钢包底吹检测装置

『壹』 低温低氮分解炉

摘要:本文从氮在钢液中的危害出发,根据CO气泡脱氮及真空脱氮原理及钢液与空气接触造成增氮的特点,详细论述了
转炉、RH及浇铸过程中脱氮及控制增氮的方法,降低了钢中氮的含量,极大地提高了钢材的质量。
关键词:炼钢;超低氮钢;脱氮

1 引言
随着冶金行业的发展,对钢材深冲性、高强度、高温塑性
的要求越来越高。氮作为钢中的元素之一,大多数情况下是
作为杂质元素存在的,严重影响钢的高温强度和高温塑性,
降低钢的深冲性能。冶炼具有高深冲性、高强度等高附加值
产品,必须降低钢中的氮含量,减少氮在钢水中的危害程度,
才能保证钢材的深冲性能,减少时效性,消除了屈服点延伸
现象,使钢材表面光洁,成材率高。
2 超低氮钢生产工艺流程
本钢生产超低氮钢工艺流程:铁水脱硫—复吹转炉冶
炼—RH - TB精炼—板坯连铸。
3 改进前各工序氮含量的变化
图1 各工序氮含量的变化
4 采取的工艺措施
4. 1 转炉冶炼
(1)开吹枪位
开吹枪位尽量偏高一些,增加渣中的( FeO)含量,保证
炉内加入的散装料尽早充分熔解,均匀地覆盖在钢水表面,
避免钢水与空气直接接触。
(2)底吹模式
底吹气体采用全程供氩模式,避免因底吹前期供氮而造
成的氮含量偏高,同时加强炉内搅拌,使冶炼过程中产生的
气体充分上浮。
(3)铁矿石加入控制
经过试验研究,在转炉吹炼期间加入一定量的铁矿石能

够降低终点的氮含量,因为加入的铁矿石所产生的一氧化碳
气泡在钢水内形成核心,钢水中的气体能迅速的与一氧化碳
聚集到一起,通过一氧化碳的上浮而排出钢水。在不改变其
他条件的情况,加入铁矿石的数量与终点氮含量成反比关
系,加入铁矿石的数量越多,终点氮含量越低;由于转炉终点
氮含量最低为10～15ppm,所以加入铁矿石的数量40kg/ t为
最佳,加入铁矿石数量过多只会降低温度而对终点氮含量无
太大影响。铁矿石加入数量与终点氮含量的关系如图2所示。
图2 铁矿石加入数量与终点氮含量的关系
(4)避免拉低碳及二次点吹
通过对转炉吹炼各阶段取样分析,转炉内的氮含量在开
吹过程中急剧下降,当硅锰基本氧化完全时钢水中氮含量达
到25～40ppm,在脱碳期间则缓慢下降,在碳含量为0. 20%
左右时降至最低,约为10～15ppm,随着脱碳的继续进行开
始缓慢上升,当碳含量< 0. 05%时氮含量开始急剧增加,特
别是补吹开氧时,受氧气压力冲击钢液与空气大面积接触,
造成增氮较多;所以终点碳含量应控制在0. 05% ～0. 06% ,
避免过低;同时避免补吹。
(5)钢包底吹氩
出钢前2min提前进行钢包底吹吹氩,驱除钢包内的空
气,使钢包被氩气覆盖,避免与钢水充分接触造成增氮;同时
在出钢过程中,底吹氩气量关小并进行软吹,以不裸露钢水
液面为准。
(6)出钢合金化
出钢过程不进行脱氧及合金化操作,是因为钢液中〔O〕
是表面活性元素,它能阻止空气中{N2}向钢液中溶解扩散,
若钢水中〔O〕含量过低,容易造成钢水从大气中吸氮严重。

4. 2 RH精炼
4. 2. 1 真空脱氮机理研究
目前工业真空脱气设备的真空度一般可以达到67Pa,
在这个真空度下,钢液中平衡的氮含量应该为10ppm。真空
处理时,钢液中氮的平衡分压远大于真空室内氮的分压,所
以会自发的进行脱氮。
一般情况下,在进行真空脱氮时,氮在液相边界层的扩
散为速度限制性环节。影响真空脱氮速度的因素主要有以
下两个方面:
(1)真空处理时间对氮含量的影响:当温度和压力不变
时,随着时间的延长,钢液中的氮含量将不断下降。
(2)氩气搅拌对脱氮的影响:氩气搅拌的主要作用是增
大钢液与气相的接触面积,改善钢液脱氮动力学条件,使脱
氮速度加快。
(3)真空度对真空脱氮的影响:提高真空度,钢液实际
氮含量与该真空度下平衡氮含量之差增加,脱氮反应驱动力
加大。
4. 2. 2 本钢RH脱氮处理
RH - TB处理时,采取脱碳处理和本处理相结合真空精
炼处理方法,即钢水到RH真空精炼位后,在预抽真空情况
下,先采用大泵抽真空,当真空度达到1～2KPa后连续对钢
水脱碳处理13～15min。然后,在0. 08kPa以下完成真空深
脱碳、脱氮任务。最后,再进行脱氧及钛合金化。
(1)要加快抽真空速度,加速脱碳,促进脱氮,在真空度
为1～2KPa条件下尽量延长持续时间。
(2)加强真空系统密封,防止漏气吸氮。
(3)在低氧位、高真空度下进行本处理操作,保证纯真
空循环时间5～8min。
(4)容易与氮生成氮化物的元素(如: Nb、Ti)在脱碳脱
气完成时加入。
(5)当〔O〕、〔S〕含量较低时,要防止钢液面裸露。
(6)钢水处理完后向钢包加无碳覆盖剂。
4. 3 浇铸
浇铸过程防增氮措施主要是避免钢液与空气接触造成
增氮,所以凡是有可能与空气接触的都要做好密封和吹扫。
(1)钢包水口与长水口之间的密封材料,采用含焦油沥
青的MgO充填物。
(2)中间包盖与中间包之间垫防空气进入的材料,中间
包盖除浇注孔外其它孔全部密封。
(3)为避免浇铸开始和更换钢包时增氮,在钢包开浇至
长水口浸入钢水之前,向中包吹氩吹至第一炉浇至一半,其
总流量6Nm3 /min,然后将氩流量调至1Nm3 /min,直到终浇。
(4)连铸浇注过程中为了防止钢液二次氧化和吸氮,普
遍采用保护浇注。钢液由钢包到中间包的过程,可以采用长
水口氩封保护浇注;钢液由中间包到结晶器采用浸入式水口
及保护渣。
(5)使用熔点适宜的中间包覆盖剂和结晶器保护渣,对
钢液进行有效保护。
5 冶炼结果分析
表1 改进前、后氮含量的变化
冶炼工序出钢RH前RH后中包硫印
改进前氮含量(ppm) 24 30 32 37 45
改进后氮含量(ppm) 19 23 21 24 26
经过生产实践得出,转炉出钢的〔N〕平均为19ppm, RH
前的〔N〕平均为23ppm,转炉出钢过程平均增氮4ppm, RH
后的〔N〕平均为21ppm, RH真空处理后平均脱氮2ppm,中
包的〔N〕含量平均为24ppm, S印的〔N〕含量平均为26ppm,
浇铸过程中平均增氮为2ppm。
6 结论
(1)冶炼超低氮钢的脱氮控制就是依据CO气泡脱氮及
真空脱氮原理,尽可能降低转炉出钢及RH处理以后的氮含
量。
(2)钢水吸氮贯穿于整个炼钢过程,要在整个流程中进
行钢水氮含量的控制,才能够实现低氮钢的生产,主要是避
免钢液与空气接触造成增氮,所以凡是有可能与空气接触的
都要做好密封和吹扫。
(3)本钢已经具备冶炼〔N〕≤30ppm超低氮钢的生产能
力。

