高钛钢专用连铸保护渣研究现状及展望 被引量：11

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作者 王杏娟 曲硕 +4 位作者 刘然 朱立光 朴占龙 邸天成 王宇 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期467-472,共6页

随着钢铁业的不断发展,机械、建筑、汽车、航空、机车等行业也取得长足进步,同时对钢铁材料的使用要求和服役条件也越来越苛刻,钢材性能逐步向高强化、高韧性、耐磨耐热耐蚀、易焊接等方面扩展。低成本、高附加值的高钛钢越来越受到重... 随着钢铁业的不断发展,机械、建筑、汽车、航空、机车等行业也取得长足进步,同时对钢铁材料的使用要求和服役条件也越来越苛刻,钢材性能逐步向高强化、高韧性、耐磨耐热耐蚀、易焊接等方面扩展。低成本、高附加值的高钛钢越来越受到重视。将Ti以微合金元素或合金元素加入钢中,Ti与C、N、S有极强的亲合力,可细化晶粒,提高韧性、耐磨性能及晶间抗腐蚀能力。但同时Ti为易氧化元素,连铸过程中容易与保护渣反应生成TiN、Ti(CN)、TiO_(2)等高熔点化合物,严重恶化了保护渣冶金性能,同时结晶器钢液面形成“结鱼”,阻碍了坯壳与结晶器之间的保护渣流入通道,使得高钛钢难以实现多炉连浇,铸坯出现凹陷、裂纹、夹渣等一系列表面缺陷,甚至引起粘结漏钢。本文归纳了高钛钢保护渣的研究进展,分别对高钛钢浇注过程中结晶器钢渣界面上Ti的反应行为与Ti进入保护渣后对保护渣性能的影响规律进行介绍,提出借鉴高铝钢低(非)反应性CaO-Al_(2)O_(3)基专用保护渣的经验,同时充分利用Ti在保护渣中的作用,将TiO_(2)作为氟的替代组元,开发无氟保护渣。以期为开发高钛钢专用无氟保护渣提供重要的基础数据和理论支持,加快保护渣绿色环保的工业化进程,推动我国高钛钢生产工艺领域的技术进步和技术创新。 展开更多

关键词 高钛钢 无氟保护渣 钢渣界面反应 结鱼

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Q195碳素结构钢铸坯中大型夹杂物行为研究 被引量：3

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作者 钟建民 刘曙光 +2 位作者 王杏娟 田阔 王浩南 《华北理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2018年第4期22-27,共6页

通过夹杂物示踪等实验对本厂生产的Q195钢中大型夹杂物含量、种类、粒径、来源等进行了系统研究。结果表明:大型夹杂物粒度在50μm-～320μm之间,主要为引流砂、脱氧产物碰撞形成的脱氧夹杂。铸坯中大型夹杂物中只含La的夹杂个数约占总... 通过夹杂物示踪等实验对本厂生产的Q195钢中大型夹杂物含量、种类、粒径、来源等进行了系统研究。结果表明:大型夹杂物粒度在50μm-～320μm之间,主要为引流砂、脱氧产物碰撞形成的脱氧夹杂。铸坯中大型夹杂物中只含La的夹杂个数约占总测试数的10%,只含Ce的夹杂个数约占总测试数的17%,同时含La、Ce的夹杂个数约占总测试数的34%。铸坯中大型夹杂物中只含Na元素的夹杂个数约占总测试数的24%,只含K元素的夹杂个数约占总测试数的16%,铸坯中大型夹杂物来源主要是引流砂进入中间包中黏附中间包渣并进入钢水;脱氧产物黏附钢包渣、中间包渣;结晶器卷渣。大型夹杂物含示踪剂比例反映出钢包渣和中间包渣吸附夹杂物能力不足。 展开更多

关键词 Q195 大型夹杂 示踪法

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Q195连铸板坯中显微夹杂物行为研究 被引量：1

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作者 王杏娟 王星 +2 位作者 田阔 王浩南 李吉航 《华北理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2018年第3期39-45,共7页

