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电炉智能化炼钢技术实践与冶金效果分析
1
作者 孟华栋 陈超 +5 位作者 赵小军 赵舸 何赛 杨勇 林腾昌 王耀 《钢铁研究学报》 北大核心 2026年第1期50-61,共12页
本文以电炉高效低成本生产工艺优化及智能化水平提升为目标,基于冶金原理、数学模型与信息技术,构建了综合的电炉智能炼钢模型系统,并对所开发的电炉智能化炼钢技术进行介绍,同时分析了其应用效果。本技术将视觉图像、音频识别等实时在... 本文以电炉高效低成本生产工艺优化及智能化水平提升为目标,基于冶金原理、数学模型与信息技术,构建了综合的电炉智能炼钢模型系统,并对所开发的电炉智能化炼钢技术进行介绍,同时分析了其应用效果。本技术将视觉图像、音频识别等实时在线监测系统与电炉智能炼钢工艺模型进行深度融合,构建了数字化、标准化、模型化的冶炼过程管控体系。工业应用数据表明:电炉终点平均磷含量呈现下降趋势,终点平均碳质量分数提高47.8%;终渣平均全铁质量分数降幅达11.9%,过氧化现象得到有效抑制,钢水收得率显著提升;电炉冶炼周期平均缩短1.5 min,单位钢水电耗平均降低15 kW·h/t,年度生产成本预计降低约825万元。该技术在优化钢水质量的基础上,实现了冶炼成本的降低与冶炼效率的提升,为钢铁行业智能化升级和绿色低碳转型提供了重要的技术支撑。 展开更多
关键词 电炉 智能炼钢 高品质 高效率 低成本
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钢中卷渣类夹杂物的示踪研究
2
作者 任英 肖梦旋 +5 位作者 王博辰 张贺君 杜国利 曾垚 李永武 张立峰 《河北冶金》 2026年第1期59-63,71,共6页
大尺寸夹杂物是轧板缺陷的主要原因,其成分与精炼渣、中间包覆盖剂和结晶器保护渣成分接近。为准确判断钢中大尺寸夹杂物的来源,以典型低碳铝镇静钢为研究对象,在高品质钢生产过程进行示踪剂试验,分别在精炼渣和中间包覆盖剂中加入SrCO_... 大尺寸夹杂物是轧板缺陷的主要原因,其成分与精炼渣、中间包覆盖剂和结晶器保护渣成分接近。为准确判断钢中大尺寸夹杂物的来源,以典型低碳铝镇静钢为研究对象,在高品质钢生产过程进行示踪剂试验,分别在精炼渣和中间包覆盖剂中加入SrCO_(3)和BaCO_(3)作为示踪剂,结晶器保护渣中的K_(2)O和Na2O可以作为示踪元素。冶炼过程中,钢中T.O随着夹杂物上浮呈现出下降趋势,由43 ppm下降至23 ppm。浇铸末期随着余钢量的逐渐降低,发生卷渣和吸气,进而导致T.O逐渐上升至31 ppm。在整个生产过程中,夹杂物平均成分中的Al_(2)O_(3)含量始终大于80%,且随着冶炼的进行而逐渐增加,最终稳定在93%左右。由于夹杂物逐渐向Al_(2)O_(3)转化,连铸坯中夹杂物最大直径达到67μm。提出了示踪实验过程中根据卷渣类夹杂物渣相成分、示踪元素含量、卷渣夹杂物尺寸的判定规则,综合确定卷渣类夹杂物的来源。对连铸坯中夹杂物进行了大尺寸扫描,发现大尺寸夹杂物主要成分为CaO和Al_(2)O_(3),含有少量的SrO或K_(2)O,可以确定铸坯中的卷渣夹杂物主要来源是精炼渣和结晶器保护渣。 展开更多
关键词 高品质钢 夹杂物 渣相成分 示踪 卷渣 综合判定规则
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不同余钢量对钢水洁净度的影响
3
作者 任英 刘中华 +3 位作者 王博辰 路博勋 张贺君 张立峰 《特殊钢》 2026年第1期58-63,共6页
钢包下渣是钢中大尺寸夹杂物的主要来源之一,在连铸生产中,通常通过控制钢包中的残余钢水来避免钢包浇注过程中的涡流卷渣。本文针对钢铁实际生产过程开展不同余钢量浇铸的工业试验,分析钢中大颗粒夹杂物的特征演变,研究不同余钢量条件... 钢包下渣是钢中大尺寸夹杂物的主要来源之一,在连铸生产中,通常通过控制钢包中的残余钢水来避免钢包浇注过程中的涡流卷渣。本文针对钢铁实际生产过程开展不同余钢量浇铸的工业试验,分析钢中大颗粒夹杂物的特征演变,研究不同余钢量条件下的钢包下渣情况,为目标钢种浇铸过程钢包余钢量的合理控制提供参考。试验钢的生产工艺流程为:“转炉→LF精炼→220 tRH真空处理→连铸→轧制”,试验钢中主要夹杂物类型为Al_(2)O_(3)夹杂物,冶炼过程中其Al_(2)O_(3)含量整体呈现上升趋势并在中间包阶段便趋于稳定。随着余钢量的减少,钢中T.O和T.N含量会有所提升,夹杂物的面积分数和数密度变化也符合这一变化规律;铸坯与轧材中夹杂物的面积分数和数密度越大,余钢量减小易发生卷渣行为,余钢7.4 t和余钢9.8 t时夹杂物分布差距不大,建议在浇铸过程留钢7.4 t左右。在铸坯表层夹杂物主要分布在2~5 mm处,其面积分数和数密度均较高。 展开更多
