钢铁钒钛

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付自碧

2014, 35(1): 1-6. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2014.01.001

摘要(185) PDF(14)

摘要:
针对钒渣钙化焙烧-酸浸提钒工艺在工业试验过程中暴露出来的问题,以攀钢钒渣为原料,对影响提钒效果的关键工艺参数进行了研究。主要考察了混合料CaO/V₂O₅、熟料粒度、熟料金属铁、酸浸浆料终点pH值对钒转浸率的影响,焙烧气氛氧化性对最佳焙烧温度、浸出液P浓度对沉钒效果的影响。研究结果表明,在混合料CaO/V₂O₅0.54~0.70、熟料粒度为-0.096 mm、熟料金属铁 ≤ 2%和浆料终点pH ≤ 4.1时可获得较好的钒转浸率;当焙烧进气氧含量为15%(相应尾气氧含量~12.5%)时,最佳焙烧温度为850~870℃,相应的钒转浸率为88.29%~88.66%;酸性浸出液TV 32 g/L左右时,...

熔分钛渣喷煤还原试验

张峰, 刘开琪, 王寿增, 齐照东, 顾静

2014, 35(1): 7-10. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2014.01.002

摘要(66) PDF(0)

摘要:
为解决短流程钛渣提纯过程钛渣品位达不到要求的问题,在实验室条件下模拟熔分电炉熔化钛渣,向熔融态的钛渣中喷入煤粉以提高钛渣的品位,研究了喷煤量和喷煤反应时间对熔融钛渣品位的影响。结果表明,随着喷煤量的增加,钛渣二氧化钛品位提高;而随着喷煤时间增加,钛渣二氧化钛的品位先提高后降低。向温度1 600℃的50 kg熔融钛渣中喷入7 kg煤粉,持续喷吹20 min,再反应20 min后,钛渣二氧化钛品位从70%上升到了82%。这一结果将为短流程钛渣提纯提供一个新的途径。

黑色页岩型黏土钒矿的硫酸直接湿法浸出试验研究

冀成庆, 沈明伟, 朱昌洛, 惠博, 杨常艳, 蔡旺

2014, 35(1): 11-15. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2014.01.003

摘要(68) PDF(0)

摘要:
黏土钒矿是典型的难处理钒矿资源之一。以选矿富集的黑色页岩型黏土钒精矿为研究对象,研究硫酸配加助浸剂、氧化剂直接浸出黏土钒矿的工艺,并对酸浸影响因素条件进行优化。研究表明:高浓度硫-氟酸性溶液体系可以很好地破坏云母、黏土矿物、褐铁矿的结构,直接浸钒可行。在黏土钒矿粒度-74μm比例 ≥ 85%,浸出温度80~90℃、硫酸(含量98%)加入量54%、搅拌速度400 r/min,液固比L/S=2.5~4.0:1,氧化剂NaClO₃用量1.25%,助浸剂CaF₂用量12%、酸浸时间11 h的浸出优化条件下,V₂O₅的浸出率可达到90%以上,优于传统焙烧法。采用扩散渗析器回收硫酸和氟离子效果良好。

高钙低品位钒渣提钒试验研究

李坤林, 任少龙, 成丰

2014, 35(1): 16-20. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2014.01.004

摘要(116) PDF(5)

摘要:
介绍了以高钙低品位钒渣为原料采用钠化焙烧水浸工艺制取V₂O₅的试验。通过单独焙烧、与普通钒渣混合焙烧提钒的试验方法,掌握了高钙低品位钒渣制取V₂O₅的工艺技术与相应参数。试验结果表明,采用混合焙烧方法优于单独焙烧。混合焙烧的最佳条件为:恒温时间2.5 h,碱配比100:15,渣配比50:30:20;温度800℃,在该条件下,转浸率可达85%以上,浸出液经过除磷、沉钒和煅烧,制得的V₂O₅成品满足YB/T 5304-2011标准要求。

硅凝胶形成速率对钛白粉致密包硅的影响

刘舒, 周大利, 邝琳娜, 吕波, 杜剑桥, 雷欣怡

2014, 35(1): 21-26,31. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2014.01.005

摘要(87) PDF(2)

