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固体钢加热变性钢中非金属夹杂物关键技术
研究钢中中夹杂物的行为,对提升钢材产品的质量和实现一些特殊用途的钢材的自主开发具有重要意义。在整个冶炼生产环节中,已经开发了一系列对钢中氧化物夹杂进行控制的方法。然而,在后续的热轧和热处理过程中,氧化夹杂物可能会与不锈钢基体中的高合金元素发生化学反应,这一过程中夹杂物的变化会直接影响最终钢材产品的性能和质量。因此,研究固体钢加热变性钢中非金属夹杂物非常重要。 (1)夹杂物系统检测技术。通过夹杂物自动分析电子显微镜对试样横截面全断面上的夹杂物进行检测,分析夹杂物的成分、数量、尺寸和氧化物夹杂在试样全横截面上二维分布;通过非水溶液电解侵蚀的方法揭示不通时刻氧化物夹杂的三维形貌;通过投射电镜统计不同尺寸夹杂物的特征和与晶粒尺寸的关系。 (2)热处理过程固态中氧化物夹杂的成分变化热力学研究。热力学计算预测研究不同温度下钢中年非金属夹杂物与钢基体反应的可能性,确定在热处理过程中固态钢基体与氧化物夹杂的反应机理和影响因素,实现对热处理过程中钢中氧化物夹杂的有效控制。 (3)热处理过程钢中氧化物夹杂的转变速率动力学研究。建立了一个热处理过程氧化物转变动力学模型,模型考虑了不同尺寸和不同成分的氧化物夹杂与钢基体的传质和化学反应,可以有效预测不同温度下的热处理过程中夹杂物的转变率。
北京科技大学 2021-04-13
超洁净齿轮钢中非金属夹杂物控制关键技术
汽车工业是衡量一个国家经济发展水平的重要标志,汽车齿轮是汽车上重要的传动零件,齿轮质量的高低决定着汽车性能的好坏。通常,高质量的齿轮钢应具有四个方面的质量指标,即窄的末端淬透性宽、洁净度高、细小均匀的晶粒度和优良的表面质量。齿轮钢的洁净度对于齿轮钢产品性能具有重要影响,其中大颗粒的脆性点状不变形夹杂、呈串状分布的 Al 2 O 3 对齿轮钢的疲劳寿命最有害。而为了细化晶粒,通常需要在齿轮钢中保持一定的酸溶铝含量(0.010%-0.040%)。因此,必须解决如何在保持一定酸溶铝含量的情况下尽量减少钢中的 Al 2 O 3 夹杂物含量的难题。 (1)齿轮钢精准钙处理改性夹杂物模型。为控制齿轮钢中的串状脆性点状不变形 Al 2 O 3 夹杂物,同时进一步改善齿轮钢的水口结瘤,需要对于齿轮钢中的Al 2 O 3 夹杂进行改性处理。通过改性处理的方法将钢中的 Al 2 O 3 夹杂物改性为低熔点的液态夹杂物,增强其轧制过程的变形能力以减少大颗粒脆性串状不变形夹杂对齿轮钢疲劳寿命的影响,也可改善水口结瘤现象。但必须要关注的是,喂钙量对于夹杂物的改性效果具有重要的影响,喂钙量过低无法将钢液中高熔点的Al 2 O 3 及 Al 2 O 3 ·MgO 完全改性,而喂钙量过高则导致生成更高熔点的 CaS 及 CaO生成,从而恶化齿轮钢产品质量。同时钢液成分对于钙处理具有较大影响,而目前大多数企业还仅通过钙铝比指导现场的喂钙操作。本项目基于不同喂钙速度、钙线插入深度的统计,得到最优喂钙速度和钙线插入深度下稳定的钙收得率,并结合喂钙操作过程中导致的钢液增氧以及喂钙后至中间包浇注钙损,对超洁净齿轮钢不同钢液成分条件下钙处理进行热力学计算,确定了超洁净齿轮钢的不同成分条件下最优的喂钙线量,并结合精准钙处理软件,实现超洁净齿轮钢在线精准钙处理,通过理论计算并结合现场钙收得率,进一步优化现场的喂钙操作。 (2)电磁搅拌对超洁净齿轮钢铸坯中夹杂物的影响研究。电磁搅拌使钢液在交变电磁场中产生电流,通过电磁力来控制钢液的流动、传热及凝固过程。