『贰』 氧气顶吹转炉炼钢法发展史

早在1856年德国人贝斯麦就发明了底吹酸性转炉炼钢法，这种方法是近代炼钢法的开端，它为人类生产了大量廉价钢，促进了欧洲的工业革命。但由于此法不能去除硫和磷，因而其发展受到了限制。1879 年出现 了托马斯底吹碱性转炉炼钢法，它使用带有碱性炉衬的转炉来处理高磷生铁。虽然转炉法可 以大量生产钢，但它对生铁成分有着较严格的要求，而且一般不能多用废钢 。随着工业 的进一步发展，废钢越来越多。在酸性转炉炼钢法发明不到十年，法国人马丁利用蓄热原理，在1864年创立了平炉炼钢法，1888年出现了碱性平炉。平炉炼钢法对原料的要求不那么严格，容量大，生产的品种多，所以不到20年它就成为世界上主要的炼钢方法，直到20世纪50年代，在世界钢产量中，约85%是平炉炼出来的。1952年在奥地利 出现纯氧顶吹转炉，它解决了钢中氮和其他有害杂质的含量问题，使质量接近平炉钢，同时减少了随废气（当用普通空气吹炼时，空气含79 %无用的氮）损失的热量，可以吹炼温度较低的平炉生铁，因而节省了高炉的焦炭耗量，且能使用更多的废钢 。由于转炉炼钢速度快（炼一炉钢约10min，而平炉则需7h），负能炼钢，节约能源，故转炉炼钢成为当代炼钢的主流。
其实130年以前贝斯麦发明底吹空气炼钢法时，就提出了用氧气炼钢的设想，但受当时条件的限制没能实现。直到20世纪50年代初奥地利的Voest Alpine公司才将氧气炼钢用于工业生产，从而诞生了氧气顶吹转炉，亦称LD转炉。顶吹转炉问世后，其发展速度非常快，到1968年出现氧气底吹法时，全世界顶吹法产钢能力已达2.6亿吨，占绝对垄断地位。1970年后，由于发明了用碳氢化合物保护的双层套管式底吹氧枪而出现了底吹法，各种类型的底吹法转炉（如OBM，Q-BOP，LSW等）在实际生产中显示出许多优于顶吹转炉之处，使一直居于首位的顶吹法受到挑战和冲击。
顶吹法的特点决定了它具有渣中含铁高，钢水含氧高，废气铁尘损失大和冶炼超低碳钢 困难等缺点，而底吹法则在很大程度上能克服这些缺点。但由于底吹法用碳氢化合物冷却喷嘴，钢水含氢量偏高，需在停吹后喷吹惰性气体进行清洗。基于以上两种方法在冶金学上显现出的明显差别，故在20世纪70年代以后，国外许多国家着手研究结合两种方法优点的顶底复吹冶炼法。继奥地利人Dr.Eard等于1973年研究转炉顶底复吹炼钢之后，世界各国普遍开展了转炉复吹的研究工作，出现了各种类型的复吹转炉，到20世纪80年代初开始正式用于生产。由于它 比顶吹和底吹法都更优越，加上转炉复吹现场改造 比较容易，使之几年时间就在全世界范围得到普遍应用，有的国家（如日本）已基本上淘汰了单纯的顶吹转炉。
传统的转炉炼钢过程是将高炉来的铁水经混铁炉混匀后兑入转炉，并按一定 比例装入废钢，然后降下水冷氧枪以一定的供氧、枪位和造渣制度吹氧冶炼。当达到吹炼终点时，提枪倒炉，测温和取样化验成分，如钢水温度和成分达到 目标值范围就 出钢。否则，降下氧枪进行再吹。在出钢过程中，向钢包中加入脱氧剂和铁合金进行脱氧、合金化。然后，钢水送模铸场或连铸车间铸锭。
随着用户对钢材性能和质量的要求越来越高，钢材的应用范围越来越广，同时钢铁生产企业也对提高产品产量和质量，扩大品种，节约能源和降低成本越来越重视。在这种情况下，转炉生产工艺流程发生了很大变化。铁水预处理、复吹转炉、炉外精炼、连铸技术的发展，打破了传统的转炉炼钢模式。已由单纯用转炉冶炼发展为铁水预处理——复吹转炉吹炼——炉外精炼——连铸这一新的工艺流程。这一流程以设备大型化、现代化和连续化为特点。氧气转炉已由原来的主导地位变为新流程的一个环节，主要承担钢水脱碳和升温的任务了。