摘要:
对钛白粉致密包硅进行机理研究。通过对硅酸水溶液体系的热力学分析,绘出硅胶水解产生的H₅SiO₄⁺、H₄SiO₄、H₃SiO₄^-及H₂SiO₄^2-的优势存在区,计算表明:随着硅酸根总浓度的增加,上述硅酸根离子优势存在区均向高pH值方向平移。凝胶形成试验及结合热力学分析表明凝胶形成速率是由H₄SiO₄浓度和优势存在硅酸根离子的浓度共同决定的,在一定硅酸根总浓度下,凝胶形成速度最快为H₄SiO₄和H₃SiO₄⁺分布系数相等时,二者浓度乘积最大。凝胶形成速率随硅酸根总浓度增加而加快,凝胶形成速率过快,将形成絮状凝聚硅酸,影响包膜致密性。在温度为80℃及硅酸钠浓度分别为0.2、0.3、0.4 mol/L...

分散剂对二氧化钛包膜的影响研究

程晓哲

2014, 35(1): 27-31. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2014.01.006

摘要(137) PDF(12)

摘要:
金红石型二氧化钛浆料pH值在9.0~10.0时,Zeta电位最大,在水中的分散性最好。探讨了硅酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠和磷酸二氢铵作为分散剂时,包膜过程的黏度变化情况,发现硅酸钠和六偏磷酸钠作为分散剂时体系黏度最低。利用硅酸钠作为分散剂,加入量为0.15%,一次性加入时,包膜过程体系黏度最低。采用比表面积和扫描电镜能谱对包膜产品表面成分的分析可知,包膜过程黏度低时,包膜剂在二氧化钛表面沉积比较均匀、致密。

La³⁺掺杂TiO₂的制备及光催化性能研究

李敏娇, 张述林, 卢燕, 余鸿, 朱伟

2014, 35(1): 32-35. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2014.01.007

摘要(73) PDF(2)

摘要:
采用溶胶-凝胶法制备了La³⁺掺杂的TiO₂光催化剂(La/Ti原子比分别为1/100,2/100,3/100,4/100和5/100)。用比表面(BET)、X射线粉末衍射(XRD)、紫外可见漫反射光谱(DRS)和表面光电压谱(SPS)对所制备的光催化剂进行了表征。结果表明,La³⁺掺杂量为4%(La/Ti原子比)时所制备的TiO₂具有最高电子-空穴分离效应。以甲基橙为模拟偶氮染料对所制备光催化剂的脱色性能进行考察,光催化脱色结果显示La³⁺掺杂量为4%时所制备的TiO₂具有最高的光催化活性。

纳米碳化钒强化TWIP钢加工硬化机制研究

Liang Z Y, Huang M X, Yen H W, Scott C P

2014, 35(1): 36-40. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2014.01.008

摘要(120) PDF(1)

摘要:
弥散分布的纳米碳化钒颗粒能明显提高TWIP钢的屈服强度,但同时将在一定程度上降低加工硬化率。采用一个修正的物理模型来研究纳米碳化钒颗粒对一种实验室等级的FeMnC奥氏体TWIP钢加工硬化率的影响。试验发现在塑性变形过程中弥散分布的纳米碳化钒颗粒会加快位错累积速率,但也会降低孪晶形成速率。与不含析出相的TWIP钢相比,在小应变时含纳米碳化钒颗粒的TWIP钢加工硬化率较高,但随着应变量的增加其硬化率减小的速度高于不含析出相的TWIP钢,因此在高应变条件下含纳米碳化钒颗粒的TWIP显示出较低的钢加工硬化率。

钛对高硼钢凝固组织及析出相的热力学分析

杨浩, 刘颖, 李军, 张辉, 马瑜

2014, 35(1): 41-47. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2014.01.009

摘要(121) PDF(0)

摘要:
通过热力学计算和试验,研究了钛合金化后高硼钢含钛析出相在液相和凝固过程中的析出规律,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)研究了高硼钢的凝固组织。研究结果表明不加钛的合金铸态组织由硼化物、铁素体、珠光体组成,钛合金化后铸态组织由第二相TiC、硼化物和铁基体组成;热力学计算结果表明含钛析出相均不可能在液相中析出,TiC在凝固的过程中析出,析出温度为1 691 K,析出时的凝固分数为29%,析出相的析出顺序为TiC>TiB₂>TiB。

钛含量对Fe-C-B-Ti合金微观组织和力学性能的影响

张辉, 刘颖, 李军, 杨浩, 马瑜

2014, 35(1): 48-53. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2014.01.010

