由中國金屬學會和日本鋼鐵協(xié)會共同舉辦的第十三屆中日雙邊鋼鐵技術研討會在北京召開，會議從煉鐵、煉鋼和連鑄等方面相互交流探討了中日最新的技術發(fā)展和研究進展。中日雙邊鋼鐵技術研討會是由中國金屬學會和日本鋼鐵協(xié)會聯(lián)合發(fā)起的，自1981年起每3年在中國和日本輪流舉辦。
此次會議，日方派出了以日本東北大學TetsuyaNagasaka教授為團長的13人代表團參會，就近年來鋼鐵冶金新技術、新進展和基礎研究工作等方面進行了深入交流。《中國冶金報》記者從此次會議感受到，提高產品質量和加強資源充分有效利用是日方交流的重點，折射出日本當前鋼鐵生產領域的主要研究方向，受到與會者的普遍關注。
鐵水脫硫和夾雜物控制備受關注
此次會議上，日本學者對鐵水脫硫和夾雜物控制這兩個問題進行了大量的研究。
JFE鋼鐵株式會社MatsuiAkitoshi的報告《機械攪拌高效鐵水脫硫工藝的發(fā)展》受到了參會人士的普遍關注。該報告研究了攪拌條件對鐵水脫硫反應的影響，旨在改進機械攪拌脫硫工藝的效率。他們在1:8的水力學模型和70千克規(guī)模的鐵水中進行了試驗。試驗表明，流場分布取決于槳葉產生的漩渦，而改進脫硫效率的一個重要因素是鐵水的完全流動分布，它可以由槳葉的旋轉速度來確定，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(guī)模和商業(yè)規(guī)模的鐵水包內進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%。
日本東北大學的MikiTakahiro指出，在高質量鋼的生產過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，因而對鋼的質量造成很大的影響。
他研究了鋼在精煉過程中氧化物和硫化物夾雜物形成的熱力學狀態(tài)，通過研究CaO-Al2O3-MnO氧化物和(Ca,Mn)S固溶體之間的相互關系，得出硫在氧化物熔體中的溶解度。同時，他還研究了在Fe-Mn合金中Al和O含量之間的關系，以了解二次精煉過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MnO含量的增加而提高，但溫度的影響較小。在1873K（1600℃）時，F(xiàn)e-30%Mn合金中氧含量通過加入0.01%的Al降至10ppm。
日本大同特殊鋼公司的NorioHonjo則研究了無氟化物(CaF2)精煉對結構鋼生產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)會進行標準化。而由于日本標準化協(xié)會改變了標準，規(guī)定渣中氟化物的含量應小于4000ppm，因此，要求在煉鋼精煉過程中采用無氟精煉。但由于無氟渣的流動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高Al2O3、低SiO2而增加。此外，低aSiO2時，硫的分配比也提高。
表面質量改善提高鋼材性能
為提高鋼坯的表面質量，日本神戶制鋼公司的MiyakeTakashi研究了含Al-Trip鋼鋼坯表面質量的改善。他指出，在連鑄過程中由于鋼中的鋁和保護渣中SiO2間的化學反應，使高鋁鋼在連鑄中保護渣成分的變化波動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。這種情況下易產生一些問題，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生波動，最終導致鋼坯表面質量下降，特別是在連鑄Al-Trip鋼珠光體鋼的情況下，表面質量的惡化變得更為顯著。
為此，神戶制鋼開發(fā)了新型結晶器保護渣，這種保護渣即使在化學成分發(fā)生變化的情況下，仍能保持其潤滑作用和傳熱特點。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(wěn)定的LiAlO2小晶體，保證了坯殼的均勻冷卻。同時，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(wěn)定的操作，因此能夠達到改善鋼坯表面質量的效果。
日新制鋼株式會社YutakaHiraga介紹了在Kure鋼廠2號板坯連鑄機上應用中間包墊來提高換包點附近板坯質量的技術方法。在有些情況下，電鍍板表面會由于暴露的夾雜物而出現(xiàn)“亮點”缺陷。經研究得出，這些夾雜物是鋼包渣，它們由于在換包點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，特別是在包壁附近，采用了中間包墊，以促進周圍渣的懸浮，其結果可使“亮點”缺陷減少一半。采用中間包墊以后，中間包中的流動變得安靜穩(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)。日本東北大學的NagasakaTetsuya教授通過對CaO-Fe2O3-ZnO系中所顯示的相平衡關系，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的熔劑或高爐煉鐵時的鐵原料。該工藝包括兩個反應：一是電爐粉塵與CaO反應，二是粉塵中的ZnO與金屬鐵產生的金屬熱還原。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實現(xiàn)。
高爐生產中CO的利用。名古屋大學的KuwabaraMamoru教授研究了層狀爐料結構的數(shù)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的利用是一個重要的任務，一方面可以減少CO2的排放，同時也可節(jié)省有限的煤資源。因此，他提出了一種簡單的數(shù)值模擬方法，其名為NEUCOLS（層狀結構中CO利用的數(shù)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狀況和煤氣通過料層的分散性，以搞清它們對CO利用的影響。該研究討論了爐料分配參數(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，該計算模型的計算時間只需數(shù)分鐘。