系统分析了某厂生产的Q195钢中氧氮含量、钢中显微夹杂物类型、尺寸、数量及分布的变化历程。结果表明:铸坯中夹杂物浓度较高,二次氧化严重;其中显微夹杂物为Al_2O_3-SiO_2-MnO、FeO-Al_2O_3等复合夹杂物,发现Ce、La等示踪元素;说明钢... 系统分析了某厂生产的Q195钢中氧氮含量、钢中显微夹杂物类型、尺寸、数量及分布的变化历程。结果表明:铸坯中夹杂物浓度较高,二次氧化严重;其中显微夹杂物为Al_2O_3-SiO_2-MnO、FeO-Al_2O_3等复合夹杂物,发现Ce、La等示踪元素;说明钢包渣、中间包渣对钢水存在明显污染;含Na、K夹杂物所占比例只有10%,说明结晶器内保护渣对钢水存在污染,但与钢包渣、中间包渣对钢水相比所占比重很小。因此,需要从吹炼工艺、钢包下渣量以及保护渣方面进行优化。 展开更多

关键词 Q195 T[O]、[N] 显微夹杂物 示踪法

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无氟连铸保护渣渣膜热力学研究

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作者 王杏娟 王星 李吉航 《华北理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2018年第4期28-37,共10页

通过改变碱度、Na2O含量和MgO含量重新配比保护渣,并使用FastSage软件对以上情况进行热力学模拟,进而研究保护渣矿相的析出过程。模拟结果表明:随着碱度的升高以及Na2O和MgO含量的增加,渣系的硅酸盐含量整体呈降低趋势。

关键词 保护渣 析晶 FactSage 矿相

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MgO对1Cr13不锈钢连铸保护渣转折温度的影响

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作者 马新光 刘曙光 +2 位作者 曲硕 王杏娟 郭银星 《华北理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2022年第1期24-33,共10页

为了改善高碱度保护渣的润滑性能,在高碱度(R=1.5,R=1.7)保护渣中添加MgO调节保护渣转折温度,采用旋转黏度计测量保护渣黏温曲线,结合factsage热力学软件物相析出模拟研究MgO对高碱度保护渣转折温度的影响规律。试验结果表明,不同MgO含... 为了改善高碱度保护渣的润滑性能,在高碱度(R=1.5,R=1.7)保护渣中添加MgO调节保护渣转折温度,采用旋转黏度计测量保护渣黏温曲线,结合factsage热力学软件物相析出模拟研究MgO对高碱度保护渣转折温度的影响规律。试验结果表明,不同MgO含量对保护渣转折温度有重要影响:R=1.5与R=1.7时,MgO质量分数在2%~4%,转折温度随MgO质量分数增高而降低。当MgO质量分数在6%~10%时保护渣转折温度随MgO质量分数增加而升高;提高碱度后MgO的影响效果降低,当MgO质量分数由2%增加至4%,R=1.5组分的保护渣转折温度降低了95℃,R=1.7组分的保护渣转折温度降低了32℃。MgO质量分数由4%增加至6%,R=1.5组分的保护渣转折温度升高了42℃,R=1.7组分的保护渣转折温度升高了11℃。可以发现,不同含量的MgO对保护渣转折温度的影响也是不一样的。 展开更多

关键词 高碱度保护渣 1Cr13不锈钢 包晶反应 转折温度 氧化镁 凝固

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基于YOLOv7-TSCR的连铸坯表面缺陷检测

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作者 曾凯 陈波 +3 位作者 马智华 肖鹏程 王雁 朱立光 《河北科技大学学报》 CAS 北大核心 2024年第4期351-361,共11页