关键词 洁净钢 夹杂物 钢包 余钢量 浇铸 铸坯
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废钢碳含量对钢水熔池中熔化行为与机理的影响
4
作者 宋成杰 刘成松 +3 位作者 朱万军 刘伟 张华 倪红卫 《武汉科技大学学报》 北大核心 2026年第1期1-12,共12页
为揭示不同碳含量废钢在钢水熔池中的熔化行为和机理,本文结合数值模拟和高温熔化实验,系统考察了碳含量分别为0.20%、0.30%和0.67%的低、中、高碳钢棒(模拟废钢)在1600℃温度下Q235钢水熔池中的熔化过程。结果表明,废钢的熔化速率随其... 为揭示不同碳含量废钢在钢水熔池中的熔化行为和机理,本文结合数值模拟和高温熔化实验,系统考察了碳含量分别为0.20%、0.30%和0.67%的低、中、高碳钢棒(模拟废钢)在1600℃温度下Q235钢水熔池中的熔化过程。结果表明,废钢的熔化速率随其自身碳含量的增加而显著加快,且高碳钢棒达到最大熔化速率所需的时间远短于低碳钢棒。数值模拟揭示了其内在机理:碳含量较高的钢棒因熔点更低而优先从下端开始熔化,熔融的钢液在重力作用下向下流动,进而强化了熔池底部的对流,形成了传热增强的局部效应,最终加速了整体熔化进程。高温熔化实验结果显示,高碳钢棒的表观传热系数增长最快,在15 s时即达到峰值8920.4 W/(m^(2)·K),而低碳钢在整个过程中的最大传热系数仅为该峰值的约1/6。两种研究方法的结果高度吻合,相互印证了上述熔化机理分析的准确性。 展开更多
关键词 废钢熔化 传热系数 低碳钢水 数值模拟 碳含量
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结晶器卷渣引起的电镀锌汽车外板表面条状缺陷解析
5
作者 邹偲文 杨健 +3 位作者 职建军 杨军 范正洁 张志强 《炼钢》 北大核心 2026年第1期96-102,共7页
研究了电镀锌汽车外板表面条状缺陷的成因及卷渣颗粒的分布特征。由夹杂颗粒含有Na、K和F等结晶器保护渣的特征元素,可推断该条状缺陷是由结晶器保护渣卷渣引起的炼钢过程产生的缺陷。条状缺陷的横截面分析表明,缺陷层位于钢基体内部深... 研究了电镀锌汽车外板表面条状缺陷的成因及卷渣颗粒的分布特征。由夹杂颗粒含有Na、K和F等结晶器保护渣的特征元素,可推断该条状缺陷是由结晶器保护渣卷渣引起的炼钢过程产生的缺陷。条状缺陷的横截面分析表明,缺陷层位于钢基体内部深度5~15μm,横向延伸约250μm。通过分析轧制方向前后两个样品中卷渣颗粒特征,揭示了电镀锌汽车外板表面条状缺陷中卷渣颗粒分布特征是:沿着轧制方向,卷渣颗粒的尺寸逐渐减小,卷渣颗粒由宽度为400μm的单一聚集条状分布,逐渐演变为两条带状分布,该带状分布的宽度分别减小至80μm,且两条卷渣颗粒带状分布的间距为2000μm。沿着轧制方向,保护渣卷渣颗粒被碾碎,且卷渣颗粒的尺寸越来越小,并最终趋于消失。 展开更多
关键词 电镀锌汽车外板 条状缺陷 卷渣缺陷 卷渣颗粒分布
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大包换包对汽车外板连铸坯中夹杂物分布的影响
6
作者 杜雨虹 杨健 +3 位作者 职建军 杨军 张志强 范正洁 《炼钢》 北大核心 2026年第1期88-95,共8页
