钢铁
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2019年 54卷 1期
刊出日期：2019-01-15
综合论述
原料与炼铁
炼钢
压力加工
钢铁材料
环保与能源
技术交流
综合论述
1
李新创
新时代钢铁工业高质量发展之路
站在高质量发展的高度，从供给体系、需求、布局、循环经济、综合效益方面定义钢铁高质量发展。解析钢铁产业高质量发展基础，简要分析钢铁产业高质量发展存在的产品质量、绿色发展、技术装备、智能制造、服务意识、行业秩序、国际化方面深层次问题。研究供给侧结构性改革对中国钢铁高质量发展的重要作用，并结合优秀钢铁企业高质量发展的实践，指出钢铁产业未来应通过工艺技术进步、产品结构升级、绿色发展、标准引领等提高竞争力，实现高质量发展。
2019 Vol. 54 (1): 1-7 [
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原料与炼铁
8
宋鹤锴，吴胜利，阙志刚，周 恒
赤铁精粉配比对烧结矿强度的影响
铁精粉具有铁品位高、脉石矿物含量及有害元素少、价格较低等优点，但由于其粒度过细，会对烧结生产产生不良影响，进而导致其使用受到限制。为了明确铁矿烧结过程中赤铁精粉配比对烧结矿强度的影响规律，采用微型烧结法研究了赤铁精粉配比对烧结液相流动性及其固结强度的影响规律，并在此基础上进一步探究了优化石灰石粒度对烧结矿强度的影响规律，最终为高效使用赤铁精粉提供理论基础。研究结果表明，随着赤铁精粉配比的增大，烧结体固结强度呈现先略微降低，而后在配比为15%时大幅下降（相对于配比10%铁精粉来说固结强度降低了16%），这是由于随着赤铁精粉配比的增大，黏附粉的偏析碱度降低，进而使得黏附粉的液相流动性减小，最终导致烧结矿强度降低。然而，减小石灰石粒度，可以有效改善烧结液相流动性，进而提高烧结矿强度。
2019 Vol. 54 (1): 8-13 [
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14
赵士奇，裴元东，范正赟，周继良，尹尤豪
基于离散元的烧结九辊布料过程仿真
烧结台车料层纵向的粒度分布是影响烧结矿质量的重要因素，而九辊布料对烧结台车上的料层分布起着至关重要的作用。为了研究不同条件下九辊布料的效果，根据某钢铁企业烧结机九辊的实际尺寸建立了三维模型，使用EDEM软件对不同工况的布料过程进行了仿真模拟。结果表明，九辊转速从4 增至40 r/min，料层厚度不变，颗粒的堆积角从55°左右减小至49°左右，料层纵向偏析度先增大后减小，当九辊转速为30 r/min时，料层偏析度最高；当九辊排列的倾斜角度从33°增至43°时，料层高度逐渐降低，料层纵向偏析度先增大后减小，当九辊倾斜角为38°时，料层偏析度最高。
2019 Vol. 54 (1): 14-18 [
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19
邦嘉文，程树森，葛军亮，陈培敦，徐文轩，胡 伟，薛玉卿
泰钢串罐式高炉炉顶插入件设计优化
插入件通常安装在高炉料罐中以延长设备使用寿命，而料罐中安装插入件对料罐和炉喉内炉料粒度分布有重要影响。基于泰钢1 780 m3高炉串罐式无钟炉顶系统，建立等比例三维几何模型，分别在改变插入件安装高度和直径的条件下，对炉料从皮带运动至炉喉全过程进行离散单元仿真计算。统计结果表明，安装插入件使大粒径颗粒分布趋于料罐中心，小粒径颗粒分布在料罐壁面附近；下料罐卸料过程中，安装插入件使颗粒流动模式由“漏斗流”转变为“活塞流”，缩小了炉喉径向平均粒径波动范围。当插入件安装在料罐下部锥形区域高度的1/2，且直径等于料罐出口直径时，炉喉中心区域平均粒径相对较大。对实际料罐插入件的设计与安装以及高炉生产具有重要指导意义。
2019 Vol. 54 (1): 19-27 [
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炼钢
28
张 波，吴 巍，吴 伟，王天明，罗林根，王雨晗
自摆动喷枪喷吹石灰石粉脱磷的水模拟
为了探究自摆动喷枪喷吹石灰石脱磷的可行性，建立了自摆动喷枪喷吹石灰石粉脱磷的冷态模型，用水模拟铁水，PMMA粉模拟石灰石粉，真空泵油模拟炉渣，压缩空气模拟氧气，研究了喷头马赫数、喷孔夹角、枪位、供料速度和石灰石粉粒度对熔池内传输动力学条件的影响。结果表明，拉瓦尔喷头可以用于石灰石粉喷吹，但是马赫数不宜太大，最佳马赫数为1.8；熔池内传输的动力学条件随喷孔夹角的增大逐渐改善，但喷孔夹角过大会导致穿透比急剧减小和喷溅程度急剧恶化，最佳喷孔夹角为25°；试验喷枪最佳操作参数为，枪位200 mm，供料速度1.8 kg/min，石灰石粉粒度0.164 mm。
