电渣重熔新技术的研究现状及发展趋势

摘要:1940年美国霍普金斯获得了“Carol电铸锭”美国专利,电渣重熔技术被首次提出但未得到推广。1952年前苏联梅多瓦尔和巴顿两位科学家在实验室试制备了第一个不锈钢电渣锭。1958年,在乌克兰东南部城市扎波罗热第聂伯特钢厂建成了0.5t P909型电渣炉。1959年-1960年建成了世界上第一个电渣重熔车间,开启了电渣重熔技术工业化时代。英国是最早从事电渣重熔技术研究的西方国家,随后各国冶金工业者纷纷开始研制多种新型电渣炉。奥地利INTECO公司开发了快速电渣技术(ESRR),该技术实现了快速和连续化操作,但这种快速电渣重熔技术存在的主要问题是电结晶器寿命太短,影响了其市场推广。为了满足多种不同断面且钢锭细长的需求,INTECO设计了一种可抽拉式底水箱、电极交换、滑动接触的平行双线母排、无需大电流软连接理念的抽锭试电渣重熔炉。德国VSG公司建成了世界上第一台加压电渣炉,工作压力为4.2MPa,可生产直径为100mm、质量达14.5t的高氮钢锭,主要用于大型生产发电机护环钢。进入21世纪后,发达国家新建的电渣炉普遍采用保护气氛方式,德国还研究并设计制造了2台20t的真空电渣炉分别在德国和日本得到工业应用。我国的电渣冶金技术起步也比较早,1958年我国冶金工作者开始电渣重熔技术的研究。1960年,双支臂抽锭式电渣重熔炉在重庆特殊钢厂成功建造。1964年在重庆召开第二届全国电渣冶金会议,这标志着着我国电渣冶金技术进入大规模研究开发和推广应用阶段。在过去的近60年中,我国冶金工作者在电渣冶金领域发现和发明了许多自己独特的理论和技术。21世纪以来,我国开发了一系列电渣重熔新技术,主要包括熔速控制的保护气氛电渣炉、真空电渣炉、加压电渣重熔设备及高氮钢制备技术、电渣连铸技术、电渣重熔超大扁锭技术、电渣重熔空心钢锭技术、导电结晶器技术以及电渣液态浇注技术等,使我国电渣重熔技术始终保持国际先进行列。本文简要回顾了电渣重熔工业生产的发展历史,重点对近年来的电渣冶金新技术进行了介绍和评价,包括电渣重熔技术、保护气氛电渣重熔技术、导电结晶器技术、加压电渣重熔、真空电渣重熔技术、特厚板坯电渣重熔技术、空心钢锭电渣重熔技术、大型钢锭电渣重熔技术、绿色环保型电渣重熔新渣系开发。在新的发展阶段,电渣冶金技术向高效、节能、环保和更高质量方向发展。

机器人在冷轧智能制造系统的案例浅析

摘要:结合冶金行业的发展及冷轧生产的要求及现状,着重介绍了安川机器人在冷轧工序智能制造方面的成功应用案例,主要就机器人钢卷剪捆带、贴标、喷号及取样制样的特点和机器人系统的基本结构、主要功能及工作原理等方面展开论述。

棒线材连铸-直接轧制工艺关键技术研究

摘要:为了满足我国钢铁行业转型升级对绿色、可持续发展的需求,需解决棒线材生产中能源损耗严重的问题。深入研究了棒线材连铸-直接轧制工艺的关键技术。该工艺是一种适用于普通棒线材生产的新型工艺,通过充分利用连铸坯冶金热能,可完全取消铸坯加热工序,从而实现节能减排、减少烧损的目的。从生产能力匹配、温度匹配、节奏匹配和生产管理4个方面研究和分析了棒线材连铸-直接轧制工艺的关键技术,推导了生产能力匹配和节奏匹配的数学表达式,研究了连铸至轧钢全过程铸坯温度的变化规律,并给出了连铸-直接轧制工艺一体化生产制度和典型工艺平面布置方案。研究结果表明:棒线材连铸-直接轧制是一种绿色、环保、低成本、高效益、高效率的生产方式,具有较好的经济效益和广阔的应用前景。

增材制造奥氏体不锈钢抗氢脆行为研究进展

摘要:氢能作为一种新型能源正受到国际社会的广泛关注,然而,用于氢能运输和储存的奥氏体不锈钢不可避免地面临氢脆问题。传统工艺制备的奥氏体不锈钢无法避免氢脆发生,而增材制造工艺在制备奥氏体不锈钢抗氢脆结构部件方面具有显著优势,为解决奥氏体不锈钢氢脆问题提供了新思路。概述了增材制造奥氏体不锈钢抗氢脆机制的研究进展,并对以下方面进行了讨论与分析:传统奥氏体不锈钢氢原子捕获及其氢脆机制;增材制造奥氏体不锈钢微观组织结构特征及其对氢原子捕获的影响;增材制造奥氏体不锈钢的抗氢脆性能及机制。对增材制造奥氏体不锈钢在氢环境中的应用进行了总结和展望。