大包换包通常对连铸坯中夹杂物分布产生显著影响。采用大样电解和夹杂物自动分析方法研究大包换包连铸坯中各种夹杂物的分布规律。夹杂物自动分析结果显示,铸坯中微米级夹杂物主要为TiN夹杂、Al_(2)O_(3)夹杂以及它们的复合夹杂物,大包... 大包换包通常对连铸坯中夹杂物分布产生显著影响。采用大样电解和夹杂物自动分析方法研究大包换包连铸坯中各种夹杂物的分布规律。夹杂物自动分析结果显示,铸坯中微米级夹杂物主要为TiN夹杂、Al_(2)O_(3)夹杂以及它们的复合夹杂物,大包换包对各种微米级夹杂物影响相对较小。大样电解分析结果显示,大包换包导致第二炉开浇前3 m和第二炉开铸后10 m共计13 m的连铸坯中大型夹杂物的含量和数量显著增加。交接坯中的Al_(2)O_(3)、CaO-Al_(2)O_(3)、CaO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)和保护渣大型夹杂的含量和数量都远高于正常坯,SiO_(2)大型夹杂也高于正常坯中的含量,但变化相对较小。 展开更多
关键词 汽车外板 大包换包 大型夹杂物 大样电解
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铁水预处理脱硫技术研究进展
7
作者 杨晓东 刘建华 +3 位作者 刘钊 陈炼 周遵传 周渝 《钢铁》 北大核心 2026年第1期1-13,共13页
在钢铁行业高端化、智能化、绿色化转型加速推进的背景下,铁水预处理作为提升钢材品质的关键工艺环节,其重要性日益凸显。概述了国内外铁水预处理脱硫工艺的发展历程,重点分析了复合喷吹脱硫与机械搅拌脱硫2种主流技术的原理、应用现状... 在钢铁行业高端化、智能化、绿色化转型加速推进的背景下,铁水预处理作为提升钢材品质的关键工艺环节,其重要性日益凸显。概述了国内外铁水预处理脱硫工艺的发展历程,重点分析了复合喷吹脱硫与机械搅拌脱硫2种主流技术的原理、应用现状和优缺点,梳理了高效脱硫技术的发展趋势。热力学和动力学分析表明,喷吹脱硫和机械搅拌脱硫各自优缺点明显,且具有较强的互补性。融合喷吹法与机械搅拌法各自优势的集成技术成为新型高效脱硫技术发展的趋势。攀钢西昌钢钒通过多次技术迭代研究,成功研发了旋转喷吹高效脱硫新技术,充分融合了复合喷吹技术脱硫剂脱硫能力强、铁水深层浸入喷吹脱硫剂、脱硫剂粒度小和用量少的优势与KR(Kambara reactor)技术机械搅拌能力强、流场控制好的优势。通过机械搅拌实现喷入粉气泡的充分细化与弥散化,在高硫铁水脱硫处理中表现出脱硫效率高、温降低、铁损低、成本低的明显优势,有望成为新一代高硫铁水预处理脱硫新技术。 展开更多
关键词 铁水预处理 脱硫 喷吹法 KR搅拌法 技术对比 技术开发 优势融合 旋转喷吹法
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热挤压变形对8Cr4Mo4V高温轴承钢一次碳化物及微观组织的影响
8
作者 索志鹏 杨晓峰 +2 位作者 类承帅 陈国鑫 刘宏伟 《轴承》 北大核心 2026年第1期37-44,共8页
8Cr4Mo4V高温轴承钢是现阶段制造航空发动机主轴轴承的主要钢种,随着轴承钢纯净度的不断提高,钢中大尺寸一次碳化物成为限制轴承钢疲劳寿命的重要因素。利用热挤压过程中的剪切变形与三向压应力共同作用达到破碎粗大一次碳化物并细化基... 8Cr4Mo4V高温轴承钢是现阶段制造航空发动机主轴轴承的主要钢种,随着轴承钢纯净度的不断提高,钢中大尺寸一次碳化物成为限制轴承钢疲劳寿命的重要因素。利用热挤压过程中的剪切变形与三向压应力共同作用达到破碎粗大一次碳化物并细化基体组织的目的,结果表明:热挤压变形显著细化了钢中大尺寸一次碳化物,挤压管坯外壁的碳化物最大直径仅为10.5μm;热挤压变形可以达到进一步细化组织的效果,挤压管坯靠近外壁组织的晶粒分布均匀,晶粒度仅为9.5级;热挤压变形的三向压应力状态可以抑制缺陷的形成,三维X射线成像显示热挤压后的8Cr4Mo4V高温轴承钢组织致密,未发现明显的微缺陷。 展开更多
关键词 滚动轴承 高温轴承钢 热挤压 碳化物 晶粒度 微缺陷
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基于改进的黑翅鸢优化算法-轻梯度提升机建立的转炉炼钢终点温度预测模型
9
作者 吴国超 李爱莲 解韶峰 《材料与冶金学报》 北大核心 2026年第1期37-45,共9页
