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2013年  第34卷  第5期

钒钛提取
TiCl4熔盐氯化炉熔盐体系研究
路辉, 杨仁牧, 蒙钧, 安建国, 谢红艳, 谢刚
2013, 34(5): 1-8. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2013.05.001
摘要:
从化学成分、物相构成及微观结构方面系统研究了冷态熔盐体系的构成,发现冷态熔盐体系中物相以TiO2、SiO2及氯化物熔盐和钙铁氧化物复合体存在;熔盐体系在冷态条件下发生结块现象,表观形貌凸凹不平,呈现疏松状;通过系统取样分析,研究了重要组分在熔盐氯化炉熔盐体系中的纵向、横向分布情况,结果表明:TiO2、SiO2、Al2O3在熔盐体系纵向切面从上到下基本呈现递增趋势,C、FeCl2、FeCl3含量在熔盐体系中从上到下逐渐递减,在横向截面上大多组分没有呈现出明显规律。
不同碳质还原剂制备钛可溶阳极试验研究
朱福兴, 邓斌, 穆天柱
2013, 34(5): 9-14. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2013.05.002
摘要:
根据热力学软件及结合最新技术研究进展计算出由碳热还原制备TiC0.5O0.5的理论热力学数据,采用差热热重分析对石墨、炭黑和石油焦三种碳质还原剂还原TiO2的历程进行研究试验,对不同碳质还原剂下制备得到的钛可溶阳极进行物相和结构分析。结果表明:TiC0.5O0.5固溶体的吉布斯自由能与温度满足ΔG=385 418-262.1 T的关系式,高温、低真空利于制备TiC0.5O0.5固溶体形成;石墨和炭黑热还原制备TiC0.5O0.5固溶体反应历程相同,而与石油焦不同,石墨反应生成TiC0.5O0.5固溶体初始温度较其他两种还原剂低;石墨料制得固溶体颗粒较均匀,而石油焦料存在反应不完全现象。
熔融态钒渣氧化钙化后酸浸研究
李昆, 宋文臣, 郑权, 李宏
2013, 34(5): 15-18,22. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2013.05.003
摘要:
把钒渣加热到熔融态直接加入CaO并吹氧,将渣中钒氧化为四价或五价与CaO形成钒酸钙,然后酸浸其中的钒,研究了钙钒比、硫酸浓度和固液比对浸出率的影响。结果表明:生成以CaV2O5为主的钒酸钙盐,在70%钒渣粒度小于0.074 mm、钙钒比0.5~0.9、浸出温度90℃、反应时间120 min、固液比1∶5、硫酸浓度20%的条件下,钒浸出率可以达到88%以上。
钒钛应用
四氯化钛热水解制备钛白粉的研究
张鹏, 刘代俊, 毛雪华
2013, 34(5): 19-22. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2013.05.004
摘要:
以四氯化钛水化得到的TiOCl2溶液为原料,在常压下采用自生晶种热水解法制备TiO2晶体粉末。在初始TiOCl2溶液中Ti4+浓度为0.5 mol/L,温度106℃(沸腾)条件下反应120 min得到的产物,通过X-射线衍射分析证明是金红石、锐钛矿和板钛矿3种晶型粉末的混合物。并且在煅烧过后可以得到纯的金红石型TiO2。试验考察了Ti4+浓度、反应时间、反应温度对产物粒度的影响。发现Ti4+浓度为0.5 mol/L,反应时间120 min产物粒径最小;并且当反应温度降低,粒径变小。
低温溶胶法制备钨、氮共掺杂二氧化钛光催化剂的研究
孟波, 王晓晶, 李雪, 刘云义
2013, 34(5): 23-27,32. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2013.05.005
摘要:
以钛酸四正丁酯为前驱体,硝酸铵和钨酸铵为掺杂源,利用低温溶胶法直接制备了纳米级钨、氮共掺杂二氧化钛粉体。通过XRD、SEM、IR、XPS、GTA等测试手段对样品进行表征,结果表明:共掺杂TiO2粉体为锐钛矿型,呈球状颗粒,粒径为8.9 nm,600℃内稳定性好,禁带宽度2.86 eV,光响应迁移到可见光范围。以氙灯模拟太阳光降解甲基橙溶液,光照60 min,光催化剂粉体的降解率达到94%以上,与P25相比有明显提高,具有良好的光降解性能。
