为了提高RH精炼处理效率及钢水的洁净度,鞍钢股份有限公司炼钢总厂针对RH精炼装置脱碳、氧含量和夹杂物控制等相关工艺进行了研究和改进.通过控制转炉粗钢液中的碳氧含量、快速提高RH真空度、增加提升钢液的驱动气体氩气流量、吹氧强制脱碳、延长真空脱碳时间、增大插入管管径以及改善插入管形状维护等措施,保证了RH精炼的脱碳效果.通过控制钢包及浇注过程增碳,保证了成品碳稳定控制在20×10-6以下;同时优化了RH精炼升温工艺,并开发硅脱氧、镁脱氧及中间包改质工艺,显著降低了钢坯的全氧含量,降低了冷轧夹杂比率,从而确定了合理的RH冶炼超低碳钢工艺参数及RH精炼搬出后超低碳钢增碳的控制工艺

采用TMCP热轧及轧后两阶段控制冷却技术,在试验室制备了含Mo成分的X80级抗大变形管线钢,并利用扫描电镜和透射电镜等分析方法研究了不同冷却条件对组织与性能的影响.结果表明,采用两阶段控制冷却工艺的含Mo成分X80抗大变形管线钢为铁素体-贝氏体双相组织;随加速冷却中开冷温度降低,组织中铁素体含量增加,试样强度降低,屈强比降低,均匀伸长率提高;随加速冷却中终冷温度降低,贝氏体中M/A含量减少,尺寸更细小,分布更分散,试样强度变化不大但均匀伸长率显著提升.分析表明,当铁素体含量一定时,均匀伸长率与贝氏体中M/A密切相关,细小且均匀分布的M/A可提高加工硬化速率,推迟颈缩发生,使均匀伸长率升高.当加速冷却中开冷温度为690℃、终冷温度为450℃时,组织中铁素体的体积分数约为23%、晶粒尺寸约为5μm,M/A岛尺寸约为1μm,组织均匀性良好,试样得到最优的强度塑性匹配

采用ER2209焊丝对双相不锈钢SAF2205与微合金管线钢X65进行熔化极气体保护焊接,获得了具有良好力学性能的异种钢焊接接头.焊接接头不同区域显微组织观察和成分分析表明,微合金钢与不锈钢焊缝间存在异金属熔合区和第二类边界线,熔合区存在Ni、Cr的浓度梯度分布,且硬度高于两侧的焊缝和母材.通过宏观拉伸、缺口拉伸和低温冲击实验测试了焊接接头的力学性能,并获得了接头不同部位在1mol·L-1 NaCl溶液中的极化曲线.拉伸试样断裂发生于强度相对较低的微合金钢母材.焊缝金属的缺口拉伸强度和冲击韧性均略低于双相不锈钢母材,但腐蚀电位略高于母材.微合金钢热影响区与母材力学性能相当,腐蚀电位略高于母材

为了研究铸钢冷却壁的高温工作性能,通过热态实验测试了铸钢冷却壁温度场分布,并首次在铸钢冷却壁上安装了应变片,对其冷面的应变分布进行了研究.在炉温1100℃无渣皮条件下,铸钢冷却壁热面最高温度在600℃左右,低于铸钢相变温度;冷面中心线部位应变在-5×10-4左右,四周平均应变在-3×10-4左右.对冷却水管进行了热阻分析,证实了冷却水管与基体之间融合充分,不存在气隙.验证了铸钢特殊的屈服现象,其在热冲击后应变分布得到明显改善

针对难处理的鲕状高磷铁矿，提出了首先采用高气化性生物质木炭制备含碳球团，然后通过直接还原-高温熔分的方法，成功实现了该铁矿的除磷提铁.直接还原实验采用管式炉.考察了还原温度、生物质木炭加入比例（碳氧摩尔比）和气氛等条件对样品还原行为的影响，并确定了适宜的还原条件为温度1373 K、配碳量0.9、时间15～25 min以及气氛PCO2/PCO=1：1.在此条件下，样品的金属化率和残碳质量分数分别在75%～80%和0.69%～0.11%的范围内.通过对该金属化球团的X射线衍射和扫描电镜-能谱分析发现：还原后样品中的主要物相为金属铁、磷灰石和硅酸三钙；磷没有被还原而仍以磷灰石的形式存在于脉石中.高温熔分实验采用Si-Mo棒高温箱式炉.实验结果得到磷质量分数为0.4%的铁样.在熔分体系中进一步添加相对质量为2%～4%的Na2CO3，可以得到磷质量分数在0.3%以下的铁样.基于以上分析，证明了采用生物质木炭用于高磷铁矿的除磷提铁是可行的

