《科技信息》
在钢渣深加工工艺技术方面,宝钢在国内率先
研发了年产l0万吨钢渣磨细深加工生产线和钢渣特
种混凝土试验生产线,实现了钢渣微粉替代水泥的
产业化。此外,宝钢还在钢渣微晶玻璃、钢渣余热
回收、钢渣粉绿色应用、钢渣特种型砂应用、钢渣
混凝土应用、钢渣透水混凝土等方面进行了研究和
探索,为钢渣未来的高附加值利用奠定了基础。随
着宝钢环境经营战略的确立,宝钢还将陆续启动一、 二炼钢渣处理改造、宝钢发展公司钢渣产业化等项
目,宝钢的钢渣处理工艺和技术还将获得更大的发
展。
r_lf’、MCP技术的新进展一柔性化在线热处理
-_-近年来,在线热处理技术受到普遍重视,这是因
为在线热处理利用轧制余热对钢材进行热处理,可
以省去离线热处理必须的二次加热,因而节省能源,
简化操作,缩短了产品的交货期。同时,在线热处
理可以利用材料轧制过程中积累的应变硬化,在有
些情况下可得到比离线热处理更优良的产品性能和
质量。
传统的在线热处理技术包括加速冷却技术和直
接淬火技术。加速冷却是指在控制轧制后,在奥氏
体向铁素体相变的温度区间进行某种程度的快速冷
却,使相变组织比单纯控制轧制更加微细化,以获
得更高的强度。直接淬火技术可以代替再加热淬火,
将处于奥氏体区或两相区的热轧后的钢材直接水淬
至室温。随着TMCP技术的发展,为了进一步改善
产品质量,在传统的加速冷却和直接淬火基础上,
柔性化的轧后热处理得到了快速发展,成为TMCP
技术发展的前沿和热点。在传统的轧后冷却方式(加
速冷却和直接淬火)的基础上,已经开发出实用化
的超快速冷却和再加热装置等新型在线热处理设
备,因而可以涵盖从加速冷却的低冷速到直接淬火 的高冷速的全部冷速范围。各种控制方式的开始点
和终止点可以依据需要控制,冷却路径可以按照工 艺要求灵活控制和调整,所以材料的相变可以处于
工艺过程的精细掌控之中,这为钢铁材料的减量化
生产和性能提高提供了极为广阔的空间。加强轧后
柔性化在线热处理工艺、装备、技术、产品开发和
利用已成为轧制技术发展的重要趋势。 -k,d:炉炼钢双渣法操作
转炉炼钢生产中,转炉炉内脱磷的问题一直受
到各炼钢厂的高度关注。当铁水[P]超过0.12%时,
单渣法脱磷就比较困难;当铁水磷含量超过0.12
%的情况下,铁水中的[si]达到了O.5%及以上,会
增加转炉脱磷的难度。因此,通过对影响转炉脱磷
的因素进行分析研究,采用双渣法操作取得了良好
的脱磷效果。
在保证前期炉渣尽快化好的前提下,一次倒渣
前采用高碱度、高氧化性和低温度的方式。但是由
于铁水硅含量较高达到0.5%,造成一次倒渣时碱度
较低、温度较高.从脱磷反应的热力学条件可知,脱
磷反应的平衡常数K越大,磷在渣一钢间的分配比
Lp越大。温度对Lp的影响是通过对K的作用实现
的。K随反应温度的降低而增大,即低温有利于脱磷,
同时,低温还会导致降低,也有利于脱磷。,随着
碳含量的增加,磷分配比随之降低。这主要是因为
在炼钢过程中,磷主要是被氧化去除。转炉吹炼至
终点,当钢水终点fC1含量大时,根据碳氧反应平衡
可知,钢水终点[0】量就小,炉渣氧化I生随之降低。
这与TFe有些近似,都是由于炉渣氧化性的降低,
磷在渣一钢间的分配比LP逐渐变小,不利于脱磷。
而其它金属成分对磷分配比的影响主要体现在各元
素含量对fP1的活度的影响,但在一般条件下影响都
不太大。通过以上几方面影响因素的理论分析,要
获得较好的脱磷效果,可以通过降低转炉终点温度、
提高炉渣碱度和炉渣氧化陛以及合适的终点嘲信
量。以上几方面影响因素存在相互影响的关系。
在冶炼前期,根据转炉内的化学反应情况,【s】、
[Mn]和【0]的反应为主要反应。由于【S]与[0]的反应为放
热反应,造成炉渣内温度迅速升高。因此,控制铁 水[s】有利于保证一次倒渣前的脱磷效果.结合晕钢生
产实际情况,新产品工艺路线的稳定,在满足出钢
温度的要求下,必须稳定转炉工艺操作,加强装人
制度、冶炼过程操作,满足生产工艺要求。
从双渣法的实际操作情况来看,由于双渣法工
艺要求在转炉吹炼7~10min倒一次渣,之后再重新
造渣,转炉终点炉渣碱度满足脱磷要求。从统计数
据来看,终点炉渣碱度平均为4.14,最小为3.37;
MgO控制在10%左右;重钢终点TFe含量平均l8.07,
