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帘线钢中非金属夹杂物控制关键技术
钢帘线被誉为是线材中的顶级产品,被誉为“皇冠上的明珠”。它是伴随着子午线轮胎的发展而发展起来的。以钢帘线为骨架材料的子午线轮胎具有高速、高载、耐久等一系列优良特性。随着汽车工业的发展,用于制造子午线轮胎的钢帘线需求量不断增加,同时对钢帘线的品种、性能及质量提出新的要求。作为生产钢帘线的原材料,帘线钢质量很大程度上决定了帘线的品质。帘线钢的洁净度,元素偏析等级,尤其是钢中夹杂物的形态对后续产品有着极大的影响。非金属夹杂物易引起钢丝拉拔和合股过程中断丝的发生,因此要求帘线钢中夹杂物尺寸小,且在轧制和冷拔等加工过程中具有良好的变形性能。根据子午轮胎产品性能和太阳能级硅产业的发展要求,钢帘线和切割丝向着超高强度(4000 MPa 及以上)方向发展,开发高强度、超高强度帘线钢丝,对实现轮胎的轻量化、降低用燃料的费用、降低生产成本意义重大。目前国内依旧不能稳定、高效的生产高牌号的帘线钢,开发帘线钢冶炼关键技术对提升企业生产技术水平和质量控制水平,取代进口高端钢帘线产品意义重大。 (1)帘线钢冶炼过程原辅料成分设计技术。帘线钢生产过程中一般采用Si-Mn 复合脱氧,但由于合金和辅料中存在 Al 的来源,帘线钢主要的夹杂物为MnO-Al 2 O 3 -SiO 2 系和 CaO-Al 2 O 3 -SiO 2 系两类。其中,MnO-Al 2 O 3 -SiO 2 为脱氧反应产物,CaO-Al 2 O 3 -SiO 2 为钢渣反应生成。不同工序氧化物复合夹杂类型会发生转变,大量研究表明转炉出钢、精炼过程随着钢液成分的变化,夹杂物的成分在不断变化中。实际生产中使用的各种物料,包括合金、脱氧剂及钢包内衬直接影响钢液成分,进而改变钢液中非金属夹杂物的成分。高端帘线钢中非金属夹杂物主要成分为 SiO 2 -MnO,几乎没有 Al 2 O 3 的存在,因此在实际的生产过程中杜绝任何含 Al的原料。国内企业在实际生产时更倾向于使用价格低廉的合金、脱氧剂等原料以降低生产成本,为此本项目不仅研究了合金、脱氧剂、耐材等物料中 Al 的含量,还研究了各物料对钢液成分以及非金属夹杂物成分的影响程度,以选择更高性价比的物料搭配。在使用不同物料后取样分析,发现合金对钢液中非金属夹杂物的影响最大,低铝硅铁和普通硅铁对钢液中非金属夹杂物的成分影响如图 1,可以看出合金的使用直接改变夹杂物的体系。实际生产过程中可根据产品等级和各物料对钢中非金属夹杂物的影响,针对性的使用物料控制生产成本。 (2)帘线钢精炼渣成分设计技术. 炉渣成分对钢液成分有着直接影响,帘线钢精炼一般采用 CaO-SiO 2 -Al 2 O 3 渣系,精炼渣的成分对钢中夹杂物的控制起重要作用。研究表明精炼渣中相同 Al 2 O 3 含量的条件下,钢液中[Al]s 含量随精炼渣碱度增高而增高;相同碱度的条件下,钢液中 Als 含量随精炼渣中 Al 2 O 3 含量增加而增加。当精炼渣的碱度为 1.0 时,钢液中[Al]s 随渣中 Al 2 O 3 含量增加亦呈增加趋势, [Al]s 增量有限。同时,夹杂物中 Al 2 O 3 和 MnO 含量取决于渣-钢间的氧势,如氧势高,则夹杂物中 MnO 含量高。反之,当系统氧势低时,渣中CaO 和 Al 2 O 3 会有少部分被还原进入钢液,夹杂物 CaO 和 Al 2 O 3 含量增加,MnO 含量减少。在实际的冶炼过程中,精炼渣进入钢液是不可能完全避免的,精炼渣进入钢液后将形成含大量 CaO、Al 2 O 3 的夹杂物。对此为控制钢中非金属夹杂物的成分将精炼渣的碱度控制在 CaO/SiO 2 ≤1,实际生产过程中,精炼渣的最佳成分还应根据精炼过程的渣钢比,所使用合金、脱氧剂、耐材等条件进行优化。 (3)帘线钢中夹杂物变形性能评估模型。许多研究认为低熔点夹杂物在轧制和加工过程中变形更好。