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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
1
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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颗粒氧化物在RH深脱碳工艺中的应用实践
2
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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基于GA-BP模型的RH精炼炉蒸汽消耗量预测研究
3
作者 胡雨生 陈光 +4 位作者 赵博识 包向军 杨筱静 包训晨 张璐 《冶金能源》 北大核心 2026年第1期56-61,共6页
精准预测RH炉蒸汽消耗量是炼钢蒸汽系统优化调控和余热蒸汽的合理利用的重要支撑。由于钢水成分和精炼时长的差异,使得蒸汽消耗波动较大,导致精准预测RH炉蒸汽消耗量难度极大。文章全面考虑了RH工艺中影响蒸汽消耗量的因素,利用BP神经... 精准预测RH炉蒸汽消耗量是炼钢蒸汽系统优化调控和余热蒸汽的合理利用的重要支撑。由于钢水成分和精炼时长的差异,使得蒸汽消耗波动较大,导致精准预测RH炉蒸汽消耗量难度极大。文章全面考虑了RH工艺中影响蒸汽消耗量的因素,利用BP神经网络具有的较强处理非线性问题能力和遗传算法(GA,Genetic Algorithm)具有的全局搜索寻优能力,分别建立了BP、GA-BP两种RH炉蒸汽消耗量预测模型。结果表明,BP模型的均方误差和平均绝对百分比误差分别为0.138 t/炉和2.030%。采用遗传算法优化后,模型预测性能得到提高,即均方误差为0.124 t/炉,平均绝对百分比误差为1.800%。文章所构建的GA-BP模型能有效揭示蒸汽消耗量与众多影响因素之间的非线性关系,预测精度达98.2%,可为蒸汽资源合理利用以及全厂蒸汽资源优化调度提供精准重要参考依据。 展开更多
关键词 RH炉 蒸汽消耗量 预测模型 预测精度
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基于SMOGN-XGBoost的钢包下渣剩余钢水量预测
4
作者 樊士茜 段豪剑 +6 位作者 谢忠研 任英 张立峰 尹青 吴小林 赵德利 李亚辉 《特殊钢》 2026年第1期136-144,共9页
钢包结构直接影响炼钢工艺的效率、质量和经济性。为进一步优化钢包结构设计,基于钢包下渣水模拟数据,深入探讨了不同机器学习算法在预测开始下渣时剩余钢水量的效能,并针对钢包底部结构变量对下渣剩余钢水量的影响进行了预测分析。首先... 钢包结构直接影响炼钢工艺的效率、质量和经济性。为进一步优化钢包结构设计,基于钢包下渣水模拟数据,深入探讨了不同机器学习算法在预测开始下渣时剩余钢水量的效能,并针对钢包底部结构变量对下渣剩余钢水量的影响进行了预测分析。首先,采用SMOGN技术对钢包下渣水模拟数据进行过采样预处理,以平衡数据分布,构建包含训练集和测试集的剩余水量特征集。在此基础上,分别测试了LASSO,SVR,ElasticNet,MLP以及XGBoost五种机器学习模型对剩余水量的预测能力。通过决策系数、均方误差和平均绝对误差三个指标进行评估,结果表明,XGBoost模型的预测效果最优,是剩余钢水量预测模型的首选。最后,采用XGBoost模型分析了钢包模型底部结构变量,包括水口直径、水口凸起高度、钢包底部台阶高度和钢包底部台阶与水口距离等对钢包下渣剩余水量的影响。结果表明,当水口直径超过Φ40 mm时,剩余水量显著降低。降低水口凸起高度,以及增加钢包底部台阶高度,会显著降低钢包内剩余水量:当水口凸起高度超过26 mm时,剩余水量则将超过20 L;而当台阶高度超过11 mm且水口凸起高度低于11 mm时,剩余水量将减少到10 L以下。当台阶与水口距离增大时,剩余水量先减少,在距离大于100 mm后趋于稳定。研究结果为钢铁企业优化钢包结构、降低钢液浪费方面提供了重要参考,具有实际指导意义。 展开更多
关键词 钢包下渣 机器学习 钢包底部结构 XGBoost 回归预测