2019 Vol. 54 (1): 28-32 [
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33
周宇涛，杨树峰，李京社，梁 雪
高级别船板钢生产过程中夹杂物的演变规律
通过采用扫描电镜对船板钢F40中的夹杂物进行全流程系统分析，研究了冶炼过程中夹杂物的形成和演变规律，并采用夹杂物的弹性模量概念对其在轧制过程中的变形机理进行解释。结果表明，LF出站后钢中的主要夹杂物为MgO-Al2O3复合夹杂，在钙处理后夹杂物逐渐向低熔点的CaO-Al2O3-MgO-CaS系夹杂转变。在轧制过程中，高弹性模量的夹杂物，在轧制中相对塑性变形低。热力学计算表明，当船板钢中的w（[Als]）为0.02%～0.04%时，为使夹杂物改性完全，钙处理后钢液中的w（[Ca]）应控制在0.001 8%～0.002 8%。为避免钙处理后生成CaS，可通过控制w（[S]）在0.002 1%以内，减小其对浇注过程和钢性能的不利影响。
2019 Vol. 54 (1): 33-42 [
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43
曾志崎，杨乾坤，艾克南，谢剑波，李 健，付建勋，
49MnVS非调质钢水口堵塞原因分析
非调质钢中含有较多的铝和硫，常在连铸过程中因水口蓄积钙铝酸盐或硫化钙而发生堵塞，影响生产的顺利进行。为了探究非调质钢的水口堵塞原因并提出预防措施，采用X射线荧光分析、X射线衍射分析和热力学计算，分析了非调质钢49MnVS的水口堵塞结瘤物。结果表明，水口堵塞物主要由CaO·6Al2O3、CaO·Al2O3、MgO·Al2O3和金属铁相组成，生产中钙的收得率仅为预期的53.33%；热力学计算表明，水口堵塞的原因是钢液中的钙铝质量比较低，生成了大量高熔点的CaO·6Al2O3和CaO·Al2O3夹杂物，夹杂物在水口处黏附聚集；同时，由于MgO-C质水口耐火材料被侵蚀，MgO在絮流区与Al2O3碰撞生成MgO·Al2O3，铁液滴在夹杂物孔隙中凝固黏结，使堵塞物进一步长大，将水口完全堵塞。因此，可以通过优化喂线操作、控制钢中的钙铝比位于0.127～0.225、改进水口材质等措施来预防水口堵塞。
2019 Vol. 54 (1): 43-48 [
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压力加工
49
矫志杰，何纯玉，丁敬国，王 君，张阔斌，王丽霞
中厚板轧机平面形状控制技术的工业推广应用
为推动平面形状控制技术的工业推广应用，介绍了中厚板轧机平面形状控制技术的基本原理，论述了为实现平面形状控制技术现场应用，中厚板轧机机械系统、液压系统和自动化系统应具备的条件。以唐钢中厚板生产线为例，对液压系统进行改造，采用双伺服阀并联方式，达到20 mm/s的液压压下速度。自动化系统由基础自动化、过程控制系统和人机界面系统协调配合，实现平面形状控制功能。通过采用高次曲线控制模型、轧件长度精确跟踪功能以及高精度厚度计算模型，实现平面形状控制道次的精确厚度变化控制。实际应用表明，投入平面形状控制技术后，中厚板两切产品成材率提高超过0.7%，四切产品成材率提高超过1%，可以显著提升中厚板产品成材率，创造可观的经济效益。
2019 Vol. 54 (1): 49-55 [
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56
南 海，端木樊杰，李静媛，陈雨来
变薄拉深对430不锈钢表面起皱的影响
为了研究变薄拉深对430不锈钢表面起皱的影响，采用DEFORM-2D分析0.56、0.79和1.00 mm 430不锈钢冷轧退火板的拉深-变薄过程，最大变薄率分别为32.14%、26.58%和26.00%，并对0.79 mm厚的板材进行试验验证，测得最大变薄率约为30.38%，与模拟结果接近；通过表面粗糙度数据，可知变薄率越大，改善起皱效果越明显，最优变薄率约为20%，但变薄率太大时，拉深件表面出现明显摩擦划痕；通过EBSD测量，变薄拉深并未改变与起皱相关的{111}〈112〉与{111}〈110〉织构的晶粒体积分数，初步判定通过物理挤压作用可以改善起皱。
2019 Vol. 54 (1): 56-62 [
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钢铁材料
63
陈润农，李昭东，张明亚，王慧敏，杨忠民，雍岐龙
铌微合金化极低屈服点钢的组织与性能