目前国内普遍认为电磁搅拌可以提升铸坯的表面质量、提高钢的洁净度、扩大铸坯的等轴晶区、降低元素中心偏析,同时减轻或消除中心疏松和中心缩孔等作用。但也有报道随着结晶器电磁搅拌强度的增加,铸坯表层附近的负偏析更加严重,同时加剧枝晶转变区域的正偏析,恶化铸坯的均质性。为进一步明晰结晶器电磁搅拌对于超洁净齿轮钢夹杂物的影响,本项目通过对于有结晶器电磁搅拌和无结晶器电磁搅拌两种工况下,铸坯全断面夹杂物扫描,研究不同电磁搅拌条件对齿轮钢铸坯中夹杂物的影响,结合铸坯宏观偏析、微观组织等结果,优化结晶器电磁搅拌参数,从而提高齿轮钢的产品质量。
北京科技大学 2021-04-13
高硫齿轮钢中非金属夹杂物控制关键技术
含硫齿轮钢中 S 含量通常为 0.015-0.02%,同时为了保证钢水可浇性,生产过程中采用钙处理。目前是先喂 Ca 线,软吹后再喂入 S 线,由于 CaS 的生成,导致 Ca 和 S 的损耗大,收得率不稳定。由以上可知,目前制约含硫齿轮钢生产过程中的主要因素之一是钢中非金属夹杂物,因此,很有必要对含硫齿轮钢生产过程中洁净度进行控制与提升。 (1)高硫齿轮钢中硫化物控制技术。开展硫化物生成热力学计算,确定不同钢液成分对钢中硫化物析出种类及析出温度的影响;进行硫化物析出及长大的相关动力学计算,确定硫化物析出尺寸及析出量随温度、反应物浓度的变化。同时研究了氧化物和硫化物的联合控制研究,研究总氧含量对硫化物夹杂含量及形貌的影响,研究不同类型氧化物与钢中析出的硫化物的大小、数量和分布的关系,确定有利于钢中 MnS 弥散分布的氧化物夹杂种类,实现高硫齿轮钢钢中氧化物和硫化物的联合控制,降低 A 类夹杂物评级。 (2)高硫齿轮钢精准钙处理改性夹杂物模型。高硫齿轮钢生产时采用 Al脱氧使得钢中生成大量的以 Al 2 O 3 为主的高熔点夹杂物,为了避免浇注过程水口结瘤以及减小高熔点 Al 2 O 3 夹杂物在后续轧制过程中对钢材质量的危害,生产过程中需要进行钙处理将钢中的高熔点夹杂物改性为低熔点的液态夹杂物。然而,钙的加入量存在一个合适的范围,过多的钙加入形成的大量的 CaS 同样会导致水口结瘤。本项目基于吉布斯自由能最小的原理,对“高硫齿轮钢-夹杂物”进行热力学平衡计算,并根据“高硫齿轮钢-夹杂物”反应平衡相图,得到“液态窗口”的加钙范围,实现了高硫齿轮钢生成过程中的精准钙处理控制。
北京科技大学 2021-04-13
奥氏体不锈钢中非金属夹杂物控制关键技术
随着我国国民经济的不断发展,对不锈钢表面质量提出了更高的要求。超洁净不锈钢被广泛地应用于高端电子产品 Logo、高端装饰行业、以及核电行业等对表面质量严格要求的领域。高等级光亮表面不锈钢板对成品表面质量几乎是零表面缺陷要求,此类钢产品时炼钢冶炼难度极高,主要是由于其钢中非金属夹杂物控制存在以下三个难题: (1)高熔点的夹杂物造成了冷轧板产品线鳞缺陷; (2)冷轧板表面抛光后不变形夹杂物引起的麻点类缺陷;(3)氮化钛夹杂物引起的冷轧板达到米级别的长条纹缺陷。此前,我国超洁净不锈钢产品完全依赖于国外进口。因此,开发超洁净不锈钢冶炼关键技术为打破此领域国外产品及技术垄断、实现国内自主生产做出了卓越贡献。 (1)不锈钢冶炼脱氧及原辅料成分设计技术。对于不锈钢冶炼原材料的控制方面,国内企业生产时更倾向于买价格低廉的铁合金等原材料,从而降低生产成本,但是对于铁合金及铁合金对不锈钢冶炼的影响研究几乎为空白。国外学者对于铁合金做过一些研究,但主要是集中于铁合金洁净度对碳钢的影响,关于铁合金对奥氏体不锈钢夹杂物的研究很少。同时,国外学者研究铁合金的种类主要集中在铝含量上,然而对铁合金中钙含量对不锈钢的影响却未见报道。