『叁』 天津无缝钢管厂的生产技术

1.炼钢工艺
[font class=style3]海绵铁厂[/font] 直接还原铁冶炼工艺设备从英国戴维公司引进，其规模和先进程度居世界之最。设计年产优质直接还原铁 30 万吨，金属化率达 93% 以上。
[font class=style3]
炼铁厂[/font] 年产优质生铁（含铁水和铁锭） 80 万吨以上，保证了自用炼钢优质原料的供应。
150吨电炉系统
由 150 吨超高功率电弧炉、 LF 炉外精炼炉、 VD 真空脱气炉、 钢包底吹氧装置、喂丝设备 和六流圆坯连铸设备等组成，全部设备从德国曼内斯曼德马克公司成套引进 。可 提供直径为 ￠ 400 、￠ 350 mm 、￠ 310 mm 、￠ 270mm 、￠ 210mm 五种规格连铸管坯。
90吨电炉系统
由 90 吨 超高功率电弧炉、 L F 炉外精炼炉、 VD 真空脱气、钢包底吹氧装置、喂丝设备和六流连铸方、圆坯等设备组成。主体设备由意大利引进，其它设备均由国内制造。通过技术改造增加 25T 中频感应炉融化合金母液， VD 变 VOD 满足脱碳保铬，尤其是生产低碳不锈钢的需要。同时具有铸锭能力（高合金钢）。 可 提供直径为 ￠ 270 mm 、￠ 251mm 、￠ 210 mm 、￠ 150 mm 和 150 mm * 15 0mm 方坯五种规格钢坯
2.轧管工艺
￠ 250MPM 轧管机组
主要设备有环形加热炉、新型狄舍尔穿孔机、 7 架限动芯棒 MPM 连轧机、再加热炉、 14 机架定径机、 6 辊立式斜辊轿直机和探伤机等。全套设备由意大利皮昂帝公司引进
￠ 168PQF 轧管机组
主要设备有环形加热炉、 锥形辊穿孔机、 5 架限动芯棒 PQF 连轧机、 3 辊式 14 机架定径机、 6 辊立式斜辊矫直机等。 PQF 连轧机组是现代无缝钢管生产先进技术的集中体现，做到了无缝钢管生产连续、高效，而且具有极高的机械化、自动化程度，它代表着当今世界无缝钢管生产的最新技术水平。
￠ 258PQF 轧管机组
主要设备有环形加热炉、 锥形辊穿孔机、 6 架限动芯棒 PQF 连轧机、 3 辊式 14 机架定径机、 6 辊立式斜辊矫直机等。￠ 258PQF 连轧机的恻向更换机架， 4 架芯棒支撑装置，可在线穿棒，工具消耗显著降低、温度均匀，这些优点，使产品具有很强的竞争力。
￠ 180Assel 轧机
主要设备有环形加热炉、 锥形穿孔机、 Assel 轧管机、 14 架三辊微张力定径机等。 Assel 轧机工艺技术和装备水平处于同类机组国际领先水平，它的工艺特点是采用了二次斜轧工艺技术，即 Assel 轧管机。该机组适用于生产中厚壁和厚壁轴承管、高压炉管、接箍管、钻挺杆和机械用管等。
￠ 460PQF 连轧管机组
主要设备有环形加热炉、 锥形辊穿孔机、 5 架限动芯棒 PQF 连轧机、 3 辊式 14 机架定径机、 6 辊立式斜辊矫直机等。是世界第一条大口径三辊连轧管机生产线，也是世界上最大的大口径连轧机组。该套机组与同口径的其它机组相比，在生产大口径高合金难轧变形品种方面，具有明显优势，其产品成材率高，工具消耗低以及轧制成本低的特点，确立了该套机组世界第一的领先地位。
￠ 720 旋扩管机组
主要设备有进步式加热炉、 720 旋转扩管机、锥形辊均整（穿孔机）、五机架定径机、车底式常化与退火炉、液压压力矫直机等。该机组主要生产大口径厚壁管。
冷轧冷拔机组
主要生产不锈钢管，主要设备有￠ 220 、￠ 180 、￠ 90 冷轧机各一台； 30 吨、 50 吨、 100 吨冷拔机各一台及 500 吨扩拔机、配套矫直机、探伤设备等。
热扩管机组
拥有三条热扩管生产线，配备有全自动超声波探伤机和大口径水压机及大口径管体定径机等设备，可根据用户要求提供￠1200 以下的各种规格的大口径无缝钢管。
3.管加工工艺
TPCO 管加工系统拥有一条割缝筛管生产线（与美国 J. D. Rush Tubular Slotting 公司合资），一条钻杆生产线（与美国Grant公司合资），一条异性管生产线，五条光管生产线，十八条螺纹加工生产线。其中能够生产特殊扣的生产线共计十四条。主要设备包括分别从美国、比利时、西班牙和日本引进的 20 台管体车丝机， 14 台接箍车丝机，配套设备有 10 台水压机， 11套称重测量装置及切管机、倒棱机、接箍拧接机、接箍磷化装置、墩粗机等。
TPCO 按照客户及产品标准的要求，运用电磁、超声、磁粉、涡流、目测等手段，对钢管管体、管端、接箍进行内外的横向、纵向、斜向的缺陷检测，确保向用户提供合格的高质量钢管。
4.热处理工艺
TPCO 拥有 8 条热处理线，其中一条光亮热处理线，一条固熔热处理线，用于处理不锈钢管、高合金管、锅炉管等。先进的设备确保了钢管品种始终处理领先地位。
七、技术研发TPCO 建有国家级企业技术中心，开发出具有自主知识产权的核心技术，形成了 TP 产品系列。每年均有多项新品投放市场。相继开发了抗腐蚀、抗挤毁、高强度、热采井、特殊扣等一大批 TP 系列新品。 技术中心拥有一支专业种类齐全、人才层次搭配合理的技术创新队伍，同时和全国著名科研院所、大专院校相结合，聘用两院院士、高校与院所的教授和研究员为公司顾问。技术中心目前有科研开发人员 100 余人，其中博士 2 人，硕士 38 人，本科 50 人，大专 10 人
技术中心拥有世界现金的试验设备，主要包括大型检验一起设备 390台（套）。分析仪器主要有各种光谱仪、显微镜等；力学实验设备有不同规格型号的液压伺服万能材料试验机、示波冲击试验机、 MTS材料试验机、高温试验机和持久蠕变实验装置；钢管（套管）整管使用性能实验装置；硫化氢应力腐蚀实验装置； Gleeble3500热模拟实验装置；原为分析仪，卧式联合力学试验机等。 日前，一座世界先进的管材研发中心已经落成，自主创新能力大大提升，能走进一步满足石油、电力等行业对高端产品的特殊需求和用户的个性化需求。“十一五”期间，技术中心要在科研、开发能力、技术创新能力进入世界钢管研发的前列，成为世界级的管材研发中心。