综合利用
提钒尾渣配碳直接还原铁试验
杨合, 毛林强, 薛向欣, 刘东
2013, 34(5): 28-32. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2013.05.006
摘要:
采用直接配碳的方式研究了从提钒尾渣还原铁的工艺流程,考察了配碳比、还原温度、时间对物料还原效果的影响,并借助XRD和SEM分析了温度和时间对提钒尾渣还原过程的影响。结果表明:在配碳比2.5、还原温度和时间分别为1 200℃和30 min的最佳工艺参数下,铁的金属化率为85%左右;金属化率随着温度的升高、还原时间的延长而升高;还原过程铁元素的变化规律为Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe;延长还原时间影响铁的品位。
高炉瓦斯灰综合回收利用及再资源化的研究
贾继华, 韩宏亮, 段东平, 耿叶静, 刘静
2013, 34(5): 33-37. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2013.05.007
摘要:
在分析唐山地区高炉瓦斯灰特性的基础上,提出一种高炉瓦斯灰综合回收利用及再资源化的工艺流程,并通过一系列试验对该工艺流程进行了验证。试验结果表明,该工艺不但能够有效地利用高炉灰中的Fe、C等元素,而且能够把高炉瓦斯灰中K、Na、Pb、Zn等有色金属进行烟气富集,并通过多段湿法工艺分离提取出来,实现了高炉灰的再资源化综合利用。此项技术是对高炉瓦斯灰综合、高效利用的较佳途径。
钢铁工艺
IF钢浇铸过程纯净度研究
唐德池, 高圣勇, 崔阳, 田志红, 曾智, 张宏艳, 庞在刚
2013, 34(5): 38-42. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2013.05.008
摘要:
系统研究了IF钢浇铸过程的纯净度,通过对RH-中间包-铸坯T[O]和[N]研究表明:中间包至铸坯,T[O]平均含量由31×10-6降至20×10-6,[N]平均含量则由16.5×10-6增加至19.6×10-6。对一浇次前三炉中间包钢液夹杂物分析表明:随开浇进行小于2μm夹杂物总数显著减低,总数减小在50%以上。对头尾坯和正常坯的表层夹杂物原位分析表明:头坯的Al系夹杂物含量明显高于正常坯和尾坯,内外弧表面不同深度Al系夹杂物含量分布趋势一致,距离表层1.6 mm处时,Al系夹杂物的含量最低,超过1.6 mm时,Al系夹杂物含量上升,超过3.2mm后夹杂物含量下降。
Fe2O3对高炉喷吹煤粉助燃机理的研究
刘小杰, 冯帅, 吕庆, 张淑会
2013, 34(5): 43-47. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2013.05.009
摘要:
Fe2O3是一种适合高炉生产的煤粉助燃剂,采用热重-差热分析其助燃机理,表明FeCO-R削弱了碳结构单元间的桥键结合力以及晶格结构改变,使煤粉活化能降低,加速燃烧。通过模拟高炉风口的燃烧条件并收集未燃煤粉,采用XRD和SEM检测方法研究表明:随着助燃剂Fe2O3的加入,未燃煤粉的微晶参数增大,芳香片层的堆砌高度升高0.001 1 nm,层片直径增大0.001 2 nm;Fe2O3使未燃煤粉颗粒的平均粒径减小3.48μm,外观形貌变得不规则。
高炉配加含钛烧结矿护炉冶炼实践
孙雅平, 刘鹏君, 吕佳丽, 王军
2013, 34(5): 48-51. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2013.05.010
摘要:
针对炉缸炉底侵蚀、冷却壁水温差上升的情况,采用含钛烧结矿取代钛矿进行护炉。生产中通过高炉钛平衡计算对高炉铁水中钛含量进行调控,同时选择合理的操作制度和冶炼参数。实践表明,炉缸侧壁温度和冷却壁水温差呈降低趋势,达到护炉效果的同时,也实现了高效低成本生产。
攀钢帘线钢钢水纯净度控制生产实践