摘要(81) PDF(0)

摘要:
研究了钛含量为0.67%~1.82%的Fe-C-B-Ti合金在铸态和热处理下微观组织、硬度和冲击韧性的变化规律。结果表明:当钛含量为0.67%时,Fe-C-B-Ti铸态合金组织由马氏体、珠光体和网状的共晶硼化物组成,硬度和冲击韧性较高。随钛含量的增加,Fe-C-B-Ti合金铸态组织中的马氏体逐渐消失,出现铁素体,硬度和冲击韧性逐渐下降。热处理后,Fe-C-B-Ti合金中的共晶硼化物呈断网状,并随温度的升高有明显粗化。随淬火温度的升高,Fe-C-B-Ti合金的硬度和冲击韧性增加,在1 050℃时达到最大值,当温度超过1 500℃时,硬度和冲击韧性反而降低。

钛微合金化Q345R容器板的强化机理

周家林, 赖春明, 潘成刚, 皮昕宇, 胡唐国

2014, 35(1): 54-58. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2014.01.011

摘要(47) PDF(0)

摘要:
对一种钛微合金化Q345R容器钢的力学性能、显微组织和析出物进行试验研究,结果表明:Q345R含钛钢具有较高的强度性能、良好的延伸性和低温冲击韧性;其组织均以铁素体+珠光体组成,晶粒度约为12级;析出物为50~100 nm的TiN,开始析出温度为1 343℃,在固相线之下;计算表明微钛处理不足以形成TiC,细晶强化和固溶强化对强度的贡献最大。

VN及VN+Mo复合微合金化HRB500E高强抗震钢筋生产实践

王洪利, 李义长, 赵如龙, 樊毅, 李荣华

2014, 35(1): 59-63. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2014.01.012

摘要(125) PDF(5)

摘要:
为了提高抗震钢筋HRB500E的强度与屈强比,保证其抗震性能,针对攀成钢棒、线材机组生产实际条件,采用不同微合金化方式,不同轧后冷却工艺,进行了HRB500E高强抗震钢筋生产实践。高线机组生产Ø6~12 mm规格钢筋时,采用钒氮微合金化,添加0.08%~0.11%的V,V/N接近4:1,轧后斯太尔摩风冷工艺;棒材机组生产Ø14~40 mm钢筋时,采用钒氮+钼复合微合金化,添加0.06%~0.12%的V,V/N接近4:1,0.03%~0.05%的Mo,轧后自然冷却。结果表明:生产的HRB500E获得了高的强度和良好的抗震性能,相关指标满足国家标准和用户的要求。

用钒铁冶炼贫渣处理还原沉钒后的废水

庄立军, 王良, 赵华, 滕晓慧, 马锦红

2014, 35(1): 64-68. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2014.01.013

摘要(96) PDF(1)

摘要:
为回收利用钒铁冶炼的贫渣和处理还原沉钒后的废水,将钒铁冶炼过程中产生的贫渣经过风化、筛分粒度小于5 mm后获得贫渣灰,将其代替石灰粉末处理提钒过程中还原沉钒后的废水,pH值控制在7.0~8.5。结果表明:废水中每公斤铬消耗贫渣灰9.2 kg,为石灰粉末用量的1.4倍,外排废水总铬小于1.5 mg/L,总钒小于1 mg/L,SS小于70 mg/L,pH值6~9,处理后的废水符合钒工业污染物排放标准GB26452-2011排放限值。以年产钒铁(FeV50)2 000 t计,每年可减少钒铁冶炼废渣排放量3 000 t以上。

高炉渣干式离心粒化的建模仿真研究

常庆明, 程永楷, 李先旺, 倪红卫, 朱文渊, 张华, 熊敬超

2014, 35(1): 69-73,78. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2014.01.014

摘要(181) PDF(13)

摘要:
通过建立熔渣粒化过程的物理和数学模型,对高炉熔渣干式离心粒化过程进行了数值模拟,并通过小型试验加以验证。针对平板式转盘干式离心粒化过程,分析比较了不同的熔渣温度(或黏度)、表面张力和转盘转速等因素对熔渣离心粒化过程的影响,获得离心粒化的最佳工艺参数。研究发现,随着转盘转速的增加,粒化效果大大改善;熔渣温度(或黏度)对粒化效果的影响也较大,熔渣温度越高(或黏度越小),粒化效果越好;熔渣的表面张力越大,粒化效果越差。