如果轧制过程中夹杂物是液态的,那这毫无疑问是对的。 102 / 298然而,实际的轧制温度往往大部分都低于夹杂物的熔点。在轧制温度降到夹杂物固相线温度以前,虽然夹杂物不是液态,但是由于软化它们仍然具有一定的变形性。然而,当温度降低至固相线以下时,夹杂物将完全转变为固态。并且,钢的变形不仅包括轧制,还包括其他冷加工,譬如,帘线钢冷拔过程的温度基本为室温,显著低于夹杂物的固相线温度。因此,只用熔点来评估冷拔或冷轧过程中夹杂物的变形性能不太合理或者说不太全面。本项目提出使用低温下夹杂物的杨氏模量评估变形能力的模型,认为氧化物变形能力与杨氏模量大小成反比,并拟合了低温下的氧化物杨氏模量与平均原子体积关系:2.939811 E V ,对Al 2 O 3 -SiO 2 -CaO 系和 Al 2 O 3 -SiO 2 -CaO系氧化物的低温杨氏模量进行了计算,如图 2所示。由于冷拔过程氧化物变形能力与杨氏模量大小成反比,为了降低冷拔过程的断丝率,夹杂物需要控制到图中所示的深蓝色区域,即要求具有很高的 SiO 2含量和极低的 Al 2 O 3 含量。由图还可知,由于具有最大的杨氏模量,Al 2 O 3 对帘线钢中氧化物的变形性能最为有害,这也是为什么帘线钢生产过程中需要严格控制钢中 Al 含量。
北京科技大学 2021-04-13
汽车板钢中非金属夹杂物控制关键技术
汽车板要求优异的深冲性能,主要是 IF 钢,也称超低碳钢,在汽车工业中得到了广泛应用。对于 IF 钢,要获得成品钢材的高延展性、高塑性应变比以及优良的表面性能,要求钢中 C、N、O 含量尽可能低。由于铝具备强脱氧能力,IF钢生产过程采用Al 脱氧,在很短时间内钢中溶解氧即可以降低到 1×10-6 ~3×10 -6 ,同时生成 Al 2 O 3 夹杂。目前 IF 钢生产过程遇到的与夹杂物有关的问题主要包括:(1)钢水可浇性差,易发生浸入式水口堵塞;(2)由铸坯内大型夹杂物引起的冷轧薄板表面长条线状缺陷等。其中针对可浇性问题,主要是要尽可能地减少夹杂物的生成并促进夹杂物的去除,针对表面缺陷问题,主要是促进夹杂物在结晶器内的上浮去除,减少夹杂物被凝固坯壳捕捉。因此,开发了汽车板中非金属夹杂物控制关键技术,为提升国内钢铁企业汽车板的生产效率和产品质量做出了贡献。 (1)RH 精炼能力提升技术。RH 真空精炼是汽车板钢中非金属夹杂物去除的主要场所,RH 精炼能力的提升有利于增加夹杂物的去除效率。而 RH 循环流量的增加是提升其精炼能力的主要手段。以往的研究主要集中于增大提升气体流量或者增大真空度来增加 RH 循环流量,但能够实现的增幅有限。本项目创造性地设计了一种圆形上升管-椭圆下降管的 RH 新型真空槽装置,并应用于企业生产实践。将RH 反应器的下降管替换为椭圆形,在不必增加钢包内径的前提下增大了下降管的截面积,起到增大循环流量并延长钢包使用寿命的效果。该技术可解决 RH 精炼效率提升的瓶颈问题,能够大幅提升 RH 真空精炼的效率和能力。图 1 所示的工业试验结果显示了采用此技术时夹杂物最少。(2)超低碳钢铸坯表层凝固钩预测和控制技术。以往对汽车板钢浇铸过程凝固坯壳对夹杂物的捕获现象研究较少,而通过研究发现浇铸过程钢中夹杂物和气泡容易被铸坯表层凝固钩结构所捕获。凝固钩是在结晶器内弯月面凝固后形成的结构,该结构向结晶器内部延伸,很容易捕获结晶器内上浮的气泡和夹杂物,从而引起铸坯的表层缺陷。尤其是超低碳钢凝固过程中的糊状区较窄,更容易形成大尺寸的凝固钩结构,因此对超低碳钢铸坯表层的凝固钩结构的控制尤为重要。本项目通过对不同浇铸参数下的铸坯凝固钩进行对比,研究了不同浇铸参数对凝固钩深度的影响,并通过建立结晶器初始凝固模型,开发了超低碳钢铸坯表层凝固钩的预测和控制技术。通过该技术的实施可以实现不同浇铸工艺条件下凝固钩深度和长度的预测,并采取针对性的措施对其进行控制。