『肆』 王海川的科研成果

1 论文目录(SCI、EI收录及重点核心刊物)
1). Fe-C-V三元熔体热力学性质研究及应用分析，王海川，陈二保，董元}，李文超，北京科技大学学报， 2000.08，22(4):312~315 (EI收录)
2). 铁水氧势对高炉铁水脱硅脱磷影响的实验研究，王海川，张友平，郭上型，陈二保，董元篪，钢铁研究学报，2000，12，12(6):11~15
3). Fe-C-j(j=Ti、V、Cr、Mn)熔体热力学规律，王海川，王世俊，乐可襄，董元篪，李文超，金属学报，2001，37(9):952-956 (SCI收录)
4). A data treatment method of carbon saturated solubility in Fe-Cr-C melt，WANG Haichuan，WANG Shijun，YUE Kexiang，DONG Yuanchi，LI Wenchao， M.M.M.，J.of USTB， 2002，02，9(1): (SCI、EI收录)
5). The effect on steel quality by adjusting basicity of top slag with SiFe and SiCaBa alloy as exothermic agent，WANG Haichuan，ZHOU Yun，WANG Shijun，YUE Kexiang，DONG Yuanchi，J. Iron & Steel Res. International， 2002，5， 9(1):12-15 (SCI收录)
6). 化学加热法用硅系铁合金加热钢液的热模拟研究，王海川，周云，王世俊，乐可襄，董元篪，钢铁，2002， 9， 37(9):20-22 (EI收录)
7). 石灰系预熔渣真空精炼低硫低磷中碳钢试验研究，王海川，周云，王世俊，董元篪，特殊钢，2003，07，24(4):22-23 (EI收录)
8). Vacuum treatment for simultaneous de-S and de-P of hot metal and molten steel ，WANG Haichuan，ZHOU Yun，WANG Shijun，YUE Kexiang，DONG Yuanchi，J. Iron & Steel Res. International， 2004，3， 11(2): 14-17 (SCI收录)
9). 碳饱和三元金属熔体热力学性质的计算方法，王海川，周云，吴宝国，王世俊，董元篪，钢铁研究学报，2004， 6，16(3):29~32
10). The Thermodynamic Properties of Fe-Mn-C Melt at Reced Pressure，WANG Haichuan，WANG Shijun，ZHOU Yun，GAO Li，DONG Yuanchi，SUN Haiping， Steel Res. International， 2005，10，76(10): 731-734 (SCI、EI收录)
11). Physical and chemical performance of high Al steels， WANG Haichuan， DONG Yuanchi， ZHANG wenming， WANG shijun， ZHOU yun， J. of Central South Univ. of Tech.， Sci. & Tech. Of Mining and metall.，2005.08，12(4):385-388 (SCI收录) (EI收录， wang Hai-chuan)
12). Thermodynamics of Fe-C-j(j=Al、Si、P、S) melts ，WANG Haichuan，WANG Shijun，ZHOU Yun，DONG Yuanchi，LI Wenchao，J. Iron & Steel Res. International， 2005，7， 12(4):17-19，34 (SCI收录)
13). 脉冲电场处理对钢的凝固组织及元素分布影响的研究，王海川，张旺胜，廖直友，闵常杰，王世俊，董元篪，北京科技大学学报，2007.08，39(8): 793-797 (EI收录)
14). 功率超声对粒子示踪剂运动轨迹影响的数值模拟，王海川，刘丹，过程工程学报，2008.06，8(S1):90-93 (EI收录)
15). 铁水预处理过程氮含量控制的试验研究，周云，王海川，王世俊，董元篪，王涛，夏幸明，石洪志，朱立新，钢铁，2004，04，39(4):18-20 (EI收录)
16). 低氟低钠脱磷脱硫剂的实验研究， 吴宝国，王海川，周云，王世俊，乐可襄，董元篪，钢铁研究学报， 2004，16(2)
17). Microwave heating of soda-lime glass by addition of iron powder，Noboru Yoshikawa， Haichuan Wang， Ken-ichi Mashiko， Shoji Taniguchi，Journal of Materials Research， v 23， n 6， June， 2008， p 1564-1569 (EI收录)
18). 钢水用硅系发热剂升温的实验和应用，乐可襄，董元篪，王海川，王世俊，宋宇宾，杨世权，特殊钢，1997，02，18(1):20-23 (EI收录，用”yue kexiang”检索)
19). 用Si-Fe、Si-Al升温钢液的研究，乐可襄，董元篪，王海川，王世俊，钢铁研究学报，1997，04，9(2):13-17
20). 钢包喂含镁包芯线脱硫工艺研究，王世俊，乐可襄，王海川，董元篪，张雪松，胡道峰，钢铁，2001， 05，36(5): 21). 在铁水预处理中CaO-Fe2O3-CaF2基粉剂脱磷工艺和影响因素的探讨，乐可襄，王世俊，王海川，龚志作，刘欣隆，孙树森，夏幸明，钢铁，2002， 07，37(7): 20-22，32 (EI收录)
22). Mathematical simulation of flow phenomena in CAS-OB Refining Ladle，ZHOU Yun，DONG Yuanchi，WANG Haichuan，WANG Shijun，LIU Yongbing， J. Iron & Steel Res. International， 2003， 11， 10(4):8-12 (SCI收录)
