附:北京钢铁学院专利申请项目目录

序号 发明名称 1 摩擦胶结复合式岩石锚杆 2 胀楔式岩石锚杆 3 一种强化电炉冶炼的旋流式煤氧枪 4 含煤球团竖炉熔融还原炼铁法 5 电渣整体熔铸一步成型曲轴工艺与设备 6 电渣熔铸一次成型拐轴工艺与设备     

电渣熔铸依发W50型曲轴

本项成果采用了电渣精炼钢水、强冷纵向顺序凝固、无二次氧化的液渣保护熔铸,以及连续稳定的在同一设备中一步成型,并相应采用自耗电极沿贯通的主轴孔腔熔铸,滑动模块推移成型及配套工艺技术。经全国性冶金与机械专家、教授鉴定及70多位与会代表一致认为:北京科技大学首创的电渣熔铸曲轴一步成型技术构思新颖,结构合理,技术先进,操作方便,工艺成熟,属国内外首创。电渣熔铸依发W50型曲轴的研制成功并批量投产开创了进口曲轴采用电渣熔铸一步成型的新途径,取得了一项新成果,并为出口创汇准备了条件。本技术可大范围的应用于性能要求达到国内外锻件水平,热变形加工困难,外形较复杂的曲轴等优质异形件的生产,具有投资少,性能质量高,经济效益好的特点。     

电渣熔铸的质量与成型规律的探讨

本文介绍了拐轴和斜轧辊套采用电渣整体熔铸新工艺后的质量、性能、寿命、金属利用率及成本等技术经济指标。经比较,已赶上并超过了锻造件水平。两年来的生产使用表明:电渣熔铸是适于机械配件毛坯生产的重要途径。 简要地分析了电渣熔铸能以铸代锻的主要原因是由于渣钢提纯精炼和强冷纵向凝固提高了铸态质量,以及在合理的工艺方案下能得到优越的成型质量。 用试验结果和热传递原理探讨了影响表面成型的因素和规律。并指出渣池单位容积功率P_v值是影响炉温及成型的主要因素。经统计得到P_v与铸件半径r的经验式,1/P_v=3(r-2)。 履带式拖拉机用拐轴和钢球轧机用斜轧辊以往都是短缺配件,而且形状复杂,前者中部有曲拐、断面多变,后者外径为φ470毫米、表面为凸棱高度渐变的双头螺纹带弧形孔型的中空辊套。过去都要经过熔炼、铸锭,先锻轧成园材,再经冲压、模锻或胎模锻加工成毛坯,工序多,工序间周转长、金属损耗大。一般铸造法又满足不了质量要求,故需要寻找配件生产的新途径。此外,对通常的电渣重熔工艺在保证质量前提下为改善效率与成本也需要向新的领域发展。为此,采用了电渣熔铸,直接成型新工艺。     

电渣熔铸一次成型拐轴新工艺

拐轴是履带车中重要配件。承受弯曲、冲击等多种载荷,对强度和韧性等性能要求很高。以往都用40Cr钢材锻造成型,但锻造拐轴的金属利用率低,工序多,成本高,设备投资大。国内外也曾试用电渣分段多次铸焊法研制曲拐轴,但质量与效率等问题尚待改善。为解决生产急需和开创复杂异型件成型新途径,北京钢铁学院与遵化农机修造厂合作,研究成功电渣熔铸一次成型拐轴新工艺。四年中用新工艺生产了拐轴9061根,销     

采用电渣熔铸法试制汽缸盖

简要介绍采用电渣熔铸方法试制船用低速柴油机汽缸盖的工艺路线，并对产品的质量进行了分析。     

钢包炉（LF炉）电极控制系统研究

钢包炉（LF炉）是目前炼钢主要的炉外精炼设备之一，LF炉通过电孤加热、炉内还原气氛、气体搅拌等手段。强化热力学和动力学条件，使钢水在短时间内升温、成份调整、脱硫、脱氧、去夹渣、均匀钢水成份和温度，扩大产品品种；并作为转炉，VD／RH与连锋机的中间环节，使钢包精炼炉、VD／RH，连铸协调生产实现多炉连浇，确保连铸机稳定生产。     