为了实现转炉炼钢终点温度的精准预测,遴选现场实际采集的SPCC钢种数据,采用3σ原则、均值填补法对数据中的异常值和缺失值进行剔除,基于灰色关联度分析与工艺理论确定了10个输入特征,建立了基于轻梯度提升机(LightGBM)的转炉炼钢终点... 为了实现转炉炼钢终点温度的精准预测,遴选现场实际采集的SPCC钢种数据,采用3σ原则、均值填补法对数据中的异常值和缺失值进行剔除,基于灰色关联度分析与工艺理论确定了10个输入特征,建立了基于轻梯度提升机(LightGBM)的转炉炼钢终点温度预测模型,并采用支持向量机(SVM)、极端梯度提升(XGBoost)模型作为对比,验证了LightGBM模型对转炉数据的适应性和预测性能的优越性.针对LightGBM模型需要手动调参数导致预测精度难以提高的问题,提出一种多策略改进的黑翅鸢优化算法(IBKA),获取其重要参数的最佳组合.结果表明,与其他5种优化模型(JAYA-LightGBM、GWO-LightGBM、WOA-LightGBM、RBMO-LightGBM、BKA-LightGBM)相比,IBKA-LightGBM模型在预测精度和性能评价指标方面表现最优,取得了更好的预测效果,预测误差在±10℃和±15℃下的命中率分别达到85.56%和96.67%,可为炼钢生产提供有效的操作指导. 展开更多
关键词 转炉炼钢终点温度 黑翅鸢优化算法 轻梯度提升机模型 命中率
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颗粒氧化物在RH深脱碳工艺中的应用实践
10
作者 唐爱华 张才贵 《炼钢》 北大核心 2026年第1期22-27,共6页
在RH脱碳过程中,随着钢中碳和氧含量的持续降低,脱碳反应变得越来越困难。因此,提高RH脱碳后期的脱碳速率对于提升RH生产效率具有重要意义。在梅钢RH脱碳后期进行了添加颗粒氧化物的试验,分析了颗粒氧化物的作用及对RH脱碳效果的影响,... 在RH脱碳过程中,随着钢中碳和氧含量的持续降低,脱碳反应变得越来越困难。因此,提高RH脱碳后期的脱碳速率对于提升RH生产效率具有重要意义。在梅钢RH脱碳后期进行了添加颗粒氧化物的试验,分析了颗粒氧化物的作用及对RH脱碳效果的影响,主要得出以下结论:加入颗粒氧化物有助于降低RH终点碳含量,没有添加颗粒氧化物的炉次,脱碳终点的平均碳质量分数是0.0013%,而添加了颗粒氧化物的炉次,脱碳终点的平均碳质量分数降低到0.0010%。在RH脱碳13 min至18 min阶段,添加颗粒氧化物炉次的脱碳速率显著提高,脱碳速率常数从未添加颗粒氧化物炉次的0.0696 min^(-1)提高到0.1000 min^(-1)。在RH深脱碳处理后期,向钢液中加入由FeO、MnO粉和石灰石粉组成的物料,增加了碳氧反应界面积,提高了脱碳碳氧速率,降低了终点碳含量。 展开更多
关键词 RH 脱碳 颗粒氧化物 脱碳速率
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MRT2.5钢生产工艺与精炼渣优化对钢中夹杂物的影响研究
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作者 霍立桥 朱俊涛 +3 位作者 武献民 邰军凯 成日金 张华 《炼钢》 北大核心 2026年第1期15-21,共7页
国内某厂传统工艺生产MRT2.5钢过程中,转炉出钢下渣带来的高氧化性渣,对钢包内钢液造成二次氧化,影响了产品质量。为改善此问题,分析了未还原改质顶渣的氩站直上连铸和经过LF还原改质顶渣两种工艺的差异,并做了钢包渣系优化分析,研究两... 国内某厂传统工艺生产MRT2.5钢过程中,转炉出钢下渣带来的高氧化性渣,对钢包内钢液造成二次氧化,影响了产品质量。为改善此问题,分析了未还原改质顶渣的氩站直上连铸和经过LF还原改质顶渣两种工艺的差异,并做了钢包渣系优化分析,研究两种工艺及渣系优化对提高钢液洁净度的影响。通过FactSage 8.1热力学软件计算,对CaO-SiO_(2)-Al_(2)O_(3)-MgO-FeO渣系进行优化,增强渣对Al_(2)O_(3)夹杂的吸附能力。工业试验结果显示,氩站直上连铸工艺调整渣系w(CaO)/w(Al_(2)O_(3))=1.68,夹杂物密度由69.26个/mm^(2)降低至44.40个/mm^(2);LF还原改质工艺将渣中FeO质量分数由7%降低至1.46%,夹杂物密度由69.26个/mm^(2)降至38.61个/mm^(2);采取LF还原改质+渣系优化的工艺后,夹杂物密度进一步降至24.32个/mm^(2),显著提升了钢液洁净度。采用工艺2-2(LF还原改质+渣系优化工艺)进行生产,连浇5 h后,水口无明显堵塞现象。精炼渣系范围宜控制在w(CaO)=41.11%~54.14%,w(SiO_(2))=0~10.38%,w(Al_(2)O_(3))=27.20%~51.20%,w(MgO)=5%~8%,渣中w(CaO)/w(Al_(2)O_(3))控制在0.80~1.99。 展开更多