萤石和氧化镁对含钒钛高炉炉料熔滴性能的影响

崔世强, 吕庆

2014, 35(1): 74-78. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2014.01.015

摘要(71) PDF(1)

摘要:
利用高温熔滴炉模拟实际高炉软熔带的运行情况,探讨CaF₂和MgO加入炉料后,对钒钛高炉炉料透气性、软熔带厚度、压差陡升温度、软熔区间、熔融区间等炉料高温物理性能的影响;为改善软熔带透气性,找出高炉合适软熔带位置,从而达到解决利用钒钛磁铁矿带来的不利影响的目的,为提高高炉强化冶炼目的提供重要依据。结果表明:炉料中添加萤石后对软化开始温度基本无明显影响,但使软化温度区间变窄,初渣带位置形成过早,软熔带厚度、最大压差、总特性值都升高。MgO的加入使软化开始温度升高,软化温度区间变窄,说明MgO的加入使软熔带位置下移,软熔带变薄。

低钛高炉渣中Ti（C,N）形成的研究

赵永彬, 张建良, 宁晓钧, 韦勐方, 毛瑞

2014, 35(1): 79-84. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2014.01.016

摘要(125) PDF(4)

摘要:
高炉冶炼含钛矿过程易形成Ti(C,N),对渣铁的性质产生很大影响,研究高炉内Ti(C,N)形成对高炉冶炼有着重大意义。通过FactSage热力学计算软件,对低钛高炉渣中Ti(C,N)的形成以及影响因素进行了研究,并在实验室条件下对温度与铁液中钛含量的关系进行验证。结果表明:在低钛矿高炉冶炼中,Ti(C,N)开始形成温度为1 666 K,在1 783 K时,Ti(C,N)的形成量达到最大;温度,渣铁比,以及渣中TiO₂的含量对Ti(C,N)的生成影响较大,Al₂O₃含量、MgO含量和炉渣二元碱度均可在一定程度上促进Ti(C,N)的形成,但影响较小。铁液中钛的含量主要受温度和Ti(C,N)反应平衡...

中厚板坯连铸结晶器保护渣渣膜矿相结构研究

刘丽娜, 韩秀丽, 刘磊, 李志民, 冯润明, 轩宗宇

2014, 35(1): 85-89. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2014.01.017

摘要(54) PDF(0)

摘要:
利用光学显微镜及X-射线衍射等测试手段对中厚板坯Q235B钢种保护渣渣膜的矿物组成、结晶率、厚度、分层结构进行了系统分析研究。结果表明,中厚板坯Q235B钢种保护渣渣膜矿物组成为镁黄长石、枪晶石、硅灰石和玻璃相。出现纵裂的事故渣膜的结晶相主要为黄长石、枪晶石,结晶率为50%~55%,呈玻璃层-结晶层-玻璃层三层结构;出现粘结漏钢现象的事故渣膜几乎全为结晶层,主要为枪晶石和硅灰石;正常渣膜结晶相以黄长石为主,结晶率为90%以上。为减少中碳钢铸坯表面纵裂及防止铸坯粘结漏钢的发生,建议提高保护渣渣膜中的结晶率,降低硅灰石的含量。

六流中间包控流装置优化及内衬冲蚀分析

张彩军, 陈惠娣, 高爱民

2014, 35(1): 90-94. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2014.01.018

摘要(71) PDF(2)

摘要:
以国内某企业六流中间包为研究对象,利用数值模拟与物理模拟相结合的方法,对中间包内温度场、流场及中间包内衬的冲蚀效果进行系统的分析。计算结果表明,改变中间包内的控流装置可以有效改善钢液的流动情况,使中间包内各个出口的温度差减小,延长钢液在中间包内的停留时间,降低钢液对中间包内衬的冲蚀强度,延长中间包使用寿命。

超声波和电脉冲对钢液凝固组织的影响

权淑丽, 郭昭桥, 陶力农

2014, 35(1): 95-100. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2014.01.019

摘要(67) PDF(0)