本项目首先提出了使用低铝无钙铁合金,降低钢中的酸溶铝含量,同时降低钢中 Al2O3含量,从而提升夹杂物变形能力,但此类铁合金成本较高。在此基础上又提出了使用高铝高钙铁合金,此类铁合金只是在冶炼传统高铝无钙铁合金添加小部分的钙,成本增加极低,但是由于钙的添加,可以在最初夹杂物生成之时就显著提升夹杂物中的 CaO 含量,从而显著提升夹杂物变形能力。 (2)超洁净不锈钢精炼渣成分设计技术. 传统的铝脱氧不锈钢都是通过高碱度精炼渣提升钢材的洁净度,减少钢中夹杂物数量。但是本项目发现即使把钢中总氧降低到 10 ppm 以下也不能解决其高 Al 2 O 3 含量的夹杂物造成的线鳞缺陷。因此通过对硅脱氧不锈钢中精炼渣碱度由原来的 2.3 降低到了现在的 1.6,虽然夹杂物的总数量没有降低,但是成功的把钢中的夹杂物控制在低熔点区,显著地提升了夹杂物的变性能力,有效地改善了高表面质量奥氏体不锈钢产品的线鳞缺陷和表面抛光缺陷。此外,本项目对调整精炼渣成分的研究非常全面,国内学者研究的炉渣碱度对钢中夹杂物的影响,其中只研究碱度为 1.0 和 1.5 的个别情况,这样很难确定出最优精炼渣成分;本项目研究应用 FactSage 热力学计算软件建立了渣-钢-夹杂物平衡反应热力学模型,通过模型研究了不同精炼渣成分对钢液成分、脱硫、夹杂物成分、夹杂物熔点、耐火材料侵蚀等的影响。通过对 400 种不同精炼渣系进行设计优化,确定精炼渣成分;同时,在实验研究方面,本项目从碱度 1.0-2.3,连续考虑了 9 中不同的碱度对不锈钢中夹杂物的影响,此外还研究了4种不同渣中MgO含量和4种不同渣中Al 2 O 3 含量对不锈钢中夹杂物的影响,从而更系统准确地确定了有利于超洁净不锈钢夹杂物控制的最优精炼渣成分。 (3)不锈钢精准钙处理改性夹杂物模型。通过可用改性处理的方法将钢中的夹杂物改性为低熔点的液态夹杂物,增强其轧制过程的变形能力以减小其对钢材质量的危害,也可避免水口堵塞现象。然而,钙处理喂钙线量的多少对钢中夹杂物的变性效果影响很大。但是大多数钢铁企业只是知道需要钙处理,对于钙处理时最优喂钙线量并没有太多理论研究,因此,在实际生产过程中经常出现钙处理效果不好、甚至钙处理后产品质量更差的现象。本项目通过对超洁净不锈钢不同钢液成分条件下钙处理进行的计算,确定了超洁净不锈钢的不同成分条件下最优的喂钙线量,可实现在线对不锈钢中夹杂物的精确钙处理改性控制,与国外同类型模型相比,实现了了不锈钢生产过程在线应用,考虑的反应物和产物更全面,计算结果更直观。
北京科技大学 2021-04-13
山东省银光钰源轻金属精密成型有限公司
山东银光钰源轻金属精密成型有限公司位于临沂市费县经济开发区,是山东银光化工集团旗下的镁铝合金新材料深加工企业。公司注册资本1.11亿元,占地面积15.6万平方米。 公司通过TS16949:2009、ISO14001:2004、OHSAS18001:2007体系认证。公司拥有280-2500T压铸机14台(其中900-2500T全自动压铸岛7座),JSW半固态触变成型机2台,680-2000T挤压机11台,并配备镁铝合金熔炼炉以及各类数控加工设备300余台(套)。公司拥有X光无损探伤机、三坐标检测机、金相分析仪、硬度试验机、强度试验机、直读光谱仪等检测设备。 公司主要生产汽车零部件、航空高铁产品、3C产品、镁合金型材、牺牲阳极等。
山东省银光钰源轻金属精密成型有限公司 2021-09-03
农用抗真菌剂苯菌酮的合成新技术