23). 熔渣中BaO和TiO2在不同条件下对钢液氮含量的影响，王世俊，黄小东，王海川，周云，钢铁研究学报， 2006.12， 18(12):15-17
24). CaO-SiO2-Fe2O3-MnO2-MgO-P2O5系熔剂对钢液脱磷回磷的实验研究，郭上型，董元篪，陈二保，王海川，钢铁，2000， 03，35(3): 19-21 (EI收录)
25). CAS-OB钢包底吹排渣效果的实验研究，乐可襄，高亚萍，王世俊，王海川，周云，钢铁研究学报，2001，12， 13(6):11~15
26). 氮的溶解度及预处理过程脱氮的实验研究， 吴宝国，董元篪，周云，王海川，王世俊， 北京科技大学学报， 2004.04，26(2):125~129 (EI收录)
27). 钢包顶渣中的碱度和碳含量对钢液氮含量的影响，王世俊，黄小东，章华兵，王海川，周云，钢铁研究学报， 2006，04，18(04)：15-17
28). 熔渣中BaO和TiO2对钢液氮含量的影响，王世俊; 周云; 章华兵; 王海川; 黄小东; 钢铁研究学报， 2007.08，19(8)：11-13
29). Microstructures of Microwave Heated Soda-Lime Glass - Fe Composite and Ni-Zr-Nb-Ti-Pt Metallic Glass，Noboru Yoshikawa， Dmitri V. Louzguine-Luzgin， Kenichi Maishiko， Haichuan Wang， Guoqiang Xie， Motoyasu Sato， Shoji Taniguchi， Akihisa Inoue，Materials Science Forum，2007，558-559：1459-1464 (EI收录)
30) Application of microwave heating to reaction between soda-lime glass and liquid al for fabrication of composite materials， Yoshikawa Noboru， Wang Haichuan， Taniguchi Shoji， Materials Transactions， 2009.05， 50， 5: 1174-1178 (EI收录)
30). The Effect of steady magnetic field on distribution of Main Component and Solidification Microstructure of Steel，Haichuan WANG, Zhiyou LIAO, Wangsheng ZHANG, Zhenxing YIN and Shijun WANG, wfc2010, proceedings of .69th world foundry congree, 2010.10: 918-922
31). Effect of Pulsed Current on the Microstructure and Distribution of C and Mn in an Fe-0.5C-1.5Mn Alloy, Haichuan Wang, Peng Hong, Zhiyou Liao, Xin Li, Jie Li, Gui Wang, Shijun Wang, and Matthew S. Dargusch, Advanced Materials Research, 2011，146-147:1612-1616, (EI.20110113539195,ISSN:1022-6680
32). Effect of Ultrasonic Power on the Microstructure and Hardness of Commercially Pure Aluminum，Haichuan Wang, Dan Liu, Zhiyou Liao, Ming Li, Li Jie, Gui Wang, and Matthew S. Dargusch, ICMSE 2011，Advanced Materials Research，Vols. 194-196 (2011) pp 1192-1196. (ISSN: 1662-8985) (EI:20111113754030)
33). Effect of Static Magnetic Field on Distribution of Elements in the Fe-S, Fe-Si, and Fe-Mn Alloys，Haichuan Wang, Zhiyou Liao, Ruipeng Pang, Peng Hong, Shijun Wang, Jie Li, Gui Wang and Matthew S. Dargusch，ICMSE 2011，Advanced Materials Research，Vols. 194-196 (2011) pp 367-370. (ISSN: 1662-8985) (EI20111113753857 )
34). 稳恒磁场对Fe-C-S系合金凝固过程的影响，李新，王海川，洪鹏，李杰，廖直友，李明，2011 international conference on Applied Chemical Engineering(ICACE2011)，HongKong, China, Feb. 20-21, 2011: p.230-234
35). 脉冲电场对Fe-C-P系合金熔体凝固过程的影响研究，洪鹏，王海川，李新，李杰，廖直友，钱章秀，过程工程学报，2011.02，11(1):79-84
36). Effect of Pulsed Electric Field on the Distribution and Migration of P, S, and Si Elements of Fe-based Alloys，Zhiyou Liao, Haichuan Wang, Peng Hong, Xin LI, Jie Li, Shijun Wang,Gui Wang, and Matthew S. Dargusch，icmse2011，Advanced Materials Research， Vols. 194-196 (2011) pp 371-374 (ISSN: 1662-8985) (EI 20111113753858)