关键词 马口铁 顶渣改质 渣系优化 夹杂物
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炼钢区段工艺路径优化与快节奏运行研究与实践 被引量：1
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作者 林路 肖超平 +4 位作者 曾加庆 张军国 贺庆 戴雨翔 崔怀周 《中国冶金》 北大核心 2025年第6期16-23,35,共9页
为了实现炼钢区段层流专线化高效运行,以进一步提升炼钢区段生产效率,针对某钢厂炼钢区段工艺路径复杂多变、交叉点多、运行路线存在诸多不确定性以及工序节奏慢且发散造成工序间匹配性较差、生产效率有待提升等问题,基于该厂炼钢区段... 为了实现炼钢区段层流专线化高效运行,以进一步提升炼钢区段生产效率,针对某钢厂炼钢区段工艺路径复杂多变、交叉点多、运行路线存在诸多不确定性以及工序节奏慢且发散造成工序间匹配性较差、生产效率有待提升等问题,基于该厂炼钢区段工艺路径与装备现状,系统解析典型钢种炼钢区段各工序及亚界面运行时间情况,整体优化了炼钢区段铁水物质流工艺路径,规范了炼钢区段各工序操作,建立基于多炉连浇的炼钢区段专线化高效运行仿真模型及多层次规则,为炼钢区段实现专线化高效协同运行提供有力支撑。结果表明,通过对炼钢区段工艺路径优化,将原有的48条工艺路径简约为8条,路径交叉点由15个减少至0个,为实现恒拉速条件下各工序准等节奏协同运行扫清障碍。在此基础上,通过实施炼钢区段铁素物质流工艺路径优化、各工序快节奏高效稳定冶炼以及专线化高效运行仿真与多层次规则制定等技术,实现全钢种全量铁水KR脱硫预处理,KR深脱硫在站处理时间由37.5min降至27.4min,转炉冶炼周期由35.7min降至32.6min,提升RH处理比例至33.5%且冶炼周期由33.8min降至27.1min;炼钢-连铸过程钢包周转时间由230.4min缩短至197.4min,典型钢种A和钢种B采用RH直上路径从KR进站到连铸开浇时间分别由249.9、256.2min缩短至187.5、201.9min,相当于增加1.5炉钢的产量,生产效率提升效果显著。 展开更多
关键词 炼钢区段 路径优化 层流专线化 工艺路径仿真 快节奏运行
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板坯连铸中间包扩容及钢液洁净度控制数值模拟
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作者 曲天保 程官江 +4 位作者 李志广 孙拓 刘广超 李涛 谷少鹏 《华北理工大学学报(自然科学版)》 2026年第1期11-20,28,共11页
随着钢铁企业对生产效率和钢产品洁净度的要求越来越高,连铸中间包已由简单的钢液承载容器演变为具备多功能的冶金反应容器。河南某钢厂40 t 230 mm×1650 mm宽厚板二机二流连铸中间包容量小,导致生产效率低、夹杂物上浮不充分,最... 随着钢铁企业对生产效率和钢产品洁净度的要求越来越高,连铸中间包已由简单的钢液承载容器演变为具备多功能的冶金反应容器。河南某钢厂40 t 230 mm×1650 mm宽厚板二机二流连铸中间包容量小,导致生产效率低、夹杂物上浮不充分,最终引起产品在加工过程中产生开裂缺陷。中间包扩容是以最低成本满足高产能、高拉速生产的最经济有效方法。本文采用数值模拟方法分析了不同扩容高度对中间包内钢液的流场、温度场、停留时间和夹杂物去除率的影响规律。结果表明,随着中间包扩容高度增加,冲击区流场变化较小,注流区由于钢液流动变慢,死区变多,且自由液面流速变慢;中间包进出口温差变大,包内整体温度梯度增大,对整体钢液的温度均匀性影响较大;钢液停留时间和夹杂物上浮时间延长。当中间包高度增加200 mm后,钢液流场对称性好,流动迹线稳定,液面最大流速为0.21 m/s,湍动能在0.0005~0.0085 m^(2)/s^(2)内,液面平稳;全混区占比71%,死区占比14.1%;钢液停留时间达688.5 s;温度场稳定且温度均匀性较好,最大温差16.8 K;10μm、50μm和100μm夹杂物的去除率分别达到最大值85.00%、88.89%和95.83%,为最佳扩容方案。本文的研究结果为钢铁企业优化中间包扩容方案和开发高效连铸生产工艺提供了理论与技术支撑。 展开更多