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La元素对Q355钢中夹杂物和微观结构的影响
5
作者 赵博 吴伟 +3 位作者 杨峰 曾加庆 何建中 梁志刚 《稀有金属》 北大核心 2025年第5期657-668,共12页
针对钢中元素与La元素的耦合作用对夹杂物生成的影响机制不明确的问题,本文采用热力学计算和稀土元素合金化实验相结合的方法研究了凝固过程温度以及La,Al,O,S元素含量对于夹杂物生成的影响,并总结了Q355钢微观组织的变化规律。结果发现... 针对钢中元素与La元素的耦合作用对夹杂物生成的影响机制不明确的问题,本文采用热力学计算和稀土元素合金化实验相结合的方法研究了凝固过程温度以及La,Al,O,S元素含量对于夹杂物生成的影响,并总结了Q355钢微观组织的变化规律。结果发现,随着凝固温度的降低,CaS以及铝酸盐类夹杂物生成量变化较大,更偏向于在稀土夹杂物表面附着,稀土夹杂物的生成量变化不大;在目前Q355热力学操作工艺参数窗口情况下,La元素易生成La_(2)O_(2)S,随着La和S元素的含量增加,La元素更偏向生成La_(x)S_(y),Al和O元素含量的增加,使得La元素向LaAlO_(3)夹杂物转变;随着La元素升至47×10^(-6),平均晶粒尺寸由17.64μm降至13.53μm,珠光体比例由45%降低至38%;通过计算夹杂物与α-Fe,γ-Fe以及δ-Fe的错配度,得出稀土夹杂物与铁素体和奥氏体界面共格结构是促进组织细化的主要原因,异质晶核可以成为有效形核衬底,进而增大形核率,促进晶粒尺寸的降低。 展开更多
关键词 Q355高强钢 La处理 夹杂物演变 微观组织 错配度
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钢液二次精炼脱硫的基础与应用进展
6
作者 李光强 朱诚意 +1 位作者 刘畅 郑万 《材料与冶金学报》 北大核心 2025年第5期453-465,共13页
本文中围绕钢液二次精炼脱硫进行文献综述,先介绍了硫元素对钢性能的影响:多数情况下硫会引发铸坯缺陷、导致“热脆”现象,并显著降低材料的力学性能和耐腐蚀性能;在特定钢种如耐磨钢和易切削钢中,硫却能发挥积极作用.然后,探讨了硫在... 本文中围绕钢液二次精炼脱硫进行文献综述,先介绍了硫元素对钢性能的影响:多数情况下硫会引发铸坯缺陷、导致“热脆”现象,并显著降低材料的力学性能和耐腐蚀性能;在特定钢种如耐磨钢和易切削钢中,硫却能发挥积极作用.然后,探讨了硫在钢和渣中的溶解度,并阐述了二次精炼脱硫反应热力学机理,包括硫容量定义、硫分配比计算,以及不同条件下钢液氧位对脱硫的影响与所需渣量计算.其次,分析了脱硫渣的脱硫能力和效率,考察了曼内斯曼指数(MSI)、光学碱度、石灰饱和指数的作用,并指出固-液共存渣的最佳液相率及液相率对脱硫反应速率的影响,讨论了不同渣系脱硫剂的组成.最后,针对不同钢种的脱硫要求,介绍了相应的典型钢包脱硫和RH喷粉脱硫处理工艺,为钢液二次精炼脱硫提供理论与工艺参考. 展开更多
关键词 钢液 二次精炼 脱硫 喷粉 工艺
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精炼区域工序协同运行的生产实践
7
作者 贺庆 曾加庆 +3 位作者 张军国 林路 崔怀周 戴雨翔 《炼钢》 北大核心 2025年第5期86-92,共7页
钢铁流程是系统、动态的,通过推动多工序层流协同运行可促进智能化水平的提升。而精炼区域存在工序路径复杂、交叉节点多等问题,阻碍了工序协同运行,因此需要从流程角度出发针对精炼区域进行专线路径、工序技术和界面技术的优化。采用... 钢铁流程是系统、动态的,通过推动多工序层流协同运行可促进智能化水平的提升。而精炼区域存在工序路径复杂、交叉节点多等问题,阻碍了工序协同运行,因此需要从流程角度出发针对精炼区域进行专线路径、工序技术和界面技术的优化。采用专线化路径的生产方式后,单精炼路径数量由16条精简至4条,路径交叉数大幅减少,精炼工序有序度提高。通过优化精炼工艺、规范操作和链接技术,RH精炼周期比优化前减少7 min,转炉-RH和RH-连铸间传搁时间分别缩短3.6 min和7.2 min。随着精炼区域专线化比例增大,流程运行的不确定性减小,炼钢区段总作业时间降低,产线效率提高。稳步推进精炼区域专线化,是有效推动和实现全流程智能化调控的重要基础工作。 展开更多