张强, 李扬洲, 陈靓, 黄禹明, 徐华彬
2013, 34(5): 52-57. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2013.05.011
摘要:
帘线钢对钢水纯净度要求极高,是线材生产难度较大的产品之一,对钢中的[S]、[N]、[O]、[Ti]等的控制要求极严。攀钢提钒炼钢厂采用含有[V]、[Ti]的铁水炼钢,铁水热源不足,[P]、[S]元素含量较高,导致帘线钢生产过程控制难度增大,采用铁水脱硫使入转炉半钢[S]控制在0.005%以下,延长提钒转炉吹氧时间3~5 min,能使入炼钢转炉半钢[Ti]达到0.003%以下,在转炉工序,控制吹炼终点氧活度以及在精炼LF工序采用合理的造渣工艺造渣、RH采取真空处理,能够稳定生产出符合GB/T 10561-2005规定要求的帘线钢。
薄板坯结晶器宽面铜板传热行为研究
袁林涛, 张慧, 施哲, 陶红标, 张勇
2013, 34(5): 58-62. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2013.05.012
摘要:
使用温度监测软件,在线采集了某钢厂CSP结晶器铜板实际生产过程中温度数据。根据铜板实测温度、冷却水量、入水温度及水温差等参数,利用传热模型建立结晶器热流的二维分布模型,并讨论坯宽与拉速对弯月面处热流密度分布的影响。计算结果表明:结晶器热流和温度在横向分布不均匀,坯宽越宽弯月面处热流密度分布越均匀,拉速越大弯月面处热流密度分布越不均匀。
铁口铸铁冷却壁热态性能研究
石琳, 王志刚
2013, 34(5): 63-68. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2013.05.013
摘要:
为了满足高炉对长寿冷却壁的需求,采用ABAQUS有限元编程,对新设计的铁口铸铁冷却壁进行温度、应力场的计算。计算结果显示:开炉初期冷却壁热面最高温度85℃,壁体变形较小;当内衬侵蚀厚度从50 mm增加到1 100 mm时,铁口角部热面温度从87.16℃增加到234.9℃,壁体中部应力从130.3 MPa增加到294.0 MPa,接近铸铁的屈服强度,定位销附近应力大大超过了铸铁的屈服强度。可见,新设计的铁口铸铁冷却壁的冷却薄弱区在铁口角部和中心线附近,应力集中在定位销附近。该研究为改进铁口冷却壁设计和安装铁口冷却壁提供理论依据。
钢铁材料
0Cr17Ni7Al沉淀硬化不锈钢的冲蚀磨损性能研究
朱韬, 王树奇, 纪秀林
2013, 34(5): 69-74,88. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2013.05.014
摘要:
采用自制液固两相流冲蚀磨损试验机研究了0Cr17Ni7Al的冲蚀磨损性能及热处理工艺的影响,并与硬度大小相近的H13钢进行对比分析,探讨了其冲蚀磨损机理。结果表明:经1 040℃固溶+520℃时效后的0Cr17Ni7Al的抗冲蚀性能最好;因材料加工硬化的作用,冲蚀失重率随冲蚀时间的增加先增大后保持在稳定值;冲蚀角度对材料冲蚀失重具有明显影响,在15°90°范围内,失重量随冲蚀角度的增加先增大后减小,45°时达到极大值;低角度下0Cr17Ni7Al钢冲蚀性能远优于H13钢,冲蚀极大值基本相等。通过表面冲蚀形貌的观察发现,本试验条件下浆体对材料的冲蚀机制主要为挤压推出。因此,高强度和高硬度有利于提高0Cr17Ni7Al钢的抗冲蚀磨损性能。
超高强捆带钢试验研究
李锋, 杨洪刚, 吕家舜, 张冷, 高伟, 高宏
2013, 34(5): 75-78. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2013.05.015
摘要:
探讨了利用环保的连续退火技术生产抗拉强度1 350 MPa、断后伸长率12%超高强捆带钢的可行性。冶炼、热轧、酸洗、冷轧、连续热处理以及拉伸试验表明,采用新设计的成分可以获得达到上述性能要求的超高强捆带钢。微观组织观察、X射线衍射分析技术表明,该超高强捆带钢是以马氏体、残余奥氏体强韧化的。此外还探讨了连续热处理工艺参数对组织、性能的影响。
等温温度对含钒微合金钢晶内铁素体的影响规律