为解决连铸生产过程中铸坯表面缺陷检测准确率低、检测速度慢、模型参数量大难以部署等问题,提出一种融合重参数化和注意力机制的轻量化铸坯表面缺陷检测算法YOLOv7-TSCR。首先,利用Mish和SiLU激活函数、SimAM注意力机制,构建了改进的... 为解决连铸生产过程中铸坯表面缺陷检测准确率低、检测速度慢、模型参数量大难以部署等问题,提出一种融合重参数化和注意力机制的轻量化铸坯表面缺陷检测算法YOLOv7-TSCR。首先,利用Mish和SiLU激活函数、SimAM注意力机制,构建了改进的高效层聚合模块ELAN-S,以有效增强对多尺度缺陷特征的提取;其次,设计了C2f_RG模块改进特征融合网络,减少参数量的同时获得更丰富的梯度流信息,增强特征融合能力;最后,根据采集实际生产中的缺陷图像,构建铸坯缺陷数据集并进行验证。结果表明:YOLOv7-TSCR相较其他网络模型检测效果显著提升,在模型参数量减小的情况下,精确率达93.5%,平均精度均值提高了2.8%,检测速度可达120 FPS;在NEU-DET公开数据集上进行的泛化性对比实验证明了算法具有较强的泛化性。改进算法在保证较高检测精度的基础上,具有较快的检测速度和较小的参数量,为铸坯表面缺陷的高效检测提供了技术参考。 展开更多

关键词 炼钢 铸坯表面缺陷 注意力机制 多尺度特征 YOLOv7

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FTSC薄板坯连铸机结晶器形状及保护渣性能对铸坯表面纵裂纹缺陷的影响 被引量：4

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作者 郝常鑫 王硕明 +1 位作者 刘伟 陈永洪 《河北联合大学学报（自然科学版）》 CAS 2015年第2期29-34,共6页

以唐钢FTSC薄板坯连铸机为基础,研究了结晶器漏斗形状及保护渣性能对热轧酸洗板表面纵裂纹的影响。结果表明,漏斗结晶器的漏斗曲线及整个结晶器在横截面与纵剖面上与坯壳形状的匹配,是影响铸坯纵裂的主要因素,同时保护渣起到重要的作用。

关键词 FTSC 结晶器 保护渣 热轧酸洗板

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电感耦合等离子发射光谱法测定连铸保护渣化学成分 被引量：2

8

作者 袁志鹏 朱立光 +1 位作者 王杏娟 张玉秀 《河北联合大学学报（自然科学版）》 CAS 2015年第1期31-33,共3页

介绍了电感耦合等离子发射光谱法测定保护渣中铝、镁、硅、锰、钛等氧化物的方法。保护渣试样经去碳、与硼酸-无水碳酸钠混合熔剂熔融,盐酸溶解后,定容分析,测定结果。结果表明,该方法可同时测定多种元素,准确度好、精度高,并且方法简... 介绍了电感耦合等离子发射光谱法测定保护渣中铝、镁、硅、锰、钛等氧化物的方法。保护渣试样经去碳、与硼酸-无水碳酸钠混合熔剂熔融,盐酸溶解后,定容分析,测定结果。结果表明,该方法可同时测定多种元素,准确度好、精度高,并且方法简便、快速,可用于保护渣的定量分析。 展开更多

关键词 电感耦合等离子发射光谱法 保护渣 化学成分 光谱

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B_2O_3对CaO-Al_2O_3-SiO_2基连铸保护渣性能及结构的影响 被引量：12

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作者 王杏娟 靳贺斌 +3 位作者 朱立光 朴占龙 王博 曲硕 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1395-1400,共6页

采用热力学软件计算了Ca O-Al_2O_3-Si O_2三元相图和Ca O-Al_2O_3-B_2O_3-Si O_2四元相图。根据低熔点选择原则,确定了B_2O_3和Ca O-Al_2O_3-Si O_2渣系主要成分的具体含量。采用Brookfield旋转黏度计和DHTT-Ⅱ型熔化结晶温度测定仪对... 采用热力学软件计算了Ca O-Al_2O_3-Si O_2三元相图和Ca O-Al_2O_3-B_2O_3-Si O_2四元相图。根据低熔点选择原则,确定了B_2O_3和Ca O-Al_2O_3-Si O_2渣系主要成分的具体含量。采用Brookfield旋转黏度计和DHTT-Ⅱ型熔化结晶温度测定仪对不同B_2O_3含量保护渣的熔化性能和结晶性能进行了实验研究。进一步采用分子动力学软件对熔渣进行模拟,分析了保护渣的微观结构,深入探讨了保护渣性能与结构之间的关系。结果表明,B_2O_3对Ca O-Al_2O_3-Si O_2渣系的黏度和转折温度有着重要的影响。当B_2O_3含量不高于9%时,保护渣的黏度和转折温度随着B_2O_3含量的提高显著降低。保护渣中B_2O_3含量的提高导致保护渣结晶孕育时间和完全结晶时间延长。相对于Al-O和Si-O配位结构,B-O配位结构最为稳定。体系中B离子可以代替Si、Al离子,形成B-O三配位结构与B-O四配位结构,体系结构由紧密的架状结构转变为松弛的层状结构,熔渣聚合度降低、黏度也降低。 展开更多