钢包下渣检测系统的研制

为解决连铸后期钢水带渣进入中包问题，研制了高频振荡器式的钢包下渣检测系统。经现场试用，该检测系统的灵敏度及稳定性均达到设计要求     

电涡流式小方坯连铸结晶器钢水液面检测装置

本检测装置主要用于小方坯连铸结晶器钢水液面自动检测和参予结晶器钢水液面自动控制,以稳定连铸操作和实现操作最佳化,从而提高铸坯质量和开拓新品种。 本检测装置是基于钢水的电涡流效应工作的。它由三部份组成:(1)激励线圈和振荡器用以产生一次交变磁通,并使其穿过被测钢水液面,在钢水中感应出电涡流,进而产生二次磁通;(2)检测线圈用以检测电涡流产生的二次磁通变化,并感应出电压信号,该电压信号的强弱反映了钢水液位高低;(3)信号处理电路对检测线圈感应出的电压信号进行放大、处理,最后输出标准电压信号和电流信号。 本装置主要技术指标:     

护环成型技术及质量控制的新进展

回顾了近年来在发电机护环各制造环节研究中所取得的主要成果,简要介绍了原材料冶炼、热成形制坯、强化性能三个关键工序攻关中取得的最新进展.针对当前生产中的难题和沿用工艺的缺点,开发的电渣熔铸坯料、包套冲挤(扩挤)热成形制坯新技术,能够解决热锻开裂、变形不均匀的难题,并可缩短工艺流程,提高产品质量与生产效益.研究的内增压或外增压液压胀形强化新方法,可以提高工艺过程的可控制性,并能扩大液压胀形的应用范围.     

大型电渣炉钢锭凝固过程的动态快速响应模型

为了研究电渣重熔中凝固过程对钢锭质量的影响,建立了大型电渣重熔过程钢锭凝固过程动态快速响应数学模型 利用控制容积积分法离散数学模型方程,采用附加源项法解决非线性模型方程快速迭代收敛问题 应用该模型预测的温度场及金属熔池形状同实验结果吻合较好 针对一典型大钢锭凝固过程动态温度分布及熔池形状进行了模拟分析,结果表明,当钢锭高度线性增加,而重熔钢锭锭高与直径之比超过1 1时,钢锭熔池形状基本稳定;在低熔铸速度阶段,熔铸速度对最大液池深度的影响不大;当熔铸速度增加时,熔铸速度对最大液池深度的影响有增大倾向     

热处理对硝酸熔盐中347H不锈钢腐蚀行为的影响

利用静态熔盐浸泡实验,研究了不同晶粒度的347H不锈钢在565 ℃混合硝酸熔盐(60%NaNO₃+40%KNO₃)中长达120 h的腐蚀行为.通过增重法绘制腐蚀动力学曲线,并研究347H不锈钢的表面腐蚀产物、物相、腐蚀表面微区成分,解释347H不锈钢在硝酸熔盐中的腐蚀机理.结果表明:经过固溶处理调控晶粒度的347H不锈钢在熔盐腐蚀中腐蚀速率有所降低,腐蚀动力学曲线变为线性增长趋势.通过XRD检测得到,347H不锈钢在硝酸熔盐中的腐蚀产物主要是Fe₂O₃和少量的Fe₃O₄及NaFeO₂.Fe₃O₄,结构致密,能有效减小硝酸熔盐对钢基体的腐蚀,导致347H不锈钢在腐蚀后期质量损失有所降低.腐蚀产物形貌和横截面厚度分析结果表明,经过1 160 ℃固溶处理1 h后不锈钢晶粒度达到7级时,腐蚀层厚度达到最低为0.661 μm,此时347H不锈钢在硝酸熔盐中的耐腐蚀性达到最好.     

扩张型长水口对中间包冲击区钢液流动的影响

建立中间包浇铸过程钢-渣-气多相流数学模型,研究稳态浇铸和换钢包过程非稳态浇铸时,扩张型长水口对中间包冲击区钢液流动行为的影响。结果表明,稳态浇铸时,使用扩张型长水口可以有效减小冲击区内钢液湍动能和液面流速,降低钢液面裸露和钢渣卷混的倾向;换钢包非稳态浇铸时,随着扩张型长水口内径增大,钢液面裸露面积整体逐渐减小,但长水口内径扩张2倍时,会由于排除气体量大,造成钢液面较长时间的裸露;使用内径扩张1.5倍的长水口时,钢液面裸露面积小,没有明显的钢渣卷混,有利于提高钢液纯净度。     

含锰钢液在真空有渣精炼过程中的锰蒸发和脱氮行为研究

Considering the precise composition control on the vacuum refining of high-Mn steel, the behaviors of both Mn evaporation and nitrogen removal from molten Mn steel were investigated via vacuum slag refining in a vacuum induction furnace. It was found that the reaction interfaces of denitrification and Mn evaporation tend to migrate from the surface of slag layer to the surface of molten steel with the gradual exposure of molten steel during the vacuum slag refining process. Significantly, compared with the experimental group without slag addition, the addition of slag into steel can result in a lower Mn evaporation rate constant of 0.0192 cm·min?1 at 370 Pa, while the denitrification rate is almost not affected. Besides, the slag has a stronger inhibitory effect on Mn evaporation than the reduced vacuum pressure. Moreover, the inhibitory effect of the slag layer on Mn evaporation can be weakened with the increase of the initial Mn content in molten steel. The slag layer can work as an inhibitory layer to reduce the Mn evaporation from molten steel, the evaporation reaction of Mn mainly proceeds on the surface of the molten steel. This may be attributed to the Mn mass transfer coefficient for one of reaction at steel/slag interface, mass transfer in molten slag, and evaporation reaction at slag/gas interface is lower than that of evaporation reaction at steel/gas interface. The introduction of slag is proposed for both denitrification and manganese control during the vacuum refining process of Mn steels.     

电磁软接触结晶器内钢液面高度对磁场分布的影响

利用有限元软件ANSYS对软接触电磁连铸结晶器内磁场进行三维数值模拟,分析了结晶器内钢液面高度对磁场及电磁力分布的影响.结果表明:钢液使得磁感应强度集中在钢液的侧表面;当钢液面低于线圈上沿时,钢液中磁感应强度的最大值出现在钢液上表面附近,并沿拉坯方向逐渐递减;当钢液面高于线圈上沿时,随着钢液面的升高磁感应强度的最大值向线圈中部移动;钢液侧表面所受电磁力的分布趋势与磁感应强度的分布趋势基本一致.     

Features of molten pool free surface in laser processing

On the basis of static characteristics of free surface of molten pools in laser processing, starting with the change of surface tension, the uniform numerical models are developed for both the liquid and solid regions of metals by applying the enthalpy source method and the porous region model. The flow and heat transfer characteristics in the molten pools and the distribution of surface tension on free surface are disclosed. The shape of free surface is analyzed by considering the static forces on the free surface and by combining with the calculated results of the molten pool. The model is applied to analyzing the laser processing of AISI 304 stainless steel, and the effects of different processing tech nics and material properties on shaping of free surface are discussed.     

含氮不锈钢氮气增氮的实验及工艺

通过采用氮气增氮的实验,研究了钢液的化学成分、冶炼温度、表面活性元素和吹氮流量对钢液增氮的影响.研究结果表明:钢中的合金元素尤其是Mn、Cr等元素能够增大钢液氮的溶解度;冶炼温度提高,钢液的增氮速率增大;钢中的氧对钢液的增氮有很大的阻碍;吹氮流量增大则钢液的增氮速率相应增大.同时对含氮不锈钢采用吹入氮气增氮工艺进行了探讨,为含氮不锈钢的生产提供了参考.     

低碳低硅铝镇静钢（SPHC）BOF—LF—CCM的生产实践

介绍了济钢第三炼钢厂生产低碳低硅铝镇静钢（SPHC）的工艺实践。通过优化KR、BOF、CAS、LF、CCM等各工序的生产工艺,使钢水中的成分达到了精确控制;钢中夹杂物大量减少,提高了钢水的可浇性,铸坯的表面及内部质量均达到了相关要求。     

基于机器视觉的薄带铸轧熔池液位识别方法

为解决薄带铸轧熔池液位难检测的问题,研发机器视觉识别熔池钢水液位的方法.利用线阵CCD下熔池钢水与铸轧辊灰度值有明显差别的图像特征,建立熔池液位的机器视觉检测系统.利用所选线阵相机采集图像速度快的特性,提出基于时间建立熔池液位图像原型的方法,建立了以滤波处理、二值化处理和边界识别为核心的熔池液位视觉识别模型.使用建立的系统和模型在实验室铸轧机和感应加热炉上进行了测试实验,结果表明:所建的熔池液位视觉检测系统和识别方法具备可行性,具有较高的检测精度和较快的检测速度,能够满足工业生产需要.     

出钢口下渣检测系统

介绍了新研制的转炉炼钢出钢口钢渣检测系统，阐述了检测原理和检测系统的硬软件结构，实验结果表明该系统达到了技术指标要求，其占空比＜５％。     

双辊铸轧薄带过程中铸速对熔池内温度场的影响

采用三维流热耦合有限元分析对双辊铸轧不锈钢过程进行模拟,利用反向方法处理铸辊与熔池之间的换热边界条件,研究发现,随着铸轧速度的提高,铸带与铸辊之间的热传导系数增大,凝固终了点位置向铸机出口移动,铸带的表面和中心温度都有所升高,熔池表面温度略有增加.在水口尺寸一定的情况下,铸轧速度过小,铸带横向温差较大.铸轧速度是调节熔池液面高度和轧制力的有效手段.