『伍』 朱苗勇的技术创新或推广

（1）连铸中间包在高端钢产品的连铸生产中发挥着十分重要的作用。建立了一套研究、优化中间包（包括多流）内腔结构的理论和方法，研究成果发表在英国的《Ironmaking and Steelmaking》和《金属学报》等重要刊物上，获国家发明专利1项。针对宝钢从国外引进的等离子加热中间包进行模拟仿真研究，提出了控流装置改进方案，解决了两侧开浇率低的问题，使六流的温差由原来的5℃降为2℃。此外为武钢、梅钢、天管等企业中间包内腔结构优化提供方案和指导，为企业取得明显经济效益。
（2）承担了“高效圆坯连铸机研制” 国家重大技术装备国产化创新项目，研制的多功能预熔型精炼渣，有效地缩短精炼时间、降低电耗、提高炉龄、减少钢中夹杂物含量；扩容中间包和安装控流装置，并选用优化的控流元件参数，延长钢液在中间包内的平均停留时间，提高夹杂物去除率；运用物理模拟和数学模拟方法，研究了结晶器的表面卷渣行为与拉坯速度﹑浸入深度﹑铸坯尺寸﹑渣的粘度之间的内在联系，并观察其中钢液的流动规律，为高效连铸生产提供依据和指导；配置新型二次冷却配水系统。研制与开发出满足高拉速下生产连铸圆坯的生产工艺技术，稳定的提高连铸机的浇注速度30%。2003年3月该项目通过验收和鉴定，天津钢管公司从此项目的实施中每年获得上亿元的效益，此项目2004年获天津市科技进步一等奖（见附件）。
（3）钢包底喷粉钢水精炼新工艺理论与装备研究开发。从冶金容器底部向熔池中喷吹粉剂因能获得良好的热力学和动力条件，是提高钢水纯净度最为有效而经济的手段之一，但钢包底吹喷粉工艺因存在诸如钢水渗漏、粉剂堵塞和寿命匹配等技术问题，一直未能实施工业化应用。申请者与其研究组一起近几年对涉及此项新工艺的关键理论和技术进行了研究：开发了既可用于钢包底喷粉又可进行底吹气体的喷粉元件，进行的冷态和热态喷吹钝化石灰的实验获得成功；揭示了钢液渗漏和粉剂堵塞的机理，有效地解决了底喷粉钢包存在钢水渗漏及粉剂堵塞等难点；对粉气流在底喷粉狭缝内的运动机理进行了数值仿真研究，从理论上对粉气流在狭缝内的运动规律作出了描述，获得了颗粒速度与气流密度、颗粒直径和气体黏度的定量关系；设计出了底喷粉工艺关键装置之一的喷粉罐及其控制系统。此项成果“狭缝式钢包底吹喷粉工艺及装置”已于2007年获得国家发明专利授权。
（4）连铸坯动态轻压下工艺控制技术应用开发获得突破性进展。消除或减少中心偏析和中心疏松的有效措施之一是对通过在连铸坯液芯末端附近施加压力产生一定的压下量来补偿铸坯的凝固收缩量即所谓的轻压下技术。该技术已成为现代连铸水平的一个显著标志。动态轻压下关键技术由压下模型、凝固模型（热跟踪模型）、二冷控制系统、自动铸坯锥度控制系统和能够远程快速调整辊缝的扇形段这几个部分组成。国外掌握并成功地应用该技术的只有奥钢联、达涅利等少数几家公司。从2003年年底开始，申请者领导的课题组以上海宝钢集团梅山钢铁公司2#板坯连铸机为依托，对动态轻压下关键理论与核心模型进行了深入研究，形成了具有自主知识产权的动态轻压下工艺控制核心技术，并在现场实施成功应用。新开发的动态轻压下控制系统于2006年7月初完全替代原引进系统并投入现场应用，不仅控制精度高，运行稳定，而且生产的铸坯内部质量经检验其指标优于原系统。目前已正常生产累计近150万吨。2006年10月28日该项目通过了专家组的验收，专家组认为自主开发动态轻压下核心工艺控制模型、过程控制系统及生产应用成果属国内首创，达到国际先进水平，自主开发的板坯连铸动态轻压下技术，可推广应用于国内外新建板坯连铸机及现有板坯连铸机生产线的升级和改造，经济效益和社会效益显著。此成果获2007年冶金科学技术二等奖（见附件材料）。自主研究开发的大方坯连铸机动态轻压下核心工艺控制模型和过程控制系统已于2007年11月在攀枝花钢铁公司的自主设计制造的大方坯连铸机上获得试验成功，2008年3月正式投用，为攀钢生产高端产品奠定了坚实基础。

『陆』 钢包是用什么材料做的

钢包通常是用刚和耐火砖等材料做成，具体如下：

钢包外用钢壳，内衬一层到数层耐火砖，然后用水玻璃等调耐火泥涂复。阴干后先用低火烘烤，再使用。在高温作用下，材料烧结成陶瓷类物质，就可以承受钢水的温度了。

钢包结构形式有塞杆式及滑动水口式，龙门架配有脱勾式及轴承式两种，其中塞杆式钢包的升降机构中置有滑杆间隙消除机构，以保证多次使用后，塞杆中心与水口中心的一致性。

(6)钢包底吹检测装置扩展阅读：

钢包的使用维护

1、必须按图中参考尺寸砌耐火砖，砖缝用耐火泥嵌封。

2、使用前应仔细检查各联结部位是否牢固，各受力部位有无裂纹及松动现象，传动部位是否灵活可靠，在明确浇包没有任何损伤后，严格按操作规程使用。

3、塞杆式钢水包应调节煞铁螺栓，进行对中调试。滑动水口式钢水包应调节水口螺栓，使两滑动面接触良好。

4、脱钩式龙门架应在起吊时检查两吊勾是否处于工作状态。

5、承接钢水起吊前，应将大卡板锁定，使用时应注意各部分是否处于正常状态，如发现异常情况应立即停机检修。

『柒』 钢包精炼炉吹氩搅拌能起到什么作用

(1)钢包底部吹氩可使钢包中的钢液产生环流，用控制气体流量的方法来控制钢液的搅拌强度，使钢液的成分和温度迅速地趋于均匀。 (2)搅拌的钢液增加了钢中非金属夹杂碰撞长大的机会。上浮的氩气泡不仅能够吸收钢中的气体，促进了氢和氮的排出，还会粘附悬浮于钢液中的夹杂，把这些粘附的夹杂带至钢液表面被渣层所吸收。 (3)扩大渣、金属反应面，加速反应物质的传递过程，提高反应速率。 (4)对于开浇温度有比较严格要求的钢种或浇注方法，都可以用吹氩的办法将钢液温度降低到规定的要求。(5)将渣的过量热转移给钢水。

『捌』 炼钢用的吹氩枪是什么东西用到了哪里

炼钢用的吹氩枪顾名思义就是吹氩用的呀。吹氩枪的外层是能耐钢水和钢渣高温侵蚀的耐火材料，里面是一根钢管，竖直使用，上面是用来接氩气的接头，下面是一种透气的耐火材料，根据不同的转炉吨位和钢包的有效深度，吹氩枪有粗细和长短的要求。使用时，利用升降机构把吹氩枪降到钢水里面，当然是先把氩气开好，否则会把吹氩枪弄堵，。这就是吹氩枪。不过非常遗憾，现在几乎所有的钢厂都淘汰了这个东西。因为利用钢包底吹氩能够取得更好的效果和可靠性。