苯菌酮 (Metrafenon) 属于农用抗真菌剂,用于防治谷物的粉霉病,也用于防治葡萄的霉斑 病。在国际上目前主要有巴斯夫公司生产。华东理工大学率先在国内开发成功苯菌酮合成路 线,打破了国外的垄断,形成具有中国特色的苯菌酮合成工艺,做到工艺简便、收率高。所开发的苯菌酮解决了6-甲基-2-甲氧基苯甲酸合成的难题,也解决另一个关键中间体三甲 氧基甲苯的绿色合成。这二个中间体经过溴化、酰氯化和傅克反应即得目标产物。
华东理工大学 2021-04-11
高效酿酒微生物功能菌剂的开发及应用
成果描述:项目把现代生物工程技术与传统酿造发酵技术相结合,利用自转化育种功能性菌株及各种酿酒发酵有益菌株,研制开发出各类新型微生物菌剂,既可有效利用和降低各类白酒生产原材料中残余淀粉含量,提高酿酒原料的利用率,增加出酒率,减少废弃丢糟的排放;还可根据不同人群饮食文化的嗜好,采用不同微生物菌种配合和工艺改造,生产出具有不同风格特点的新产品类型,实现经济、社会及环保效益的和谐统一。市场前景分析:本项目成果技术应用覆盖生物工程、生物化工、食品酿造等工程技术领域。由于核心技术是淀粉质材料的高效利用和酒精成分、风味物质的有效生成,因而相关技术成果适用于不同规模白酒发酵生产企业以及各类酿造食品及发酵饮料等传统和现代酿造生产企业选择性使用。本项目已在部分企业得到生产规模应用,产品市场前景良好。与同类成果相比的优势分析:针对各种原料的专用酿酒微生物制剂系列,为浅褐色粉粒,分别含多种高活性酿酒酶类和各种香型生香酵母,100斤粮食出酒率为50度白酒80-120斤。年产300吨,年销售收入300万元。国内领先。
四川大学 2021-04-10
新型MD菌群多效营养和生态激活剂
本项目已建立目前国际领先 的生物养殖、环境污染治理的专 用优势菌群产品生产线,已开发 出拥有自主知识产权的 M D菌群 系列产品及其配套处理工艺与设 备。同时,进 一步DNA分子进化技术对适应性菌群功能优化,激活生物链的顶层输送,进行原生态平衡的自驱动治理和 重建良性的生态系统,促进生物量生产力的提高和水域活力的恢复。 该系列新型MD菌群生态活性剂产品普遍应用于经济动物养殖和水域环境治理等领域,包括水产养殖 的水质调控;高营养饲料添加剂;农业生产中的高效活性菌肥;土壤中毒性有机物及镉、铅重金属离子 污染物高浓度工农业有机废水的处理及资源清洁等。
中山大学 2021-04-10
一种复合免疫强化剂及其制备方法和应用
本技术成果创造性地采用廉价的原料生产了一种复合免疫强化剂。该制剂含有益生菌、蛋白质、脂 肪、维生素B、卵磷脂、淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶、麦芽糖酶、磷、钙、铁等矿物质及微量元素。
中山大学 2021-04-10
一种微波吸收增强剂及其制备方法和应用
本发明公开一种微波吸收增强剂及其制备方法与应用,该微波吸收增强剂为表面附着一层纳米Fe3O4磁性材料的路用石料,其中,纳米Fe3O4磁性材料的质量分数为5~15%。其制备方法为:(1)将亚铁盐和铁盐溶于蒸馏水中分别配制成浓度为0.5~10mol/L的溶液;(2)在隔氧环境下,将亚铁盐溶液、铁盐溶液和氨水按摩尔比Fe2+:Fe3+:OH-=1:1.6~2:8~16的量先后喷洒在路用石料表面,然后加热并搅拌20~30min;(3)将表面反应后的路用石料放入50℃~70℃的烘箱中加热直至完全干燥;(4)将干燥后的石料加热至80℃使反应残留物分解除去,得到微波吸收增强剂。将这种微波吸收增强剂部分或全部替代普通集料加入到沥青混合料中,可显著提升沥青混合料的微波加热升温速率和微波能量利用率。
东南大学 2021-04-11
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