关键词 中间包扩容 数值模拟 流场 温度场 RTD曲线 夹杂物去除
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基于SVM-XGBoost的转炉炼钢终点碳温预测
14
作者 林雪亮 吕明 +3 位作者 高仲毅 侯福庆 梁少鹏 郭红民 《钢铁研究学报》 北大核心 2026年第1期38-49,共12页
钢水温度和碳质量分数是转炉终点的重要指标,碳温的精确预测有利于提高转炉终点命中率、减少终点过氧化、提高合金收得率,促进转炉高效低成本冶炼。为提高转炉炼钢终点碳质量分数和温度预报精度,提出了多种算法组合并优化的支持向量机(S... 钢水温度和碳质量分数是转炉终点的重要指标,碳温的精确预测有利于提高转炉终点命中率、减少终点过氧化、提高合金收得率,促进转炉高效低成本冶炼。为提高转炉炼钢终点碳质量分数和温度预报精度,提出了多种算法组合并优化的支持向量机(SVM)模型,使用因子分析法对特征参数进行筛选和降维,建立了基于支持向量机极限梯度提升决策树(SVM-XGBoost)的转炉炼钢终点碳质量分数和温度预测模型,并与基础模型SVM、支持向量机优化随机森林(SVM-AdaBoost)以及支持向量机优化梯度提升决策树(SVM-GBDT)的终点碳温预测效果进行对比。结果表明,SVM-XGBoost命中率最高,在预测转炉终点碳质量分数误差为±0.01%、±0.02%时的终点命中率分别为87.53%与91.60%,在温度误差为±5和±10℃时的终点命中率分别为76.47%、92.20%;相比SVM模型,其在±0.01%终点碳质量分数误差范围内的命中率提高了14.26%,在±5℃终点温度误差范围内的命中率提高了7.74%。相比其他3种模型,SVM-XGBoost模型预测结果更为精确,对转炉实际冶炼过程控制与终点命中率提升具有较好的参考作用。 展开更多
关键词 转炉炼钢 终点碳温预测 支持向量机 因子分析 命中率
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超宽板坯连铸结晶器内传热和凝固过程的模拟研究
15
作者 司新宇 姜显松 +2 位作者 涂凌峰 王强强 何生平 《炼钢》 北大核心 2026年第1期28-37,共10页
为了探究超宽板坯结晶器(断面2 920 mm×150 mm)内温度场和凝固坯壳的生长规律,建立了流动-传热-凝固的多场耦合数学模型,对比分析了有无坯壳对结晶器内部流场的影响,以及浸入式水口出口角度对凝固坯壳生长的影响。结果表明:凝固壳... 为了探究超宽板坯结晶器(断面2 920 mm×150 mm)内温度场和凝固坯壳的生长规律,建立了流动-传热-凝固的多场耦合数学模型,对比分析了有无坯壳对结晶器内部流场的影响,以及浸入式水口出口角度对凝固坯壳生长的影响。结果表明:凝固壳的存在会使超宽板坯结晶器内部流场产生明显变化,上下回流现象减弱,没有明显回流中心,特别是下回流区域比没有坯壳更小,因此忽略凝固坯壳会得到不准确的流场预测结果。由于超宽板坯具有较大的宽厚比,射流自浸入式水口射出后会以较大的动能首先与宽面发生撞击,撞击点附近出现局部高温区域,延缓该位置坯壳生长,使得凝固壳厚度有所下降。同时过早的碰撞耗散了较大动能,后续对两侧窄面的冲击弱,因此,较宽面而言,射流对窄面坯壳生长影响较小。与常规板坯坯壳生长不同的是,超宽板坯坯壳在持续拉出的过程中没有出现重熔现象。随着水口倾角的减小,10°较15°而言,宽面坯壳周向的温度差异减小,射流在窄面的撞击点上移,整个窄面高温区域随之上移,5°水口靠近弯月面区域温度更高,出现明显的坯壳生长减缓现象,致使最后在拉出结晶器时的坯壳厚度相较于10°和15°水口薄约1.5 mm。研究结果对超宽板坯结晶器流场和温度场的控制具有一定的指导意义,适当减少水口倾角(从15°减小到10°)对减少超宽板坯宽面纵裂纹发生率有一定的改善作用。 展开更多
关键词 水口倾角 超宽板坯 数值模拟 流场 凝固坯壳
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宽厚板坯浸入式水口结构优化及工艺参数调控数值模拟