TFe含量控制在18~20%可以获得较好的脱磷效果,
・55・
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实际生产中的终点脱磷率为91.39%。在实际生产中
转炉终点含量满足生产工艺要求,从统训数据来看,
在保证造好渣,达到脱磷效果的情况下,可以提高
转炉终点【c】唐量。通过对双渣法操作的摸索,满足
转炉工艺生产要求,为重钢新产品的开发奠定了基
础。
二 还原烧结矿生产工艺 J 传统上说,烧结矿的还原是在高炉中间接还
原。因此,高炉中烧结矿的还原行为受到还原平衡
的控制。然而,由于采用了新开发的工艺,除了可
以使用粉矿外,在烧结机上还可以通过还原剂同步
进行直接还原,从而使得还原不受一氧化碳/--氧化 碳气体反应平衡的限制。
新工艺烧结和还原同时进行,除了有传统的烧
结矿外,还含有部分金属铁和氧化铁的预还原烧结
矿。
研究发现,作为还原剂的碎焦末尺寸,氧分压
和烧结料(小颗粒)的结构都对烧结过程中生产预
还原烧结矿有显著作用。研究过程中采用的碎焦末
尺寸为lmm、125 ITI、44 m和l0 133以及更小。
当焦末尺寸为45 m到125IXII1之间时,还原度最大,
同时,碎焦末在这一尺寸范围时生产率也最大。如
果焦末尺寸进一步降低,则还原度和生产率均下降。 当氧分压在9%和15%时,焦炭燃烧受到限制,从而
可以获得较高的生产率和还原度。当氧分压达到21% 时,铁矿石出现过度熔化;相反,当氧分压为6%时,
焦炭不能持续燃烧。对(A)基本型、(B)煅烧石灰涂层
型(即在小颗粒外部涂裹煅烧石灰)、fc)铁矿石涂层
型(即在外部涂裹铁矿石)三种小颗粒结构进行了
研究。(B)和(C)具有不同的颗粒结构,其目的在于抑
制熔化和防止熔融物质流出小颗粒。在使用涂裹煅
烧石灰的(B)情况下,可以取得较高的还原度和生产
率,而在(C)情况下有更高的还原度和生产率,且还
原度达到45%。
向烧结料层上添加压缩的压块料,取得了还原
率达到60%的结果,而当压块涂裹熔化延迟材料后,
取得了70%的还原率。为防止压块的过度熔化和改
善还原度的不均匀性,必须开发新的点火技术。此
外,也必须开发提高压块混合比的技术。
从在高炉中使用预还原烧结矿的估计结果看,
・56・ 可以确认与使用传统烧结矿相比,高炉的透气性明
显改善。
立:|二=型高强度热轧钢板--BHT钢板的开发
/] I通常在钢板强度提高的同时,钢板的成形性会
下降,因此迫切希望开发出既强度高又不会降低成
形性的钢板。
川崎制铁公司通过高精度控制热轧后的冷却,
适当调整钢中的固溶N量,同时细化晶粒的粒度,
结果开发出了可降低钢板强度、钢板在成形时具有
良好的加工性、在涂漆烘烤处理后强度有很大提高
且抗自然时效性好的热轧薄钢板。开发钢板的应变
时效处理后的应力一应变流线图和以往的BH钢板的
比较表明,以往的BH钢板经涂漆烘烤处理后屈服强
度提高了,但塑性变形区域中的变形应力与原钢板
的相同。因此,以往的BH钢板只限用作抗凹陷的汽
车外板。而开发钢板通过应变时效处理后屈服强度 明显超过以往的BH钢板,同时抗拉强度也大大提
高。由于开发钢板具有这种优点,因此可以用作对
防碰撞性和抗疲劳性要求高的汽车结构件。
通过新型高强度热轧钢板(BHT钢板)的开发,
获得如下结论:
(1)开发钢板抗拉强度的提高是由于预应变时
导人的位错会因涂漆烘烤处理而坚固粘着,并在涂
漆烘烤后的塑性变形时促进位错的扩大再生,使位
错在位错群中的运动所需的外力增大所致。
(2)开发钢板受到10%的预应变后通过烘烤处
理,屈服强度的增大超过了80MPa,抗拉强度提高
了大约60MPa。
(3)开发钢板抗拉强度的提高不仅有助于提高
抗疲劳特性,而且增加了高速变形时的吸收能。
(4)开发钢板的成形性与原钢板 等级相同
的普通钢板一样。
(5)开发钢板在1年的常温放置中自然时效变
差非常小,YS上升了大约30MPa,El下降最高2% 左右。
(6)开发钢板利用应变时效硬化的作用可以提
高抗碰撞特性,板厚可以减小大约0.1mm,相当于
TS可以减小60—70MPa。减小板厚有助于减轻车身
重量,或确保难成形部件的成形性(强度等级降低)
等。