再结晶法、三次再结晶法以及双辊薄带连铸法;无取向硅钢分为常规工艺法、异步轧制法、双辊薄带连铸法以及平面流铸法。并介绍了薄规格硅钢的生产现状,对薄规格硅钢未来发展方向做出展望,为薄规格硅钢的研发提供参考。

钢铁表面有机涂层的耐蚀与摩擦性能的研究进展

摘要:钢铁材料由于其优异的力学性能广泛应用于各个领域,然而钢铁的腐蚀失效一直是人们困扰的问题。有机涂层因其优异的结合力、简单的制备工艺和出色的长期防腐性能常用于钢铁表面的腐蚀防护。有机涂层中材料种类、填料取向、改性方法等对涂层腐蚀性能和摩擦性能都有一定的影响。综述了近年来钢铁表面有机涂层耐蚀与摩擦性能的研究进展。首先从物理阻隔、牺牲阳极的阴极保护、自修复技术和超疏水技术4 种提高有机涂层耐蚀性的方法入手,阐述了各种方法的基本原理,探讨了4种方法所制备的用于钢铁表面防护的有机涂层的防腐性能,并对目前各种方法所制备的有机涂层存在的问题以及改善措施进行了分析。接着主要从掺杂填料的角度,探究了不同填料对钢铁表面有机涂层摩擦性能的影响,提出了润滑相/增强相协同作用、软硬协同作用和自润滑微胶囊3 种提高有机涂层摩擦性能的策略。最后总结了目前钢铁表面有机涂层面临的一些挑战,并对钢铁表面有机涂层的发展方向进行了展望。

取向硅钢硅酸镁底层的形成、调控及磁性影响因素

摘要:取向硅钢作为一种关键软磁金属材料,在变压器铁芯等核心部件的制造中占据着举足轻重的地位。在取向硅钢的生产制造过程中,高温退火工序形成的硅酸镁底层质量至关重要。硅酸镁(Mg2SiO4)作为底层最基本的结构单元,其晶粒的形态分布对取向硅钢磁性和铁损有决定性作用。硅酸镁底层不仅在辅助基体Goss取向二次晶粒择优长大、增强磁畴壁钉扎效应、提高取向硅钢成品层间电阻及调控表面膜层应力等方面发挥着关键作用,而且为后续工序形成高质量绝缘涂层奠定致密且完整的表面基础,是成就取向硅钢产品优异综合性能关键的组成部分。深入解析了取向硅钢退火过程中硅酸镁底层的形成机制及其对硅钢磁性能调控原理;同时分别从SiO2氧化层特性、MgO涂层及其添加剂、高温退火工艺等主要因素,系统梳理并评述了近年来硅酸镁底层质量调控及磁性提升的研究进展。最后,对当前硅酸镁底层研究领域的重点工作进行了归纳总结,并对未来取向硅钢硅酸镁层研究方向进行了展望。

二十辊轧机轧薄能力评估技术研究与开发

摘要:在传统二十辊轧机轧制硅钢过程中进行极薄规格扩展时,设备能力的评估与工艺参数的选取采用经验与现场试验摸索的方式,缺少理论支撑使得设备损坏风险大、试错成本高,同时规格扩展后产品质量无法保证。针对以上问题,充分考虑二十辊轧机的设备和工艺特征,结合现场实际轧制数据,兼顾轧制稳定性与带钢表面缺陷控制,建立了一套二十辊轧机轧薄能力评估模型与技术,并开发了相应的轧薄能力核算软件。使用该软件可以实现对二十辊轧机硅钢轧薄能力的准确核算,将其应用于某钢铁企业冷轧硅钢厂,通过对核算最小产品厚度与实际出口产品厚度的对比分析发现,在保证小时产量,考虑轧制稳定性与缺陷控制能力的前提下,核算的最小产品厚度比实际产品厚度更小,产品厚度规格具有向更薄方向的扩展空间,为后续高牌号无取向硅钢和取向硅钢向更薄规格扩展的产品质量控制和轧制工艺的开发奠定了理论基础。

轻质耐磨高锰钢的研究进展

摘要: 在“碳达峰”、“碳中和”成为全社会共识的背景下,轻质耐磨高锰钢因具有良好的强韧性、耐磨性以及较低的密度在冶金、矿山等行业中具有广阔应用前景。本文综述了轻质耐磨高锰钢的成分轻量化设计进展,以及基体组织、析出相以及表面改性对其耐磨性能影响,并展望了轻质耐磨高锰钢未来的发展趋势,以期为高锰钢轻量化及耐磨性能的协同提升设计提供参考。

高品质板带形-性-表综合控制技术的发展

摘要:针对高品质板带生产过程中板形、性能以及表面质量等关键指标综合控制的难题,介绍了我国在高品质板带形-性-表综合控制技术方面取得的成果。从热轧板带平直度检测、轧辊及板形状态的智能预报系统、弯辊及轧辊轴向横移综合控制模型以及冷热轧工序板形前馈控制等方面,介绍了多模态信息融合检测与多机架多工序协同的板形控制技术;从热轧跨工序过程显微组织参数与力学性能控制模型及热连轧带钢组织性能预控等方面,介绍了基于大模型的热轧过程工艺与力学性能控制技术;从板带表面缺陷无监督分类检测算法以及表面缺陷及特性综合控制等方面,介绍了高品质板带表面特性智能模拟及控制技术。在此基础上,叙述了该技术成果的现场应用情况,并对高品质板带形-性-表综合控制的发展进行了展望。