关键词 保护渣 黏度 三氧化二硼 微结构 分子动力学计算

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TiO_2对连铸三元无氟CaO-SiO_2-TiO_2渣系特性的影响 被引量：8

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作者 王杏娟 田阔 +2 位作者 樊亚鹏 王浩楠 吴哲 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期2100-2104,2117,共6页

采用热力学软件对三元无氟CaO-SiO_2-TiO_2渣系中TiO_2含量选择进行宏观计算,结合黏度测试仪及热丝法结晶测定仪开展了TiO_2含量对连铸三元无氟CaO-SiO_2-TiO_2渣系渣黏度和结晶特性的影响规律的实验研究,进一步模拟计算了实际组分实验... 采用热力学软件对三元无氟CaO-SiO_2-TiO_2渣系中TiO_2含量选择进行宏观计算,结合黏度测试仪及热丝法结晶测定仪开展了TiO_2含量对连铸三元无氟CaO-SiO_2-TiO_2渣系渣黏度和结晶特性的影响规律的实验研究,进一步模拟计算了实际组分实验渣的热力学规律,深入探讨了该渣系中TiO_2性质及对保护渣冶金特性影响的机理。结果表明:(1)CaO-SiO_2-TiO_2三元无氟渣系TiO_2含量在3%~9%(质量分数,下同)之间,保护渣黏度随着TiO_2含量增加而降低;TiO_2含量在9%~11%之间,黏度随着TiO_2含量增加而升高。(2)CaO-SiO_2-TiO_2三元无氟渣系结晶性能随着TiO_2含量的增加而增强,渣系主要析出晶体为钙钛矿(Ca-TiO3)。(3)TiO_2含量对保护渣网络结构的影响显著,TiO_2含量在3%~7%范围内,作为破网物存在,TiO_2含量大于7%时,以结网物存在。 展开更多

关键词 热力学计算 二氧化钛 黏度 结晶

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次生针状铁素体激发形核行为研究 被引量：1

11

作者 李秋平 张庆军 朱立光 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第S01期454-458,共5页

氧化物冶金研究过程中的晶内针状铁素体是一种能够有效细化晶粒、提高钢综合性能的优良组织。本工作借助金相显微镜、扫描电镜和透射电镜对初生针状铁素体激发形核所形成的次生针状铁素体进行组织、微结构以及形核机理分析研究。结果表... 氧化物冶金研究过程中的晶内针状铁素体是一种能够有效细化晶粒、提高钢综合性能的优良组织。本工作借助金相显微镜、扫描电镜和透射电镜对初生针状铁素体激发形核所形成的次生针状铁素体进行组织、微结构以及形核机理分析研究。结果表明:初生针状铁素体激发形核所形成的次生针状铁素体,为非共格结构,属于边-面型形核模型。次生铁素体的形成与诱发初生针状铁素体形核的夹杂物成分、激发形核位置以及冷却速度有关。起初形核点为切变转变,此类转变是由碳原子集体有规则的近程迁移,进而瞬间降低系统能量完成的。随后为界面控制的扩散转变,碳原子在初生与次生针状铁素体的晶界处扩散迁移,通过碳元素溶质富集和不连续扩散降低形核能,完成形核过程。 展开更多