本文首先对双P型辐射管进行实验和数值研究，发现除NOx含量的误差偏大外，其他参数的偏差都在1%以内，证明该模型具有一定的可靠性.在此基础上，将空气分级的理念应用于双P型辐射管，提出一种带支管喷口的分区分级燃气辐射管，并建立相应的数学和物理模型.对比双P型辐射管和分区分级辐射管的模拟结果显示：分区分级燃气辐射管和双P型辐射管内气体的平均流速分别为25.8m·s-1和21.0m·s-1，热效率分别为65.9%和64.2%；分区分级燃气辐射管壁面最高温度为1047℃，壁面最大温差为73℃，比双P型辐射管降低15℃，分区分级后气体平均流速增大，提高了直管和回流管管段的烟气温度和壁面温度，具有更好的温度均匀性

在拉拔速度O.6-0.9mm·s-1、变形温度750-900℃条件下,对具有连续柱状晶组织的BFe10-1-1合金管材进行了无模拉拔成形,研究了变形后的微观组织,探讨了其组织演变规律及机理.在本文工艺参数范围内,晶界平直的连续柱状晶组织BFe10-1-1合金管材在无模拉拔成形后微观组织演变为锯齿形晶界的连续柱状晶组织.随拉拔速度和变形温度的增加,锯齿的齿深不断加大.位错易在接近晶界的区域塞积并跃出晶界,导致在晶界处出现滑移台阶,形成锯齿形晶界;在滑移变形的同时,粗大的连续柱状晶开始转动,加剧了锯齿化的程度.高的热激活能和变形储存能未能及时释放是BFe10-1-1合金保持连续柱状晶组织的根本原因

针对340MPM机组（Multi-Stand Pipe Mill限动芯棒连轧管机组）芯棒服役过程建立三维有限元模型，研究芯棒在服役过程中温度场变化规律.同时，通过对热应力的研究，分析了芯棒热疲劳裂纹萌生机理及裂纹在芯棒内部的扩展规律.对比实测数据与模拟结果，认为所建立的有限元模型能够反映芯棒温度变化趋势.芯棒首次脱管后表面最高温度为630℃，此后经历三次反复的水冷降温和空冷返温过程，冷却结束后表面最高温度为98℃.脱管后，芯棒表面轴向和环向压缩热应力均达到900 MPa，第三次水冷结束时刻，轴向拉伸热应力达到186 MPa，环向拉伸热应力达到221 MPa.芯棒的拉压交变热应力使其表面出现热疲劳裂纹并逐渐扩展，环向裂纹扩展至距表面17.5mm深、轴向裂纹扩展至距表面20mm深时会显著受阻，热应力对轴向裂纹的促进作用强于环向裂纹

以某钢厂210tRH真空精炼装置为原型,根据相似原理建立1∶4水模型,研究了吹气量、浸入深度、真空度以及气孔堵塞对混匀时间的影响.结果表明,RH混匀时间随着吹气量的增加而呈现减小的趋势;随着浸入深度的增加先减小后增大,并存在最佳浸入深度480 mm;随真空室压力的减小而减小;随着吹气孔堵塞个数的增加先减小后增加.利用粒子成像测速技术(particle image velocimetry,PIV)测量了RH精炼过程钢包内二维流场,与数值模拟结果对比,发现钢包内的流体运动主要是从下降管到上升管的循环流动以及下降管周围的回流运动,不活跃区主要集中在渣-钢界面以下浸渍管浸入深度范围内

基于双亚点阵模型,计算了两种不同铌含量的高钢级管线钢在不同温度下Nb、Ti和Al的析出量,测定了不同加热温度和保温时间下奥氏体晶粒尺寸,建立两种钢奥氏体晶粒长大模型.发现Nb含量增加提高了其全固溶温度,并且温降过程中Nb析出量显著增多,在晶界两边析出的细小碳氮化物对奥氏体晶粒长大有显著的阴碍作用.高铌钢加热温度为1250℃时奥氏体晶粒显著粗化,预测模型也不同于1050~1200℃的模型,但相同保温温度下晶粒尺寸明显小于低铌实验钢.通过数据拟合计算出高铌钢的长大激活能远远高于低铌钢,再次证明高Nb的管线钢在1200℃以下能够有效地细化奥氏体晶粒,预测模型与实验值吻合较好