摘要:
采用自行设计的超声波设备开展了超声波处理45钢凝固组织试验;采用脉冲磁场装置开展了60Si2CrVA弹簧钢浇铸前和浇铸后40 s施加电脉冲试验。试验结果表明,超声波处理显著提高45钢铸锭的力学性能;60Si2CrVA弹簧钢浇铸前施加脉冲磁场,铸锭中等轴晶比例由未施加脉冲磁场的49%提高至施加5 Hz/200 V脉冲磁场的74%,等轴晶尺寸由1 mm细化至0.4 mm;60Si2CrVA弹簧钢浇注后40 s施加脉冲磁场,随脉冲磁场作用时间的增加,等轴晶比例升高,等轴晶尺寸减小。

转炉单双渣脱磷工艺试验

周朝刚, 李晶, 武贺, 蔡可森, 吴国平, 曹余良

2014, 35(1): 101-106. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2014.01.020

摘要(87) PDF(0)

摘要:
结合南钢现场试验,研究了转炉采用单渣法和双渣法对钢水脱磷的影响;分析比较了不同操作制度对钢液中磷含量的影响,辅料加入量对终点钢液磷含量变化的影响,留渣操作对前期渣的影响以及对冶炼终点钢液磷含量的影响。试验结果表明,与单渣法相比,双渣法前期脱磷效果较好,形成的前期渣对脱磷较有利,冶炼终点能很好达到低磷钢要求。同时通过现场试验研究确定了冶炼低磷钢的最佳终点温度、适宜碱度和FeO含量等条件,并得出对磷含量要求严格的钢种应采用双渣法冶炼较有利。

含铌铁水脱硅试验

李楠, 赵增武, 卢虎生, 徐掌印, 李保卫

2014, 35(1): 107-111. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2014.01.021

摘要(58) PDF(0)

摘要:
为从含铌铁水中提铌,降低铁水中硅含量以获得高品质的铌渣,实现铌资源的综合利用。采用100 kW中频感应炉进行底吹氧气冶炼含铌铁水试验,研究含铌铁水在脱硅过程中硅、铌选择性氧化规律。结果表明:铁水温度在1 350℃,造渣剂碱度为1.5,反应结束后铁水中硅、铌的氧化分别为75.8%、21.4%;而温度在1 350℃,造渣剂碱度为4.6,反应后铁水中硅和铌的氧化率分别为:94.0%,5.9%,但高碱度炉渣抑制了锰元素的去除,造成铁水中锰含量较高,降低后续工艺中提铌所得铌渣的品位。在铁水温度为1 350℃,炉渣碱度w_(CaO)/w_(SiO₂)为1.5时,脱硅的限度为0.15%。

热镀锌/连退两用机组低碳钢连退工艺研究

郑之旺, 王敏莉

2014, 35(1): 112-118. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2014.01.022

摘要(75) PDF(2)

摘要:
镀锌/连退两用机组的退火周期与常规的连续退火机组明显不同,不仅退火周期较短、一次冷却速度低,而且无缓冷段。根据其工艺特点,以工业生产的热轧高温卷取低碳钢轧硬卷为试验材料,研究了退火温度和时间以及过时效对低碳钢和微碳钢组织和性能的影响。试验结果表明,不管是低碳钢还是微碳试验钢,退火后晶粒尺寸均较细,即使退火温度达到810℃,铁素体晶粒度仍在10.5级左右;经400℃×240 s过时效处理后,低碳钢的强度有所降低(10 MPa左右),延伸率有所提高,最高增加值为4.5%,微碳钢只有当退火温度达到810℃时,强度才有所降低(10 MPa左右),即过时效的作用不明显。通过采用微硼处理,优化连退和在线平...

降低高速钢轨脱碳层厚度的研究

杨宗桥, 赵增武, 李永治, 秦立强

2014, 35(1): 119-122. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2014.01.023

摘要(96) PDF(1)

摘要:
以包钢轨梁厂现场试验为基础,研究了U71Mn高速钢轨脱碳层厚度随加热时间和加热温度的变化关系。结果表明,正常生产时,优化加热制度,保证钢坯出炉温度在1 080~1 100℃,且内外均匀,能够有效地降低脱碳层厚度;同时,待轧15~30 min时,优化待轧制度,均热段温度小于1 200℃,加热一段小于1 230℃,即能随时满足生产要求,又能有效地控制脱碳层厚度。

钒钛专利

2014, 35(1): 123-124.

摘要(60) PDF(0)

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2014年第35卷第1期

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