一方面有利于预测汽车板铸坯的扒皮深度,另一方面通过控制措施(较高拉速、较高浇铸温度和较低的结晶器一冷水流量、采用电磁制动等)的实施有效减小凝固钩的尺寸,如图 2 实施,减少其对大尺寸夹杂物和气泡的捕获,从而提升汽车板表面质量。(3)超低碳钢连铸一冷优化模型。结晶器是连铸机的心脏,具有极高的冷却效率。结晶器内的钢液流动和冷却速率对结晶器内的凝固坯壳生产和夹杂物的运动、去除和捕获具有重要影响,尤其是对超低碳钢铸坯表层凝固钩尺寸及其对夹杂物和气泡的捕获影响显著。本项目对超低碳钢连铸一冷优化模型进行了开发。首先建立结晶器内的流动及坯壳凝固模型,综合考虑了结晶器内钢液的流动、钢液及坯壳的传热、坯壳与铜板间的缝隙传热、铜板及冷却水的传热。模型首先通过Fluent 软件进行结晶器内的流场和温度场模拟,然后将得到的固相线处的热流密度导出,作为凝固模型的参数输入到凝固模型中进行计算。运用模型对结晶器的传热进行了计算,模拟了一系列结晶器宽度、拉速及浇铸过热度的结果,并将计算的结晶器水流量进行综合统计,得到了适合现场调水的临界水流量水表。在模型计算过程中,模型不但考虑了钢液流动、钢液及坯壳的传热、缝隙传热、铜板及冷却水传热,还对冷却水核沸等额外瞬间增大的热阻的现象进行了警示。图3 所示为模型计算得到的不同拉速、结晶器宽度下的临界水流量,能够为超低碳钢浇铸过程结晶器一冷水量优化提供指导,一冷水并不是越大越好,在保证安全的情况下适当地降低一冷水量能够有效减小凝固钩尺寸和铸坯表层夹杂物的数量。
北京科技大学 2021-04-13
油套管螺纹连接气密封自动检测系统关键技术研究及应用
随着气田开发越来越多,天然气井运行压力大、温度高、时间长的特点也越来越突出。若生产过程中出现气体泄露,易导致气井环空带压或泄露事故。若泄露气体中含硫化氢等有毒有害气体,将对人身及财产安全造成巨大危害。气密封检测技术可以及时对入井油套管丝扣密封性进行预报,避免因丝扣密封失效造成重大事故及巨大经济损失。因此,在油套管入井前进行丝扣的密封性检测已成为国内很多陆地油气田的强制要求。 针对传统气密封检测系统存在的检测时间长、操作步骤繁杂、占地空间大、控压精度低、气体消耗快等问题,我们提出了全新的“油套管螺纹连接气密封自动检测系统”。 本系统采用气体直接连续增压技术,检测中持续增压稳压,解决了间歇水力增压技术检测时间长的问题,每个丝扣约节省45秒检测时间,一千米管道可节省70分钟。采用自动控制系统控制检测步骤自动执行,解决了人工成本高、步骤多、重复性差的问题。新增气体回收系统,回收率达到75%,每检测1000米套管,节省30瓶气源约1.2万元气源费用。全新撬装设计,集成度高、占地面积小,一车全装下。并有专为海洋平台设计的紧凑型撬装,功能不减、体积减半,更多的气源,更快的换装。目前,本系统及配套工具已在江苏金坛储气库、辽宁盘锦等地应用30余口井,现场反馈良好。 本系统已申请20余项发明专利,并已形成完备的知识产权保护群。
西南石油大学 2021-05-10
过渡金属对贵金属团簇物性的修饰
项目简介: 贵金属团簇是一种山Au、Ag 等贵金属元素的几个至几十个原子形成的聚集体 , 由于 Au、Ag 等原子的化学 惰性, 使得它们具有良好的生物相容性, 被广
西华大学 2021-04-14
维意真空高真空金属有机蒸发镀膜机支持定制
EV-400高真空金属有机蒸发镀膜机 真空腔室:前开门真空腔体,方便取放基片、更换钨舟、添加蒸发材料以及真空室的日常维护保养; 真空系统:国产分子泵作为主抽泵,真空极限优于5.0✕10-5Pa(经烘烤除气后);另可选进口磁悬浮分子泵或是低温泵作为主抽泵,真空极限优于3.0✕10-6Pa(经烘烤除气后); 真空抽速:大气~8✕10-4Pa≤30min; 蒸发源:4~6组欧美技术金属或是有机束源炉蒸发源可选,多源共蒸获得复合膜/分蒸获得多层膜,功能强大,性能稳定; 蒸发电源:真空专业蒸发电源,恒流/恒功率控制。