关键词 初生针状铁素体 次生针状铁素体 激发形核 扩散转变

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倒角结晶器连铸板坯裂纹机理及保护渣的优化设计与应用 被引量：3

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作者 钟建民 刘曙光 +2 位作者 王杏娟 田阔 王浩南 《华北理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2018年第2期13-17,共5页

为了解决铸坯角部横裂纹,设计开发倒角结晶器,但同时出现了边部纵裂纹问题,且钢种不同出现的几率不同。该项研究通过对倒角铸坯出现边部纵裂纹的原因进行分析,针对不同钢种选择不同理化指标的结晶器保护渣,并对保护渣的理化性能进行优化... 为了解决铸坯角部横裂纹,设计开发倒角结晶器,但同时出现了边部纵裂纹问题,且钢种不同出现的几率不同。该项研究通过对倒角铸坯出现边部纵裂纹的原因进行分析,针对不同钢种选择不同理化指标的结晶器保护渣,并对保护渣的理化性能进行优化,边部纵裂纹最终得到控制。 展开更多

关键词 倒角结晶器 角部纵裂纹 保护渣

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130 t电弧炉熔池吹氧搅拌工艺优化模拟

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作者 王丹 郭志红 +2 位作者 霍彦朋 范建通 朱立光 《工业加热》 CAS 2022年第7期24-30,共7页

为有效提高电弧炉熔池液体流动,以130 t电弧炉为模型,基于相似理论,进行了1∶4.35的水模拟试验,研究不同喷吹强度、氧枪角度及氧枪排布方式对电弧炉熔池混匀行为的影响,优化了设计方案。研究结果表明,影响熔池混匀时间的因素主要有氧枪... 为有效提高电弧炉熔池液体流动,以130 t电弧炉为模型,基于相似理论,进行了1∶4.35的水模拟试验,研究不同喷吹强度、氧枪角度及氧枪排布方式对电弧炉熔池混匀行为的影响,优化了设计方案。研究结果表明,影响熔池混匀时间的因素主要有氧枪喷吹流量和排布方式,氧枪角度对熔池混匀效果的影响较小。随着氧枪流量的增加,熔池所需混匀时间逐渐减少,当喷吹流量为21 m3/h(标准)和24 m3/h(标准)时,熔池混匀时间比喷吹流量为15 m3/h(标准)分别减少了14%和19.6%;氧枪对熔池的搅拌效果会随着氧枪排布方式的不同而改变,当氧枪排布方式为C时,液体流动可形成大循环,熔池内无死区,熔池混匀状态最好,排布方式D次之,当排布方式为A和B时,由于氧枪数量的减少,对熔池起不到良好的搅拌效果。 展开更多

关键词 电弧炉炼钢 水模拟 熔池搅拌 侧吹 流场

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Q195矩形坯中显微夹杂物行为

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作者 王燕 朱立光 徐立山 《华北理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2018年第1期8-13,43,共7页

某钢厂为适应市场需求,对Q195钢的生产工艺进行了简化,现为120t转炉→吹氩→连铸。现场对不同炉次和不同工序进行取样,采用氧、氮测试和示踪法以及金相实验等手段,对钢中的氧、氮含量和夹杂物的形貌、尺寸、数量以及分布等进行了系统分... 某钢厂为适应市场需求,对Q195钢的生产工艺进行了简化,现为120t转炉→吹氩→连铸。现场对不同炉次和不同工序进行取样,采用氧、氮测试和示踪法以及金相实验等手段,对钢中的氧、氮含量和夹杂物的形貌、尺寸、数量以及分布等进行了系统分析。试验结果显示:试样中氧、氮含量较高,尾坯中T[O]含量最高,可达到254ppm;显微夹杂物中主要以Al_2O_3-SiO_2-MnO类夹杂物存在,尺寸范围为5~15μm,约占38%,且各工序与各炉次中均含有示踪元素La、Ce。因此,钢液在浇注过程中加强保护浇注,减少钢液的二次氧化。与此同时,优化中间包结构和浇注过程的稳定操作是十分必要的。 展开更多

关键词 氧、氮含量 示踪法 显微夹杂物

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