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作者 曲天保 李志广 +4 位作者 孙拓 程官江 刘广超 李涛 谷少鹏 《特殊钢》 2026年第2期89-99,共11页
浸入式水口是连铸结晶器内钢液流动的导向部件,优化浸入式水口构造、提升钢液流动状态,对生产高品质的铸坯具有重大意义。以河南某钢厂230 mm×1650 mm宽厚板坯连铸结晶器内流场为研究对象,采用ANSYSFLUENT软件开展系统数值仿真研... 浸入式水口是连铸结晶器内钢液流动的导向部件,优化浸入式水口构造、提升钢液流动状态,对生产高品质的铸坯具有重大意义。以河南某钢厂230 mm×1650 mm宽厚板坯连铸结晶器内流场为研究对象,采用ANSYSFLUENT软件开展系统数值仿真研究。针对生产过程中结晶器内钢液面存在剧烈波动状况,采用一种新型扁形水口,剖析更换后的浸入式水口对结晶器内钢液流场的影响。研究结果显示,更换扁形水口后,结晶器内钢液流场的流动趋势较好,更换前圆形水口结晶器内自由钢液面速度波动较大,距离水口0~0.3 m范围内钢渣界面速度波动较大,最高达到0.3 m/s,导致钢液面波动剧烈且引起表面夹渣行为,严重影响铸坯质量。此外,采用扁形水口的湍动能比圆形水口的湍动能减少50%,显著降低水口结瘤堵塞风险,提高了浸入式水口寿命。综合分析,新型扁形水口比圆形水口更适合宽厚板现场。最后,对扁形水口进行工艺参数模拟,结果表明,当水口浸入深度125 mm,拉速0.8 m/min,水口倾角15°时,能够获得较为理想的结晶器内的钢液流场形态,为该新型水口的最佳使用工艺方案,这为该钢铁企业制定合理的工艺参量提供了借鉴和引导。 展开更多
关键词 连铸结晶器 浸入式水口 结构优化 流场调控 工艺参数
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考虑重难点订单的炼钢-连铸批量计划研究
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作者 周亚罗 相恒菊 +2 位作者 孙鑫 刘文广 张瑞成 《计算机集成制造系统》 北大核心 2026年第2期599-608,共10页
针对钢铁企业重难点订单优先生产的问题,建立了基于容量约束和优先级的多旅行商问题(MTSP)下的炼钢-连铸批量计划模型,采用改进的沙丘猫群算法对模型进行了求解。改进算法中设计了离散编码和解码策略,并采用邻域搜索策略、部分匹配交叉... 针对钢铁企业重难点订单优先生产的问题,建立了基于容量约束和优先级的多旅行商问题(MTSP)下的炼钢-连铸批量计划模型,采用改进的沙丘猫群算法对模型进行了求解。改进算法中设计了离散编码和解码策略,并采用邻域搜索策略、部分匹配交叉、2-opt变异算子及精英保留策略,利用TSPLIB库的5个算例验证了算法具有更高的收敛速度和求解质量。最后,进行了模型对比实验,并利用企业实际生产数据进行了仿真,结果表明所提模型和算法不仅实现了重难点订单优先生产,还减少了批量计划中钢级、宽度等的跳跃值,降低了余材量,有助于提高企业生产效率,减少资源浪费。 展开更多
关键词 炼钢-连铸 批量计划 重难点订单 多旅行商问题 改进沙丘猫群算法
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夹杂物特性对无取向硅钢磁性能的影响及其调控技术研究进展
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作者 傅超 涂杨 +2 位作者 张宁 张波 孟利 《电工钢》 2026年第1期31-39,共9页