电流、功率可预先设置,可实现一键启动和停止的自动控制功能; 基片台:最大120mm基片/15~25mmITO/FTO玻璃25片,可定制一体化高精度刻蚀掩膜板;基片台公转,转速0~20r/min连续可调; 基片台功能:衬底可选择加热(室温~300℃可调可控)或水冷,基片台可选升降,源基距最大350mm; 溅射电源:直流脉冲溅射电源、全自动匹配的射频溅射电源可任选; 膜厚监控仪:可选配国产或进口单水冷探头膜厚仪; 可镀材料:可沉积金属(Au、Ag、Al、Ca、Cu、Mg、Fe、Cr、Ti、Ni等)、非金属、化合物(MoO3、LiF等)及有机材料,可拓展沉积单层膜、多层膜及混合膜; 控制方式:PLC+触摸屏控制系统,具备漏气自检与提示、通讯故障,实现一键抽停真空。
北京维意真空技术应用有限责任公司 2025-04-25
旋转式深海插拔光电复合连接器
本发明公开了一种旋转式深海插拔光电复合连接器,包括适配的插头和插座,插头包括插头壳体、插头弹性囊体、插头腹板、插头尾板、若干插头光电插芯;插座包括插座壳体、插座弹性囊体、插座腹板、插座尾板、若干插座光电插芯、移动腔体;该连接器还设有能够挡住/让出插座光电插芯和插头光电插芯配合通道的旋转机构,插头前端和插座前端之间设有锁紧机构。本发明的连接器可以满足各个深度的作业环境,密封可靠、操作简单、插拔力小。
东南大学 2021-04-11
预制装配钢结构可修复的抗震耗能连接节点
本实用新型公开了预制装配钢结构可修复的抗震耗能连接节点,包括预制的组合工字型梁柱、预制的工字型钢梁一、U型青铜片、高强螺栓、预应力筋,梁柱伸出端为工字型钢梁二,工字型钢梁一和工字型钢梁二翼缘处均对称焊接两个三角形钢板,预应力筋两端分别穿过工字型钢梁一和工字型钢梁二上的三角形钢板上的安装孔,工字型钢梁二的腹板上留有U型空槽,工字型钢梁伸出的端头为外凸的弧形端头,工字型钢梁二的腹板上、U型青铜片、弧形端头上均留有圆形孔洞和四个弧形长圆孔洞。本实用新型解决了目前建筑连接节点抗震性能较差,破坏后无法恢复的技
安徽建筑大学 2021-01-12
一种装配式楼板间的连接结构
本实用新型公开一种装配式楼板间的连接结构,包括多组预制楼板,相邻预制楼板间的相邻端均设有将彼此水平连接的连接部,所述连接部包括直角梯形体、齿型螺栓、圆钢,所述直角梯形体上底面预制楼板端部一体化成型连接,且相邻直角梯形体下底面贴合。本实用新型采用了齿型螺栓与齿型预留孔的连接方式,无需绑扎钢筋,施工现场只需拧紧螺栓,更重要的是使得现场作业安装更加的便捷,方便指挥与管理,提高了安装速度。
安徽建筑大学 2021-01-12
一种多煤层水库排压疏水连接装置
本实用新型公开了一种多煤层水库排压疏水连接装置,水流穿过内腔底座时,通过击打搅拌桨使得搅拌桨转动并带动控制齿轮,内螺纹管转动并带动螺纹轴上升;由于固定通孔与转动配合轴啮合,第一行星轮分别带动外齿圈、内齿圈转动,第一支撑轴和第二支撑轴转动并通过摆动件带动转动轴前后移动,扇形盖体翻转,水流穿过内腔盖体机构;当水流流速较小时,扇形盖体不会处于完全打开的状态。该申请能够在使用时,根据水压的强度进行灵活变换水流通过效率,便于对不同水压的多煤层内部进行疏水使用,避免在使用时疏水管受压过大造成破裂,有效的增强了疏
安徽建筑大学 2021-01-12
一种新型预制主、次梁复合连接节点
本实用新型公开了一种新型预制主、次梁复合连接节点,包括主梁,主梁的正面的中间位置开设有沟槽,沟槽内部的中间位置固定连接有槽钢,沟槽的内部且位于槽钢的左右两侧均固定连接有次梁,次梁的内部固定连接有钢筋,钢筋靠近沟槽中间的一端贯穿至次梁外部,槽钢的两侧表面均匀开设有钢筋孔,钢筋位于槽钢内部的一端螺纹连接有螺帽,槽钢外部的中间位置开设有灌浆圆孔洞,本实用新型涉及建筑梁技术领域。该新型预制主、次梁复合连接节点及其连接方法,达到了使装配式主、次梁连接得到改进,提高了主、次梁连接的效率,减少了湿作业量,提高装配
安徽建筑大学 2021-01-12
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