『玖』 100吨转炉的设备要求

转炉技术
今天，全世界大约有600台转炉在从事生产活动，午粗钢产量4．5亿t，约占全球粗钢总产量60％。以奥钢联投产世界第—台转炉为起点，现代高效碱性氧气转炉是50余年不断发展的产物，在炉体寿命、增大装人量和降低维护等方面取得了显著的进步。这种设备暴露在高温环境中，遭受机械冲击和热应力的作用，其工程设计是一个巨大的挑战。悬挂系统在实现转炉长寿方面是高度重要的。为了生产优质钢，改进工艺的经济性，开发 发诸如副抢．炉底搅拌装置和高度精密而复杂的自动化系统。
转炉设计
炼钢工艺的过程状态造成直接观察到转炉内所发生的一切几乎是不可能。目前，还没有数学模型能完整的描述高温冶金及流体动力学过程。从转炉炼钢诞生开始便不断的对其进行研究改进，故此对冶金反应的了解更全面。然而，下面的两个例子清楚地表明还有许多凋研工作要做。
炉底搅拌风口的位置仍有待优化。这些风口对钢水提供更好的搅拌效果，更快的降低碳含量，应该能缩短冶炼周期。然而，今天风口的最佳位置和数量是建立在经验的基础上。为了更深人的了解，国外有人在2000年进行了调研工作，很快发现，高温流体动力学过程的描述是非常复杂的，而且只有进行许多假设才可行，例如，只能近似的描述气泡及它们与钢水的反应。
对吹炼过程中转炉摆动的数学描述仍需要详细阐述，尤其是那些底吹或侧吹工艺，它们的摇动非常剧烈。这些震动是由自发过程引起。吹氧过程中引入的能量促使该系统以极低的艾根频率摆动，通常为0，5—2．0Hz。能够描述这种非线性化学／力学上的流体动力学系统的数学模型的发掘工作还没有完成。
转炉炉壳
在转炉的机械部分中，容纳钢水的是内衬耐火材料的炉壳。这些耐火材料表现出复杂的非线性的热粘弹缩性行为。与钢壳非线性接触。人们对钢壳自身的行为或多或少的了解一些，描述这种随温度而变化的弹塑性材料及它的蠕变效应是可能。然而，钢壳与耐火材料间的相互作用仍然有许多未知的东西。转炉设计更大程度上被视为艺术而不是科学，然而，经验的积累、材料的改进及计算机技术的应用都有助于更好的理解、设计这个机构。
在优化炉壳设计方面存在几个标准。最重要的一个是耐火材料所包围的内容积。为了拥有最大的反应空间，实现最佳的冶金过程，这个容积应该在可用空间范围内达到最大化。在进行比较时使用反应空间与钢水质量的比值，这个比值一般为近似1．0m3／t。然而，因不断地追求以最低的投资提高炼钢设备的生产率，导致钢厂在保持原有炉壳不变的情况下加大了装入量，这就降低了这个比值。其后果是严重的喷溅——倾向于炉容比降到0．7-0．8m3／t时发生。今天，转炉本体的形状，即上下锥角、径高比等由炼钢者决定，或者由现有装备确定，如烟气系统、倾转轴高度、倾动驱动等。因此，在设计新炉时，只有少量的参数可以改动。
现代转炉由带有炉头铁圈的上部锥体、桶状炉身和采用碟形底的下部锥体构成。近几年．拆掉了上下锥与炉身之间、下锥与炉底之间的关节构件。生产经验表明，这些区域的应力没有最初设想的那么严重，可以通过使用优质炉壳材料解决，故上述做法是可行的。
炉壳设计准则
设计过程的一个重要步骤是炉壳结构校验，即应力与变形计算，并与所允许极限值进行比较。像转炉这样的冶金容器，其设计无需满足特定的标准。在转炉设计艺术的演变历程中，最初的炉壳设计参照了锅炉和压力容器的设计标准。依此设计的产品的成功投产表明了这些标准也适用于炼钢生产实践。然而，转炉毕竟不是压力容器，其内部压力来源于耐火材料的热膨胀，而不是锅炉中的液体或者气体，而且，诸如裂纹等破损也不会导致像高压容器那样发生爆炸。这也是为什么转炉的设计没有完全遵循压力容器设计标准的所在。
炉壳厚度
传统压力容器壁厚度的选取主要以内部压力为依据。然而，在转炉上，这个压力是不能确切计算的，其原因是由耐火材料与炉壳之间的作用和生产操作两方面因素确定的。在决定炉壳厚度时，其它载荷、因素也要考虑在内，主要包括：因设备、耐火材料和钢水重量引起的机械载荷；炉壳与耐火材料衬相互作用产生的内部压力，即二次压力；由外力，如动态质量效应、兑铁水、加废钢、出钢等造成的机械载荷；炉壳上的温度与温度梯度；炉壳在温度作用下变形，在悬挂系统上引起机械载荷；因炉壳、悬挂系统温度分布不均，使炉壳产生二次应力。
AISE的第32小组委员会曾试图给出一个简单的“菜谱”程式来计算炉壳厚度。但有的研究表明，在确定炉壳厚度方面，定义一个简单的程式或者准则是不可能。这些准则在已经证实的基础上可以用来确定炉壳，然而，引入的力，例如来自悬挂系统的力，必须用有限元法进行详尽地计算。国外开发的悬挂系统是静定的，因此该系统内的所有载荷均能精确计算。这个特征的优点是能非常准确地计算出局部应力和变形。
转炉寿命
世界经验表明，因长期的变形，转炉寿命是有限的。当炉壳碰到托圈时转炉便走到了终点，通常是20～25a。这个变形是由蠕变引起的。蠕变是高温环境下(>350℃)材料的典型行为。蠕变变形与温度、应力水平和所用材料有关。只有有限的几种可行方法能延长转炉寿命，如冷却炉壳、材料选择和生产操作等。
冷却系统
原则上，设备的强制冷却并不是绝对必要的，自然通风冷却已经足够了。许多实际应用证明了这一点。然而，强制冷却降低了设备温度，对减轻蠕变变形有积极的效果，从而延长了耐火材料的寿命，保证了在生产温度下有更高的屈服强度。一些钢厂对转炉壳应用了冷却系统，如水冷、强制通风、复合气水冷却(气雾冷却)等。最有效的冷却手段是水冷。
材料选择