关键词 智能化调控 专线化 层流 精炼区域
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RH精炼炉脱碳氧位的预测控制研究
8
作者 王姿涵 张宇鹏 +4 位作者 赵定国 薛月凯 王书桓 李晨晓 周朝刚 《冶金能源》 北大核心 2026年第1期70-75,共6页
为了准确预测RH精炼炉的脱碳氧位,基于某厂生产数据,应用随机森林算法,BP神经网络模型和支持向量回归模型分别划分训练集和测试集,预测了脱碳氧位。结果表明:BP神经网络模型的预测效果比另外两种模型性能更好,在5%以内的范围预测准确率... 为了准确预测RH精炼炉的脱碳氧位,基于某厂生产数据,应用随机森林算法,BP神经网络模型和支持向量回归模型分别划分训练集和测试集,预测了脱碳氧位。结果表明:BP神经网络模型的预测效果比另外两种模型性能更好,在5%以内的范围预测准确率达到85%。随后统计了在不同条件下的氧位分布情况,并通过影响因素的权值对新的样本的冶炼周期、最高真空度、吹氧量、氮气消耗进行调整,基于BP神经网络模型进行了实验验证,最终实现了RH精炼炉脱碳氧位的窄范围控制。 展开更多
关键词 RH精炼 BP神经网络模型 支持向量回归模型 随机森林算法 脱碳氧位
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CSP工艺生产SPHE钢精炼过程夹杂物的演变 被引量：3
9
作者 谯德高 王海东 +3 位作者 张乐儒 姚莹 田树坤 于彦冲 《中国冶金》 北大核心 2025年第1期61-69,共9页
国内某钢厂采用BOF-LF-RH-CSP工艺生产SPHE钢,为控制钢液的洁净度,对SPHE钢精炼过程中夹杂物类型、数量和尺寸的变化规律进行了研究。结果表明,在整个精炼过程中,夹杂物实现了Al_(2)O_(3)→高Al_(2)O_(3)含量的MgO·Al_(2)O_(3)尖... 国内某钢厂采用BOF-LF-RH-CSP工艺生产SPHE钢,为控制钢液的洁净度,对SPHE钢精炼过程中夹杂物类型、数量和尺寸的变化规律进行了研究。结果表明,在整个精炼过程中,夹杂物实现了Al_(2)O_(3)→高Al_(2)O_(3)含量的MgO·Al_(2)O_(3)尖晶石→CaS·C_(12)A_(7)·MgO·Al_(2)O_(3)复合夹杂物(C_(12)A_(7)为12CaO·7Al_(2)O_(3))的变质过程。夹杂物数量密度从LF进站的97个/mm^(2)降低至RH出站的12个/mm^(2),平均尺寸由5.2μm逐渐降低至1.5μm,钢液洁净度显著提升。热力学计算结果表明,在1 873 K时,精炼过程中的[Al]质量分数为0.021 6%~0.053 3%时,生成MgO·Al_(2)O_(3)的稳定区间所对应的[Mg]质量分数为0.000 032 3%~0.001 800 0%;RH出站时[Al]质量分数为0.053 3%,当[Ca]质量分数为0.000 24%~0.000 87%时有利于生成液态的12CaO·7Al_(2)O_(3)(C_(12)A_(7));精炼过程中MgO·Al_(2)O_(3)的生成趋势强,其为复合夹杂物CaS·C_(12)A_(7)·MgO·Al_(2)O_(3)的形核核心。通过建立夹杂物演变的动力学模型,揭示了BOF-LF-RH-CSP工艺下精炼过程中夹杂物演变规律。研究结果为提高CSP工艺生产SPHE钢的可浇性提供了数据支撑。 展开更多
关键词 SPHE钢 LF-RH-CSP工艺 精炼 夹杂物演变 热力学 演变机理
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精炼渣中w((CaO))/w((Al_(2)O_(3)))对钢液脱硫的影响 被引量：4
10
作者 陈国俊 刘晓峰 +4 位作者 王举金 陈露涛 任英 包广团 张立峰 《钢铁》 北大核心 2025年第3期78-85,94,共9页
