由中國金屬學(xué)會(huì )和日本鋼鐵協(xié)會(huì )共同舉辦的第十三屆中日雙邊鋼鐵技術(shù)研討會(huì )在北京召開(kāi)，會(huì )議從煉鐵、煉鋼和連鑄等方面相互交流探討了中日最新的技術(shù)發(fā)展和研究進(jìn)展。中日雙邊鋼鐵技術(shù)研討會(huì )是由中國金屬學(xué)會(huì )和日本鋼鐵協(xié)會(huì )聯(lián)合發(fā)起的，自1981年起每3年在中國和日本輪流舉辦。
此次會(huì )議，日方派出了以日本東北大學(xué)TetsuyaNagasaka教授為團長(cháng)的13人代表團參會(huì )，就近年來(lái)鋼鐵冶金新技術(shù)、新進(jìn)展和基礎研究工作等方面進(jìn)行了深入交流?！吨袊苯饒蟆酚浾邚拇舜螘?huì )議感受到，提高產(chǎn)品質(zhì)量和加強資源充分有效利用是日方交流的重點(diǎn)，折射出日本當前鋼鐵生產(chǎn)領(lǐng)域的主要研究方向，受到與會(huì )者的普遍關(guān)注。
鐵水脫硫和夾雜物控制備受關(guān)注
此次會(huì )議上，日本學(xué)者對鐵水脫硫和夾雜物控制這兩個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了大量的研究。
JFE鋼鐵株式會(huì )社MatsuiAkitoshi的報告《機械攪拌高效鐵水脫硫工藝的發(fā)展》受到了參會(huì )人士的普遍關(guān)注。該報告研究了攪拌條件對鐵水脫硫反應的影響，旨在改進(jìn)機械攪拌脫硫工藝的效率。他們在1:8的水力學(xué)模型和70千克規模的鐵水中進(jìn)行了試驗。試驗表明，流場(chǎng)分布取決于槳葉產(chǎn)生的漩渦，而改進(jìn)脫硫效率的一個(gè)重要因素是鐵水的完全流動(dòng)分布，它可以由槳葉的旋轉速度來(lái)確定，包括槳葉位置和渦流深度。為了控制鐵水的氧含量，他們在4噸鐵水規模和商業(yè)規模的鐵水包內進(jìn)行了丙烷頂吹對脫硫反應影響的試驗。在丙烷頂吹作用下，脫硫處理時(shí)鐵水中氧活度下降，其結果是改善了脫硫效率。在煉鋼操作中，用丙烷頂吹法可使硫分配比從1700提高至2800，流量消耗降低20%。
日本東北大學(xué)的MikiTakahiro指出，在高質(zhì)量鋼的生產(chǎn)過(guò)程中去除氧和硫是一種根本性的工作，因此需要加入脫氧劑和脫硫劑，在鋼中形成氧化物和硫化物。而氧化物和硫化物相互間的溶解度是很小的，硫化物可以沉淀在氧化物夾雜上，因而對鋼的質(zhì)量造成很大的影響。
他研究了鋼在精煉過(guò)程中氧化物和硫化物夾雜物形成的熱力學(xué)狀態(tài)，通過(guò)研究CaO-Al2O3-MnO氧化物和(Ca,Mn)S固溶體之間的相互關(guān)系，得出硫在氧化物熔體中的溶解度。同時(shí)，他還研究了在Fe-Mn合金中Al和O含量之間的關(guān)系，以了解二次精煉過(guò)程中生成何種氧化物夾雜。結果指出，(Ca,Mn)S在CaO-Al2O3-MnO氧化物相中的溶解度隨著(zhù)MnO含量的增加而提高，但溫度的影響較小。在1873K（1600℃）時(shí)，Fe-30%Mn合金中氧含量通過(guò)加入0.01%的Al降至10ppm。
日本大同特殊鋼公司的NorioHonjo則研究了無(wú)氟化物(CaF2)精煉對結構鋼生產(chǎn)中夾雜物和脫硫能力的影響。他指出，在日本，爐渣通常作為鐵路材料，并由日本工業(yè)標準協(xié)會(huì )進(jìn)行標準化。而由于日本標準化協(xié)會(huì )改變了標準，規定渣中氟化物的含量應小于4000ppm，因此，要求在煉鋼精煉過(guò)程中采用無(wú)氟精煉。但由于無(wú)氟渣的流動(dòng)性和硫化物吸收能力發(fā)生變化，因而導致夾雜物和脫硫能力發(fā)生變化。
其研究表明，精煉時(shí)采用鋁酸鈣代替氟化物，能夠使爐渣吸收硫化物的能力增加，同時(shí)使氧化物夾雜量下降。應用鋁酸鈣后爐渣的脫硫能力增加，爐渣吸收硫化物的能力也隨著(zhù)高Al2O3、低SiO2而增加。此外，低aSiO2時(shí)，硫的分配比也提高。
表面質(zhì)量改善提高鋼材性能
為提高鋼坯的表面質(zhì)量，日本神戶(hù)制鋼公司的MiyakeTakashi研究了含Al-Trip鋼鋼坯表面質(zhì)量的改善。他指出，在連鑄過(guò)程中由于鋼中的鋁和保護渣中SiO2間的化學(xué)反應，使高鋁鋼在連鑄中保護渣成分的變化波動(dòng)要比普通鋼種明顯得多。保護渣成分的變化導致了黏度和凝固溫度的升高，使得鋼坯殼和結晶器之間的潤滑變差。這種情況下易產(chǎn)生一些問(wèn)題，如坯殼與結晶器發(fā)生黏結。此外，成分的變化也可使結晶器導出的熱量產(chǎn)生波動(dòng)，最終導致鋼坯表面質(zhì)量下降，特別是在連鑄Al-Trip鋼珠光體鋼的情況下，表面質(zhì)量的惡化變得更為顯著(zhù)。
為此，神戶(hù)制鋼開(kāi)發(fā)了新型結晶器保護渣，這種保護渣即使在化學(xué)成分發(fā)生變化的情況下，仍能保持其潤滑作用和傳熱特點(diǎn)。新的保護渣采用了高堿度和高Li2O含量。Al和SiO2生成的Al2O3能夠在熔煉中形成穩定的LiAlO2小晶體，保證了坯殼的均勻冷卻。同時(shí)，應用此種結晶器保護渣，即使連鑄條件發(fā)生變化，仍能達到穩定的操作，因此能夠達到改善鋼坯表面質(zhì)量的效果。
日新制鋼株式會(huì )社YutakaHiraga介紹了在Kure鋼廠(chǎng)2號板坯連鑄機上應用中間包墊來(lái)提高換包點(diǎn)附近板坯質(zhì)量的技術(shù)方法。在有些情況下，電鍍板表面會(huì )由于暴露的夾雜物而出現“亮點(diǎn)”缺陷。經(jīng)研究得出，這些夾雜物是鋼包渣，它們由于在換包點(diǎn)的鑄流而懸浮在中間包的鋼水中。因此，為了控制中間包中鋼液的流動(dòng)，特別是在包壁附近，采用了中間包墊，以促進(jìn)周?chē)膽腋?，其結果可使“亮點(diǎn)”缺陷減少一半。采用中間包墊以后，中間包中的流動(dòng)變得安靜穩定，遏制了渣的懸浮。
注重資源利用和節能減排
電爐粉塵處理新工藝開(kāi)發(fā)。日本東北大學(xué)的NagasakaTetsuya教授通過(guò)對CaO-Fe2O3-ZnO系中所顯示的相平衡關(guān)系，研究了用CaO處理電爐粉塵提取金屬鋅和CaO處理對鋅循環(huán)利用的影響。他提出的新電爐粉塵處理工藝———“石灰添加工藝”目前正在開(kāi)發(fā)，以從粉塵中回收高純度的金屬鋅及應用固體殘留物作為鐵水脫磷時(shí)的熔劑或高爐煉鐵時(shí)的鐵原料。該工藝包括兩個(gè)反應：一是電爐粉塵與CaO反應，二是粉塵中的ZnO與金屬鐵產(chǎn)生的金屬熱還原。該工藝的基本原理是利用CaO-Fe2O3-ZnO系的相平衡關(guān)系提取金屬鋅。試驗結果顯示，從電爐粉塵中回收高純鋅金屬可以不用碳熱還原法來(lái)實(shí)現。
高爐生產(chǎn)中CO的利用。名古屋大學(xué)的KuwabaraMamoru教授研究了層狀爐料結構的數值模擬設計對高爐爐氣利用效率的影響。他在報告中指出，高爐中CO的利用是一個(gè)重要的任務(wù)，一方面可以減少CO2的排放，同時(shí)也可節省有限的煤資源。因此，他提出了一種簡(jiǎn)單的數值模擬方法，其名為NEUCOLS（層狀結構中CO利用的數值計算），以設計理想的礦石和焦炭層狀爐料結構，可以更有效地利用高爐中的CO。他在設計中特別注意了不均勻的氣體流動(dòng)狀況和煤氣通過(guò)料層的分散性，以搞清它們對CO利用的影響。該研究討論了爐料分配參數（粒度大小、空洞、鐵礦和焦炭的休止角、碳氧比等）在給定的爐礦內部情況（溫度、氣體壓力、預還原度）對爐氣利用的影響，提出了較好的爐料結構。同時(shí)，該計算模型的計算時(shí)間只需數分鐘。