最初，炉壳材料主要选用耐高温的压力容器钢。为了承受许多未知的载荷与应力，尤其偏重细晶粒钢。这种钢材屈服强度比较低，但在屈服点以亡有相当高的应变硬化容量。其优点是，当发生过载时，会有足够的过余强度，甚至在出现裂纹时也不会发生脆性裂纹扩，裂纹要么终止发展，要么以非常缓慢的速度生长。炉壳用钢一般选用A516Cr．60、Alr41、Altherm4l、WStE285、WStE355、P275NH、P355NH等。
这个原则对新转炉仍然是有效的，但最近的10—15年内，由于使用了镁碳砖、溅渣护炉技术等，炉衬寿命延长。这些变化导致炉壳温度上升，促进了蠕变效应，致使炉壳寿命缩短。为了抵消蠕变效应，更多的选用了抗蠕变材料，如A204Cn60、16M03、A387Cn 11、A387Cr．22、13CrM044等。不利的因素是这些钢材具有昔通晶粒尺寸，且焊接困难。
悬挂系统是转炉的一个重要零部件。理想的悬挂系统不应该影响炉壳的行为，生产中无须维护。在过去的数年中开发出了许多不同的转炉悬挂系统。最初，托圈与转炉是一体的，但很快就分开了。各种悬挂系统的原理基础是不同的，例如，日本采用刚性系统，与“自由转炉”对立。刚性托圈抑制了炉壳的变形，但对热膨胀的任何约束都会产生非常高的应力，增加了炉壳产生裂纹的机会。
要允许转炉膨胀或者变形，且托圈不能制造附加应力，这就要求将悬挂系统设计成静定的。根据这一原理，VAI开发了一系列转炉悬挂系统，如托架系统、VAI-CON Disk、VAI-CON Link、VM-CON Quick等。VM-CON Link是一个无需维护的悬挂系统，它的设计获得了良好的应用反馈。一个典型的应用是巴西保利斯塔黑色冶金公司的160t转炉。其尺寸参数为：钢水量160t、容积160m3、炉容比1．0 m3／t、转炉高8920mm、炉身部炉壳厚度70mm、底锥厚度55mm、碟形底厚度55mm、转炉外径7300mm。炉壳材质为Mo合金钢16Mo3(相当于ASTM A204GrB)。托圈采用箱型截面焊接结构，与炉壳间隙250mm，以便与炉身空冷板组装在一起。上锥装备了已经被充分验证的水冷系统。这两个冷却系统主要是延长耐火炉衬的寿命，同时也冷却炉壳。该转炉采用了VAI-CON Link悬挂系统。出于冶金上的原因，炉壳上装备了6个炉底搅拌风口。
转炉技术
与转炉设计一道，现代先进的转炉技术包括：
*使用惰性气体的炉底搅拌和少渣操作改善了冶金过程；
*大量的二次冶金并入了转炉技术中；
*计算机工艺自动化及相关传感器技术提高了质量、生产效率、生产安全性，降低了生产成本；
*用于设备平稳操作的工具、装备，易维护性，以及寿命延长的耐材；
*提高废弃物环境兼容性的系统。
转炉技术继续深入开发的目标是改进工艺的经济性，即优化物流和设备操作，优化工艺技术。工艺技术的优化不是简单的局限于目标分析、目标温度的确定和添加材料的选择，他还包括生产操作，如氧枪操作的枪位和吹炼模式、副枪的浸没时间与深度、添加系统的添加模式、炉底搅拌系统的搅拌模式等。所有这些都必须在设备投产前标准化，在试车调试中针对所生产的钢种进行优化。
动态工艺控制需要副枪系统和放散煤气分析。副枪系统测量温度、含碳量和熔池液面位置，在炼钢过程中取样。因此，在吹炼中实现测量时可能的，也不会损失生产时间。副枪系统是完全自动化的，测量探针能在90s内能完成更换。近几年在工艺自动化领域里的发展是使用Dynacon系统实现了完全的动态控制。该系统通过连续的煤气分析，实现从吹炼起点到吹炼终点的炼钢过程控制。
挡渣器的作用是降低盛钢桶的炉渣携带量。挡渣操作降低了脱氧材料的消耗，尤其是在生产低碳钢种时。另一个特点是在二次冶金中需要钢包渣脱硫，挡渣操作也能降低钢包渣添加剂的用量。同时，也避免了盛钢桶的除渣操作和温度损失。二次冶金需要的钢包渣就这样在转炉出钢过程中形成了。
根据经验，当不使用挡渣器时，出钢时的炉渣携带量为10-14kg／t钢，在采用挡渣后，炉渣携带量降低到了3-5kg／t钢的水平。与炉渣感应器配合使用，炉渣携带量可稳定地控制在2、3kg／t钢的范围内。它的另一个优点是降低了磷含量，从大约30ppm降到了10ppm。因此，磷含量不合格的炉次减少了。
鉴于底吹转炉改进的冶金效果，如OBM／Q-BOP、K-OBM等，决定开发顶吹转炉的炉底惰性气体搅拌技术。该系统应该利用底吹的优点，同时要避免炉役中期更换炉底的缺点。以奥钢联第三转炉厂为例，当1650℃无搅拌条件下，吹炼终点碳含量0，035％[C]×ao的平 均值为0．0033，当采用吨钢流量为0．08Nm3／min的底吹搅拌时，这个值降低到了0．0023。如果不采用底吹搅拌，大约有1％的铁损，石灰消耗增加约25％。假定钢包中炉渣携带量12kg．／t钢(无挡渣)，则吨钢铝消耗量增加0．7kg。而且，相应的，转炉渣量越大，也越能消耗耐火材料。在没有底吹搅拌的BOF转炉上，吹炼终点碳达到0．035％是不经济的，碳含量一般限定在0．045％～0．050％范围内。
物流优化和路径算法是专门为钢厂和生产设备的布置而设计的，用来寻找最佳的配置。用户友好型界面和标准化输出使其成为一个非常好用的工具，能够优化、模拟任何钢厂的配置，允许用户测试多种不同的布局和工艺选择方案。它使用户能够找到在生产时间管 理、维护、附属设备产能等方面的最佳的解决方案。
为了确定不同钢种最经济的生产方式和使用不同的生产设备，就需要长期的经验积累和大量的计算，来比较各种可供选择的办法。计算机辅助工具，比如炼钢专家系统，对于进行这种计算是必需的。这种工具可以应用到整个生产线中。
仅供参考,希望对你有所帮助!