为了研究精炼过程中精炼渣w((CaO))/w((Al_(2)O_(3)))对钢液脱硫效果的影响,通过工业试验调整LF炉精炼渣中的w((CaO))/w((Al_(2)O_(3))),并分析钢中硫含量变化规律,发现与w((CaO))/w((Al_(2)O_(3)))为1.6的精炼渣脱硫效果相比较,w((CaO)... 为了研究精炼过程中精炼渣w((CaO))/w((Al_(2)O_(3)))对钢液脱硫效果的影响,通过工业试验调整LF炉精炼渣中的w((CaO))/w((Al_(2)O_(3))),并分析钢中硫含量变化规律,发现与w((CaO))/w((Al_(2)O_(3)))为1.6的精炼渣脱硫效果相比较,w((CaO))/w((Al_(2)O_(3)))为2.0精炼渣的脱硫效果更好。计算了不同w((CaO))/w((Al_(2)O_(3)))的精炼渣的熔化温度、固相分数、黏度和硫容量,发现在1873 K下,当精炼渣中w((CaO))/w((Al_(2)O_(3)))大于1.8时,精炼渣由完全液相开始向半液相转变,并且精炼渣的固相分数在持续升高。此外,在硫容量CS的基础上考虑黏度对精炼渣脱硫能力的影响,提出用1个无量纲的脱硫指数(Sindex)表示精炼渣脱硫的能力。随着精炼渣中w((CaO))/w((Al_(2)O_(3)))的增加,精炼渣的黏度呈现先降低后升高的趋势,当w((CaO))/w((Al_(2)O_(3)))为1.8时,黏度η处于最低位置;随着渣中w((CaO))/w((Al_(2)O_(3)))的增加,CS值逐渐增加;随着精炼渣中w((CaO))/w((Al_(2)O_(3)))的增加,Sindex值呈现先升高后降低的趋势,当w((CaO))/w((Al_(2)O_(3)))为2.0时,脱硫指数Sindex处于最高位置,因此将渣的w((CaO))/w((Al_(2)O_(3)))控制在1.8~2.0更有利于提高渣的脱硫效率。最后,通过对1600℃下CaO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)-5.68%MgO四元系精炼渣的脱硫指数进行计算,在精炼渣为液相的前提下,精炼渣中w((CaO))/w((Al_(2)O_(3)))越高,渣的脱硫指数Sindex越大,钢液的脱硫效果越好。 展开更多
关键词 炉外精炼 硫容量 黏度 精炼渣 熔化温度 固相分数 脱硫效果 钢液
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精炼渣对钢中钛含量和洁净度的影响 被引量：2
11
作者 张蓬朝 李光强 +3 位作者 胡可 朱丽琴 刘畅 刘昱 《钢铁》 北大核心 2025年第2期67-75,93,共10页
轴承是各类机械装备转动部位最关键的基础件之一,工作部位多处于主机的心脏和关节等要害处,因此轴承的质量和疲劳寿命对于主体装备的性能和可靠性至关重要。随着轴承钢总氧含量的降低,钢中氧化物夹杂的尺寸和数量得到了有效控制,TiN夹... 轴承是各类机械装备转动部位最关键的基础件之一,工作部位多处于主机的心脏和关节等要害处,因此轴承的质量和疲劳寿命对于主体装备的性能和可靠性至关重要。随着轴承钢总氧含量的降低,钢中氧化物夹杂的尺寸和数量得到了有效控制,TiN夹杂对轴承钢疲劳寿命的影响开始凸显,因而轴承钢对钛含量有着严格的控制要求。相比于原料和合金中钛含量控制,精炼过程渣-钢反应实现轴承钢钛含量控制更具成本优势。基于CaO-SiO_(2)-Al_(2)O_(3)-0.05%TiO_(2)-5%MgO(质量分数)精炼渣与轴承钢反应的热力学计算和渣的液相线温度范围进行了轴承钢超低钛含量控制的精炼渣成分设计。通过渣-钢反应考察了精炼渣碱度和渣中Al_(2)O_(3)含量对钢中钛和铝含量、TiN尺寸分布和钢液洁净度的影响。结果表明,精炼渣碱度为2~4,Al_(2)O_(3)质量分数控制为25%~58%,可以有效地控制钢中钛和铝含量[w([Ti])<0.0012%、w([Al])<0.0150%]。随着精炼渣碱度的降低,钢中钛和铝含量降低,碱度为3的精炼渣处理的钢中钛和铝含量均满足预期要求,TiN的长大时间短,低碱度精炼渣有利于钢中TiN夹杂的控制,证明了渣系设计的可行性。随着精炼渣碱度增加、Al_(2)O_(3)含量的降低,钢中夹杂物数量密度和平均尺寸均减小,这与钢中氧含量的变化趋势一致。相同碱度的精炼渣,随着钢中Al_(2)O_(3)含量的降低,炉渣吸收固体夹杂物的能力提高,钢液具有更高的洁净度。48.71%CaO-16.24%SiO_(2)-30%Al_(2)O_(3)-0.05%TiO_(2)-5%MgO(质量分数)精炼渣能够有效地实现钢中低Ti含量和TiN夹杂物的控制,且处理后的钢液具有更高的洁净度。 展开更多