王安东, 田林茂, 左珍丽, 王俊宇
2013, 34(5): 79-82. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2013.05.016
摘要:
以中碳含钒微合金钢为对象,经过900℃时效处理后在680、600、550、500℃下进行等温处理时,研究等温温度对晶内铁素体形成的影响,观察其金相组织。结果表明:经过900℃保温处理后,原始试样的铁素体的含量发生了显著的变化,从5.26%增加到了37.94%;等温处理后,随等温温度的降低铁素体的晶体学形态由块状铁素体向短棒状铁素体过渡,随着温度的进一步降低,短棒状向针状铁素体变化;同时随温度的降低试验钢的铁素体含量逐渐增加,晶粒尺寸逐渐减小。
退火温度对Ti-IF钢织构及组织性能的影响
唐兴昌, 李积鹏, 郑跃强
2013, 34(5): 83-88. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2013.05.017
摘要:
对CSP流程生产Ti-IF钢的成分设计及工艺控制进行了阐述;并通过实验室模拟罩式退火,研究了退火工艺对IF钢织构及组织性能的影响;运用光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)和电子背散射衍射技术(EBSD)对CSP生产的Ti-IF钢经不同退火工艺处理后的织构及组织进行分析。结果表明:随着退火温度的提高,Ti-IF钢中{111}织构增强,r值增大,改善了组织均匀性,深冲性能也大大提高。这说明提高退火温度对获得优良的IF钢综合性能有利。
耐磨钢板NM400切割延迟裂纹分析
张涛, 侯华兴, 杨军, 隋晓红, 刘明
2013, 34(5): 89-94. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2013.05.018
摘要:
从低倍组织、显微组织等方面对80 mm厚度NM400产生切割延迟裂纹的原因及解决方法进行了分析。结果表明,钢板厚度中心组织粗大且存在明显的中心缩孔、偏析等缺陷;热处理及火焰切割过程形成的各种残余应力综合作用于钢板中心缺陷部位是该钢板切割延迟裂纹产生的主要原因;通过降低连铸坯缺陷,改善热处理及切割工艺可有效避免切割延迟裂纹的产生。
扩散退火温度对碳钢热浸镀铝涂层的影响
廖远禄, 王树奇, 张秋阳, 王兰
2013, 34(5): 95-98,104. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2013.05.019
摘要:
采用热浸镀法在45钢表面制备出了Fe-Al金属间化合物涂层,并在不同温度下对热浸镀后的试样进行扩散退火处理。通过XRD、SEM等分析手段对扩散退火后的涂层结构和成分进行测试分析,探讨扩散退火温度对涂层的影响及合金层的转变机理。结果表明:扩散温度为700~800℃,合金层主要物相为Fe2Al5和Al2O3;800℃以上时,随着温度的升高,合金层的物相由脆性相(Fe2Al5)向韧性相(FeAl和Fe3Al)转变;1 000℃时合金层完全转变为FeAl和Fe3Al。Fe2A5硬度高但脆性大,易产生裂纹,虽然FeAl和Fe3Al的硬度与Fe2A5的硬度相比有所降低,但其韧性好能有效阻碍裂纹产生及扩展,并与基体结合更加致密。
综述
钒微合金化在汽车用先进高强钢中的应用
Scott C P, Milbourn D, Huang M, Perrard F
2013, 34(5): 99-104. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2013.05.021
摘要:
回顾了过去10年发表的在扁平材中使用钒微合金化技术所取得的一些进步,并讨论了该技术在汽车用先进高强钢(AHSS)中的应用;探讨了该技术对系列钢种可能带来的益处,这些钢种包括双相(DP)钢、全贝氏体钢、相变诱发塑性(TRIP)钢、孪生诱发塑性(TWIP)钢,并提供了示例。此外,还提出了值得AHSS生产商提供支持、应当持续研究的领域。
钒钛专利
钒钛专利
2013, 34(5): 105-106.
摘要: