由中國(guó)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，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(guó)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(guó)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(tuán)長(zhǎng)的13人代表團(tuán)參會(huì)，就近年來(lái)鋼鐵冶金新技術(shù)、新進(jìn)展和基礎(chǔ)研究工作等方面進(jìn)行了深入交流。《中國(guó)冶金報(bào)》記者從此次會(huì)議感受到，提高產(chǎn)品質(zhì)量和加強(qiáng)資源充分有效利用是日方交流的重點(diǎn)，折射出日本當(dāng)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(duì)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(bào)告《機(jī)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(bào)告研究了攪拌條件對(duì)鐵水脫硫反應(yīng)的影響，旨在改進(jìn)機(jī)械攪拌脫硫工藝的效率。他們?cè)?:8的水力學(xué)模型和70千克規(guī)模的鐵水中進(jìn)行了試驗(yàn)。試驗(yàn)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(zhuǎn)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?cè)?噸鐵水規(guī)模和商業(yè)規(guī)模的鐵水包內(nèi)進(jìn)行了丙烷頂吹對(duì)脫硫反應(yīng)影響的試驗(yàn)。在丙烷頂吹作用下，脫硫處理時(shí)鐵水中氧活度下降，其結(jié)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(duì)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(jié)果指出，(Ca,Mn)S在CaO-Al2O3-MnO氧化物相中的溶解度隨著MnO含量的增加而提高，但溫度的影響較小。在1873K（1600℃）時(shí)，F(xiàn)e-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(duì)結(jié)構(gòu)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(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。而由于日本標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)改變了標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定渣中氟化物的含量應(yīng)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(dǎo)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?fàn)t渣吸收硫化物的能力增加，同時(shí)使氧化物夾雜量下降。應(yīng)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(hù)渣中SiO2間的化學(xué)反應(yīng)，使高鋁鋼在連鑄中保護(hù)渣成分的變化波動(dòng)要比普通鋼種明顯得多。保護(hù)渣成分的變化導(dǎo)致了黏度和凝固溫度的升高，使得鋼坯殼和結(jié)晶器之間的潤(rùn)滑變差。這種情況下易產(chǎn)生一些問(wèn)題，如坯殼與結(jié)晶器發(fā)生黏結(jié)。此外，成分的變化也可使結(jié)晶器導(dǎo)出的熱量產(chǎn)生波動(dòng)，最終導(dǎo)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。
為此，神戶制鋼開發(fā)了新型結(jié)晶器保護(hù)渣，這種保護(hù)渣即使在化學(xué)成分發(fā)生變化的情況下，仍能保持其潤(rùn)滑作用和傳熱特點(diǎn)。新的保護(hù)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(wěn)定的LiAlO2小晶體，保證了坯殼的均勻冷卻。同時(shí)，應(yīng)用此種結(jié)晶器保護(hù)渣，即使連鑄條件發(fā)生變化，仍能達(dá)到穩(wěn)定的操作，因此能夠達(dá)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2號(hào)板坯連鑄機(jī)上應(yīng)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(xiàn)“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)周圍渣的懸浮，其結(jié)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(wěn)定，遏制了渣的懸浮。
注重資源利用和節(jié)能減排
電爐粉塵處理新工藝開發(fā)。日本東北大學(xué)的NagasakaTetsuya教授通過(guò)對(duì)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(duì)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”目前正在開發(fā)，以從粉塵中回收高純度的金屬鋅及應(yīng)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(yīng)：一是電爐粉塵與CaO反應(yīng)，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(yàn)結(jié)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(xiàn)。
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(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬設(shè)計(jì)對(duì)高爐爐氣利用效率的影響。他在報(bào)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(jié)省有限的煤資源。因此，他提出了一種簡(jiǎn)單的數(shù)值模擬方法，其名為NEUCOLS（層狀結(jié)構(gòu)中CO利用的數(shù)值計(jì)算），以設(shè)計(jì)理想的礦石和焦炭層狀爐料結(jié)構(gòu)，可以更有效地利用高爐中的CO。他在設(shè)計(jì)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(duì)CO利用的影響。該研究討論了爐料分配參數(shù)（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(nèi)部情況（溫度、氣體壓力、預(yù)還原度）對(duì)爐氣利用的影響，提出了較好的爐料結(jié)構(gòu)。同時(shí)，該計(jì)算模型的計(jì)算時(shí)間只需數(shù)分鐘。