关键词 轴承钢 钛含量 渣-钢反应 热力学 洁净度 精炼渣 夹杂物 碱度
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X65MS管线钢LF精炼渣优化与应用
12
作者 刘鹏 朱宏伟 +3 位作者 潘锡泉 袁渊 包燕平 顾超 《炼钢》 北大核心 2025年第5期35-41,共7页
为研究X65MS管线钢LF精炼过程的渣脱硫能力,对其精炼过程进行取样分析。结果表明,精炼渣中存在的高熔点固相CaO将使得渣系熔点升高,流动性及夹杂物吸收能力变差,需对渣系成分进行优化。利用Factsage软件进行活度、黏度计算,得出精炼渣... 为研究X65MS管线钢LF精炼过程的渣脱硫能力,对其精炼过程进行取样分析。结果表明,精炼渣中存在的高熔点固相CaO将使得渣系熔点升高,流动性及夹杂物吸收能力变差,需对渣系成分进行优化。利用Factsage软件进行活度、黏度计算,得出精炼渣中钙铝比控制范围1.5~2,碱度控制范围5~7.5,MgO质量分数4%左右可以保证高碱度渣的低熔点区域面积最大。基于上述分析,结合KTH硫容量计算结果以及等温线三元相图得出合理的CaO-MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)渣系成分范围:w(CaO)=49%~59%、w(Al_(2)O_(3))=29%~37%、w(SiO_(2))=8%~14%、w(MgO)=3%~5%。优化渣系的工业应用结果表明,精炼渣熔点处于试验所要求低熔点区,钢中氧化物夹杂数量显著下降,钢中氧化物夹杂尺寸低于5μm的数量占比增多,钢液中的S质量分数降低至10×10^(-6)。 展开更多
关键词 X65MS管线钢 精炼渣 深脱硫 硫容量 夹杂物
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1215MS钢LF精炼过程控制与分析
13
作者 周军 孙波 +4 位作者 邓南阳 解养国 王勇 解文中 龚磊 《炼钢》 北大核心 2025年第4期36-44,73,共10页
为了实现1215MS钢LF精炼过程氧含量精确控制,通过对渣钢间氧平衡反应进行热力学计算,在结合某厂生产实践的基础上,分析研究了钢水弱脱氧、精炼渣成分和钙处理变性夹杂物等精炼过程控制工艺,提出了相应改进措施,取得了良好效果,结果表明... 为了实现1215MS钢LF精炼过程氧含量精确控制,通过对渣钢间氧平衡反应进行热力学计算,在结合某厂生产实践的基础上,分析研究了钢水弱脱氧、精炼渣成分和钙处理变性夹杂物等精炼过程控制工艺,提出了相应改进措施,取得了良好效果,结果表明:通过转炉终点钢水留碳质量分数0.050%~0.060%,出钢过程采取分步弱脱氧,精确控制钢水铝质量分数0.002 5%~0.004 5%,氧质量分数0.003 0%~0.005 0%;LF精炼调整精炼渣成分w(FeO+MnO)=5%~7%,w(Al_(2)O_(3))=18%~20%,碱度为2.0~2.5,曼内斯曼指数为0.10~0.15,精炼末期钙处理控制钢水终点钙质量分数为0.001 0%~0.002 0%,可将精炼终点溶解氧质量分数精确控制为0.005 0%~0.006 0%,铸坯全氧质量分数控制为0.012%~0.014%,硫化物夹杂长宽比不大于4的数量占比由53.2%提升至84.8%。 展开更多
关键词 高硫易切削钢 氧含量 弱脱氧 精炼渣成分 硫化物改性
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基于POD正交分解和BPNN神经网络的钢包底吹精炼快速预测模型
14
作者 聂忠赋 代威 +3 位作者 贾琪 贺铸 李光强 王强 《钢铁研究学报》 北大核心 2025年第3期335-345,共11页
为满足实时获取钢包底吹精炼三维流场数据的需求,建立了一种基于计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)和本征正交分解(Proper Orthogonal Decomposition,POD)的钢包底吹三维流场快速预测模型。通过建立钢包底吹数值模型和水... 为满足实时获取钢包底吹精炼三维流场数据的需求,建立了一种基于计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)和本征正交分解(Proper Orthogonal Decomposition,POD)的钢包底吹三维流场快速预测模型。通过建立钢包底吹数值模型和水模型对其进行了模拟计算和实验,并建立了钢包单底吹的三维流场数据集,采用POD方法对数据集进行了模态与模态系数提取,通过反向传播神经网络(Back Propagation Neural Network,BPNN)构建了工况参数与模态系数间的映射关系,实现了对未来时刻钢包底吹内速度场和三相体积分数的快速预测。结果表明:所建立模型可以通过少量模态重构出钢包内流场的主要特征。POD-BPNN预测模型的计算结果准确率较高,计算结果平均相对误差均在4%以内。模型计算速度快,获取钢包内流场的平均计算时间由CFD全阶模拟所需的约246h减小至快速预测模型所需的约54.6h。 展开更多
关键词 本征正交分解 钢包底吹 渣眼 反向传播神经网络 计算流体力学
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TabPFN与SHAP融合的LF精炼Si元素收得率预测模型
15
作者 信自成 张江山 +1 位作者 张军国 刘青 《中国冶金》 北大核心 2025年第11期178-186,共9页
在钢包炉(LF)精炼过程中,准确预测合金元素收得率对于控制钢水成分、提高合金利用率及降低冶炼成本具有重要意义。近年来机器学习方法被广泛应用于冶金过程建模,但多数机器学习模型在实际应用中通常依赖复杂的超参数调优过程,且引入新... 在钢包炉(LF)精炼过程中,准确预测合金元素收得率对于控制钢水成分、提高合金利用率及降低冶炼成本具有重要意义。近年来机器学习方法被广泛应用于冶金过程建模,但多数机器学习模型在实际应用中通常依赖复杂的超参数调优过程,且引入新数据后往往需要重新调优超参数,建模效率有待提高。针对上述问题,首先,结合LF精炼实际生产数据,构建了基于表格先验数据拟合网络(TabPFN)的Si元素收得率预测模型;然后,利用多种模型评价指标,将TabPFN模型与已有研究的参考炉次法、多元线性回归模型以及多种机器学习模型进行了对比分析;最后,融合沙普利加性解释(SHAP)方法对TabPFN模型进行了全局与局部层面的解释分析。结果表明,TabPFN模型在无需大量超参数调优的情况下,在拟合优度(R^(2))、平均绝对误差(E_(MA))、均方根误差(E_(RMS))、命中率和模型推理时间等关键性能指标上均优于已有模型,各项指标分别达到了0.83、1.59、2.03、98.4%和0.430 s。同时,融合SHAP分析从全局层面揭示了各输入特征变量对Si元素收得率的影响大小,从局部层面量化了各输入特征变量对Si元素收得率预测值的影响程度,实现了LF精炼合金元素收得率的高效、高精度和可解释性预测,为钢铁工业在智能制造背景下的冶金过程建模提供了新的研究思路与技术路径。 展开更多
关键词 LF精炼 Si元素收得率 机器学习 表格先验数据拟合网络 沙普利加性解释
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90t钢包喂丝的工艺实践 被引量：7
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作者 赵保国 兰岳光 王天瑶 《特殊钢》 北大核心 2006年第2期54-55,共2页
总结了以LD-LF（WF）-CC生产流程生产20、34Mn6、BTN／1等钢时，在90t钢包中以2．4～3．0m/min的喂丝速度喂硅钙线（Ф13mm）和铝线的工艺实践。工艺实践表明，当喂入钙量达200×10^-6时，钢中残余钙含量至最大值35×10^-6，钙... 总结了以LD-LF（WF）-CC生产流程生产20、34Mn6、BTN／1等钢时，在90t钢包中以2．4～3．0m/min的喂丝速度喂硅钙线（Ф13mm）和铝线的工艺实践。工艺实践表明，当喂入钙量达200×10^-6时，钢中残余钙含量至最大值35×10^-6，钙处理时钢水平均脱氧率为25％，钢中夹杂物数量明显减少并使钢中夹杂物变性；当钢包喂铝线时，随喂丝速度由1．5m／s提高至3．0m/s时，铝的回收率由25％提高至70％。一般铝的收得率为60％～70％，CaSi的收得率为15％～20％。 展开更多
关键词 钢包 精炼 喂丝
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精炼渣碱度和Al_(2)O_(3)含量对中高锰钢精炼的影响
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作者 朱庆童 定巍 李岩 《钢铁研究学报》 北大核心 2025年第10期1310-1321,共12页
中高锰钢因高强度-塑性协同效应及轻量化特性成为汽车钢的优选材料,但其在工业化冶炼方面面临严峻挑战,即精炼过程中熔渣SiO_(2)与钢液中Mn的氧化还原反应显著,导致[Si]、(MnO)等成分控制失效。为解决该难题,基于FactSage热力学软件,构... 中高锰钢因高强度-塑性协同效应及轻量化特性成为汽车钢的优选材料,但其在工业化冶炼方面面临严峻挑战,即精炼过程中熔渣SiO_(2)与钢液中Mn的氧化还原反应显著,导致[Si]、(MnO)等成分控制失效。为解决该难题,基于FactSage热力学软件,构建CaO-SiO_(2)-Al_(2)O_(3)-MgO四元渣系和Fe-xMn(x分别为5%、10%、20%、30%)体系的热力学平衡模型。在温度为1600℃、钢渣比为10∶1条件下,系统探究碱度(R=CaO/SiO_(2)=1~6)和Al_(2)O_(3)含量(w(Al_(2)O_(3)),质量分数为20%~50%)对渣-金反应的交互作用机制。重点分析渣中SiO_(2)活度(aSiO_(2))、MnO含量和脱硫效率等关键参数,阐明精炼渣组分对渣-金反应的调控规律,提出渣系优化设计方案。结果表明,提高碱度可显著降低SiO_(2)活度,抑制反应(2[Mn]+(SiO_(2))=[Si]+2(MnO))的进行,使渣中MnO质量分数从R=1时的19.7%下降到R=6时的2.3%,为保持精炼渣组分稳定性,应该尽量控制碱度大于4。Al_(2)O_(3)呈现显著的两相性行为,当Al_(2)O_(3)呈酸性时,其酸性特征会削弱有效碱度,导致SiO_(2)活度升高,MnO含量激增。协同调控碱度和Al_(2)O_(3)含量才可将MnO控制在最低值。精炼渣(R=6,w(Al_(2)O_(3))=30%)与30Mn钢反应后,MnO质量分数(w(MnO))为2.1%。对于0.03S钢,当精炼渣R=5~6、Al_(2)O_(3)质量分数为27%~30%时,脱硫效率最优,但需要控制w(MnO)≤2%,以避免该含量升高恶化脱硫效果。在满足MnO含量控制和最佳脱硫效率的情况下,优化后的最佳渣系适用于冶炼w(Mn)≤28%的中高锰钢。 展开更多
关键词 中高锰钢 精炼渣 Al_(2)O_(3)两相性行为 碱度 MnO生成 FactSage模拟
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钢包底吹CO_(2)搅拌动力学行为数值模拟 被引量：1
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作者 李晨晓 赵鹏 +3 位作者 王书桓 赵定国 沈浩杰 高倩倩 《钢铁》 北大核心 2025年第9期96-112,共17页
中国钢铁行业面临碳减排的严峻挑战,其低碳化转型需求极为迫切。行业亟需通过技术创新优化工艺流程,以应对国家“双碳”战略目标下的减排压力。为此,通过数值模拟系统分析了钢包底吹CO_(2)替代传统氩气作为搅拌气体的可行性及其动力学... 中国钢铁行业面临碳减排的严峻挑战,其低碳化转型需求极为迫切。行业亟需通过技术创新优化工艺流程,以应对国家“双碳”战略目标下的减排压力。为此,通过数值模拟系统分析了钢包底吹CO_(2)替代传统氩气作为搅拌气体的可行性及其动力学行为。基于搅拌能方程理论计算,发现当CO_(2)完全参与脱碳反应时,其理论最大搅拌能可达氩气的2倍,搅拌能为11.9 W,可显著增强熔池流动性与夹杂物去除效率,但在实际工况下还需考虑反应效率的影响。通过构建180 t钢包多相流模型,系统分析了透气砖夹角、中心距离及吹气流量等参数对钢液流场、湍动能分布及钢渣界面行为的影响。结果表明,当双透气砖夹角为135°、距底部中心距离为0.5R(R为钢包半径)、底吹流量为550 L/min时,钢液流场均匀性显著提升,钢液“死区”面积较传统布置减少44%,渣眼面积缩小33.5%,卷渣风险降低至氩气体系的1/3。此外,CO_(2)的弱氧化性通过脱碳反应生成CO气泡,促进夹杂物异相形核与上浮去除,同时降低耐火材料侵蚀速率与气体成本。结果验证了CO_(2)在钢包精炼中的技术经济优势,为钢铁工业低碳化转型提供了理论依据与工艺优化方向,具有重要的工程应用价值。 展开更多
关键词 钢包精炼 底吹CO_(2) 底吹动力学 搅拌能 气泡 流场 钢渣界面 数值模拟
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Q420B大规格角钢去除夹杂的研究与实践
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作者 刘志远 王重君 +1 位作者 栾文林 孔明姣 《宽厚板》 2025年第3期23-29,共7页
在以LD-LF-RH-CC工艺流程生产Q420B大规格角钢过程中,钢水中形成以Al_(2)O_(3)为主的复合夹杂物、以FeO-Al_(2)O_(3)为主的复合脱氧夹杂物和以FeO-Al_(2)O_(3)-C为主的不规则复合夹杂物。尽管经过RH精炼夹杂物数量明显减少,但仍然存在... 在以LD-LF-RH-CC工艺流程生产Q420B大规格角钢过程中,钢水中形成以Al_(2)O_(3)为主的复合夹杂物、以FeO-Al_(2)O_(3)为主的复合脱氧夹杂物和以FeO-Al_(2)O_(3)-C为主的不规则复合夹杂物。尽管经过RH精炼夹杂物数量明显减少,但仍然存在少量对钢材质量影响较大的大尺寸硅酸铝复合夹杂物。通过实验室模拟与生产相结合的方法,深入分析驱动气体流量、浸渍管插入深度对钢液循环气量和混匀时间的影响,并对其进行优化调整,将浸渍管插入深度调至550 mm,RH精炼循环气量优化为60 Nm^(3)/h或110 Nm^(3)/h,精炼时间稳定在20 min左右,确定最佳循环气量为60 Nm^(3)/h。优化调整后,对各类夹杂物进行统计分析,结果表明:夹杂物数量减少,夹杂物粒径≤15μm的比例为98%,满足了Q420B大规格角钢的标准要求。 展开更多
关键词 夹杂物 循环气量 浸渍管插入深度 提升气量
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转炉炉后脱碳工艺开发及工业应用
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作者 刘壮 张天舒 +4 位作者 杨建 吴腾浩 罗超 黄治成 娄文涛 《材料与冶金学报》 北大核心 2025年第5期509-516,共8页
为实现高炉龄转炉生产低碳钢的长浇次冶炼,利用FactSage软件对熔渣脱碳过程进行热力学平衡计算,开发了120 t转炉炉后脱碳工艺,即通过向出钢后的钢包内抛撒氧化铁皮实现钢液脱碳,并将其成功应用于X65MS低碳管线钢的生产.理论研究结果表明... 为实现高炉龄转炉生产低碳钢的长浇次冶炼,利用FactSage软件对熔渣脱碳过程进行热力学平衡计算,开发了120 t转炉炉后脱碳工艺,即通过向出钢后的钢包内抛撒氧化铁皮实现钢液脱碳,并将其成功应用于X65MS低碳管线钢的生产.理论研究结果表明:反应体系的压力对脱碳过程有显著影响,故要求出钢后加入氧化铁皮;通过热力学计算,可揭示氧化铁皮的加入量及炉后操作对脱碳的影响规律,结合熔渣发泡与后续生产实际,能够确定合理的炉后操作参数.工业试验结果表明:采用该工艺转炉出钢,钢液中的平均碳含量(质量分数,下同)为0.050%,进站的平均碳含量降至0.021%,钢液的平均脱碳率为58.0%,精炼进站碳含量的合格率为95.4%;与原有工艺相比,出钢碳含量平均提升0.016个百分点,出钢溶解氧含量平均降低0.015个百分点,连铸浇次长度从10炉增加至16炉,对钢板探伤结果不会产生影响.该炉后脱碳工艺在降低转炉出钢溶解氧含量和延长连浇炉次方面仍具有优化潜力,同时可为转炉生产其他低碳钢提供理论与实践指导. 展开更多
关键词 脱碳 氧化铁皮 工业试验 X65MS 热力学 FactSage
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