太阳能硅片切割用金刚线发展评述

摘要:全面评述了太阳能硅片切割用金刚线的发展现状,规模化制造进展,主流产品及其制备工艺和性能评测方法,并对未来可能的发展趋势进行了预测。毋庸置疑,太阳能硅片切割将全面迎来金刚线切时代,而且因为光伏行业的爆炸式增长会造就极大的市场需求。国内众多企业已经顺势而上,逐步打破国外企业在金刚线制造行业的垄断地位,技术水平和产品质量也不断提升。未来呼应太阳能光伏行业的产业需求,金刚线会朝着四化方向发展。

因瓦合金薄板组织演化及力学性能研究

摘要:针对因瓦合金传统制备工艺存在成材率低、生产效率低等问题,提出了薄带连铸—冷轧—退火的新制备工艺。利用光学显微镜、EBSD、EPMA及SEM研究了新制备工艺下因瓦合金薄板的组织演化,并测试了其力学性能。结果表明:薄带连铸因瓦合金铸带坯未出现表面裂纹、晶间氧化及Ni元素宏观偏析,微观组织由粗大的柱状奥氏体晶粒组成;利用新制备工艺,获得了厚度0.5mm及0.7mm的因瓦合金退火板,组织中含有大量退火孪晶,退火板屈服强度在251~281MPa范围内,抗拉强度在420~445MPa范围内,断后伸长率超过30%,拉伸断口均为典型韧性断裂形貌,与传统制备工艺下的退火板力学性能相当。

盾构/TBM滚刀刀圈研制进展

摘要:盘形滚刀是盾构机的核心部件,也是掘进施工过程最易磨损和失效的部件。滚刀刀圈的磨损主要由磨粒磨损、黏着磨损和疲劳磨损三种机制共同组成,其中磨粒磨损和黏着磨损占主要。破岩过程中,强挤压、高冲击作用使得刀圈常发生磨损、偏磨、卷刃、断裂、崩刃、脱落等失效,刀圈损耗成本占总工程的5%~10%,而刀圈失效引起的维护、检修、更换刀具等又大幅降低了工程施工效率。当前常用的刀圈材料为DC53、H13钢,其耐磨性、抗冲击韧性取决于钢中碳化物类型、形貌、尺寸、数量、分布和基体组织特征。为实现滚刀刀圈性能强化提升,国内外学者围绕刀圈材料成分优化设计、刀圈一次成形制备、感应热处理制备梯度性能刀圈、双金属复合刀圈研制等开展了系列研究,为滚刀刀圈性能强化提供了有力支撑。

热轧钢材免酸洗还原退火热镀锌技术进展

摘要:介绍了热轧钢材免酸洗还原退火热镀锌的主要技术进展,从钢材氧化铁皮的精细化控制技术入手,结合氧化铁皮退火还原和热浸镀锌过程中各个控制环节的研究成果,进行了氧化铁皮的精细化控制、氧化铁皮高效还原以及基于免酸洗还原退火的热镀锌等关键技术的开发,并进行试制生产。试制结果表明,采用免酸洗工艺生产的热浸镀锌板表面质量良好,锌层延展性优良,能够满足使用要求,同时大幅降低吨钢成本,能够创造更大的经济效益。

超高强度结构钢的研究及发展

摘要:超高强度结构钢是一种具有1200MPa以上屈服强度以及良好的断裂韧性和延性的钢,被广泛应用于航空、航天、舰船、海洋工程、工程机械等高端制造领域。同时保持超高强度、高塑性和高韧性是超高强度结构钢研究领域中的关键难题。本文归纳总结了典型低合金超高强度钢、二次硬化超高强度钢和马氏体时效钢的发展历程和研究进展,重点介绍了超高强度结构钢的强韧化和延性机制。超高强度结构钢的超高强度是通过高密度位错马氏体基体中析出大量纳米级碳化物、金属间化合物或富Cu相而获得; 优异的断裂韧性是通过马氏体板条、区块和亚稳态奥氏体的多相多尺度层状微观结构设计来实现; 而高塑性的关键是在高密度可移动位错基体中引入亚稳态奥氏体形变诱导塑性(TRIP) 效应。高密度位错马氏体基体、多相多尺度结构和亚稳态奥氏体TRIP 效应的研究进展有望突破超高强度结构钢的强度、塑性、韧性三者不可兼得的瓶颈。

双相不锈钢热等静压粉末冶金成形技术研究进展

摘要:热等静压技术可用于粉末冶金制造高性能零部件,近年来广泛应用于铸件致密化、扩散连接和近净成形领域。热等静压粉末冶金(HIP-PM)作为一种绿色高效,工序简单,性能可控的构件制备技术,未来将在航空航天、核电工程、电子信息、轨道交通等众多工业领域广泛应用。从双相不锈钢(Duplex StainlessSteel, DSS)粉末制备、制品微观组织和力学性能、腐蚀性能等方面介绍了双相不锈钢HIP-PM技术研究进展,并总结了该技术应用领域及发展趋势。