无取向硅钢作为发电机、电动机等装备的核心软磁材料,冶金缺陷是其磁性能和产品品质的重要影响因素之一,其中夹杂物特性显著影响无取向硅钢的磁性能。本文系统梳理了夹杂物种类、形状、尺寸及数量对磁性能的影响规律与作用机理,总结了... 无取向硅钢作为发电机、电动机等装备的核心软磁材料,冶金缺陷是其磁性能和产品品质的重要影响因素之一,其中夹杂物特性显著影响无取向硅钢的磁性能。本文系统梳理了夹杂物种类、形状、尺寸及数量对磁性能的影响规律与作用机理,总结了夹杂物的有效调控技术。夹杂物的种类、形态、尺寸和数量与磁性能密切相关:种类方面,氧化物夹杂物(如Al_(2)O_(3))产生的应力场显著钉扎磁畴壁,加剧磁滞损耗;硫化物夹杂物(如MnS)因形态和分布差异,改变磁畴结构,影响磁导率各向异性;氮化物夹杂物(如AlN)以微小弥散形态钉扎晶界与位错,阻碍磁畴壁运动。形态方面,棱角状夹杂物引发应力集中,对磁畴壁阻碍作用远大于球形夹杂物。尺寸方面,微细夹杂物(<1μm)通过抑制晶粒长大和强钉扎效应,导致矫顽力升高、铁损增加、磁感应强度降低。数量上,夹杂物的体积分数增加会增强相互作用、减小间距,导致应力场叠加,使铁损显著上升。作用机理方面,夹杂物通过改变磁畴壁能量状态、调控晶界迁移和再结晶织构,多维度影响磁性能。针对夹杂物的调控,目前主要采用钙处理和稀土处理技术,通过球化、聚集夹杂物,将其转变为复合夹杂物,实现尺寸增大、数量减少,有效提升无取向硅钢磁性能。 展开更多
关键词 无取向硅钢 夹杂物 磁性能 钙处理 稀土处理
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B_(2)O_(3)对IF钢保护渣性能与熔体结构的影响
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作者 齐江华 陈奎 +3 位作者 刘彭 颜雄 王万林 周乐君 《炼钢》 北大核心 2026年第1期57-64,73,共9页
针对网络形成体B_(2)O_(3)能降低保护渣黏度的问题,采用热电偶测试系统、高温黏度仪等性能分析方法,结合傅里叶变换红外光谱、拉曼光谱和X射线光电子能谱等熔体结构检测手段,系统研究了B_(2)O_(3)对IF钢保护渣熔化特性、黏度及熔体结构... 针对网络形成体B_(2)O_(3)能降低保护渣黏度的问题,采用热电偶测试系统、高温黏度仪等性能分析方法,结合傅里叶变换红外光谱、拉曼光谱和X射线光电子能谱等熔体结构检测手段,系统研究了B_(2)O_(3)对IF钢保护渣熔化特性、黏度及熔体结构的影响。结果表明:B_(2)O_(3)质量分数从2%增加至6%,保护渣的开始熔化温度显著降低,B_(2)O_(3)质量分数每增加1%,开始熔化温度降低约8.3℃;且在1300℃时,黏度从0.43 Pa·s降至0.36 Pa·s,每增加1%质量分数的B_(2)O_(3),黏度降低约0.02 Pa·s。B_(2)O_(3)的引入导致熔体结构中桥氧(O 0)增加,非环[BO_(3)]三面体和[BO_(4)]四面体结构单元通过B-O-B键相互连接形成硼氧环,提升了硼酸盐结构的聚合度。然而,由于含有非桥氧O-的[BO_(2)O-]占比增加,桥氧相对减少,导致整体熔体结构聚合度下降,黏性流动阻力降低,表观活化能减小。研究结果为IF钢保护渣设计和铸坯质量提升提供了理论依据。 展开更多
关键词 保护渣 IF钢 熔化 黏度 熔体结构
原文传递
复合磁场下板坯连铸结晶器夹杂物颗粒的捕捉
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作者 曹平 王长军 +1 位作者 李宝宽 范正洁 《东北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期138-144,共7页
针对连铸坯凝固均匀性及表面缺陷控制问题,本文建立了电磁搅拌和电磁制动复合磁场调控下的结晶器流动与凝固预测数学模型,利用WALE(wall-adapting local eddy-viscosity)大涡模拟方法以及一种简化的夹杂物捕捉准则,分析复合磁场调控对... 针对连铸坯凝固均匀性及表面缺陷控制问题,本文建立了电磁搅拌和电磁制动复合磁场调控下的结晶器流动与凝固预测数学模型,利用WALE(wall-adapting local eddy-viscosity)大涡模拟方法以及一种简化的夹杂物捕捉准则,分析复合磁场调控对铸坯表面缺陷的控制机理.研究结果表明:夹杂物颗粒的捕捉位置主要出现在铸坯的外表层,复合磁场下宽面和窄面的凝固壳厚度之差比无电磁调控时降低了4.59%,复合磁场下夹杂物捕捉总量比无磁场时减少了47.21%.研究表明,电磁制动主要抑制凝固壳内夹杂物的捕捉,电磁搅拌的核心作用是促进流动和凝固均匀性. 展开更多
关键词 夹杂物 电磁制动 电磁搅拌 凝固均匀性 连铸结晶器
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