通过超低碳加铌的成分设计和轧后软化热处理工艺成功制备出100 MPa级极低屈服点钢，研究了其组织与性能，并阐述了其软化机理。结果表明，软化热处理前后，试验钢组织均为单一的多边形铁素体，铁素体晶粒和Nb（C，N）析出相随软化热处理温度升高而粗化。特别地，950 ℃软化热处理时重新奥氏体化后的相变铁素体晶粒尺寸超过90 μm。固溶和沉淀强化增量之和与屈服强度随软化热处理温度的变化曲线有很好的对应关系，屈服强度随软化热处理温度升高整体呈降低趋势，主要原因是沉淀强化和细晶强化增量减小，但碳、氮原子重新回溶引起屈服强度回升。试验钢经850 ℃软化热处理获得最佳综合力学性能，950 ℃软化热处理后的强塑性很好，但因晶粒粗大导致韧性极低。
2019 Vol. 54 (1): 63-70 [
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71
蒋光锐，王海全，刘李斌，
过时效工艺对C-Mn-Si高强钢表面选择性氧化的影响
为了研究过时效过程露点调节技术在高强钢上的应用，采用热浸镀工艺模拟器研究了过时效工艺中气氛露点温度（－30、－10 ℃）和温度（250、350 ℃）对一种C-Mn-Si高强钢选择性氧化的影响，分别采用FE-SEM和EDS观察分析了试样表面形貌和化学成分，采用GDOES表征了试样表面的元素深度分布，采用XPS确定了氧化物种类。结果表明，高过时效温度（350 ℃）和高露点温度（－10 ℃），可显著抑制锰和硅在钢表面的选择性氧化，此时试样表面为无定型SiOx、无定型MnOx以及纯态锰。随着过时效温度和露点温度的降低，锰和硅在表面的富集明显增加，同时发现，露点温度对合金表面元素富集峰值的影响比过时效温度更显著。采用低过时效温度（250 ℃）和低露点温度（－30 ℃）时，试样表面出现大量富锰和硅的颗粒状氧化物，由晶态的Mn3O4和MnO2以及硅的非化学计量氧化物SiO1.49和SiO0.93组成。
2019 Vol. 54 (1): 71-78 [
摘要
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79
程 灵， ，孟 利，郭大为，陈 新，韩 钰
取向硅钢服役过程中绝缘涂层劣化规律与评价
为了提高电力变压器运行维护效率，跟踪分析了服役时间为0～35年的主变压器、厂用变压器、配电变压器中取向硅钢绝缘涂层性能及微观形貌特征，并模拟变压器油环境（不同硫质量分数、酸浓度、温度、纸板等）开展了硅钢涂层加速劣化试验，对绝缘涂层的服役性能进行评价。随着变压器运行时间延长，铁芯中硅钢涂层绝缘电阻及附着性逐步下降，涂层表面粗糙并出现腐蚀坑、裂纹等微观缺陷，且在配电变压器中的腐蚀速率大于高电压等级变压器。初步确立了绝缘涂层加速劣化试验条件与变压器实际运行数十年后涂层状态之间的等效关系，可支撑在役变压器铁芯材料服役状态评估及寿命预测。
2019 Vol. 54 (1): 79-84 [
摘要
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85
武绍文，张彩军，吴 哲，
利用聚焦离子束技术构建铁素体三维形态
钢铁行业对铁素体的三维表征、组织演变、物理性能等越来越重视，现如今随着新型设备的引入，带动了研究方法的进步。通过聚焦离子束技术（FIB），构建了EH40级船板钢晶内铁素体、晶界铁素体的三维形态。结果表明，根据试验所得的晶内铁素体的三维形态，可知晶内铁素体是与其他铁素体发生碰撞而形成，并且有亚晶粒的存在。根据试验所得的晶界铁素体，其形态如针状，表面并不平滑，且由于碰撞，在其表面存在凹坑，并且建立了数学模型，展示出其三维形态可能是晶界表面处碳元素的快速扩散所导致的。
2019 Vol. 54 (1): 85-91 [
摘要
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环保与能源
92
王 锋，郄俊懋，吴保华，黄小波，田新中，齐渊洪
烧结烟气污染物排放的计算方法
为了研究烧结烟气污染物排放的定量指标，分析了现有烧结机大气污染物排放标准中存在的问题及标准发展趋势，提出了两种污染物排放的计算方法，一种为折氧浓度计算法，另一种为吨矿计算法，分别从污染物排放浓度、排放强度两个方面给出了污染物排放的计算；同时，在吨矿计算法的基础上，提出了一个区域在特殊时期需要对本区域钢铁企业限产时所需要精确计算的限产方案计算方法，运用这一方法可以精确计算出每一台烧结机的减产比例，不会出现一刀切的现象。这一方法的应用将有利于促进企业提高自身清洁生产水平，有利于清洁生产水平高的企业少限产，而清洁生产水平低的企业多限产。
2019 Vol. 54 (1): 92-95 [
摘要
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技术交流
99
薛立民，范正赟，，朱长军，彭军山，董凤杰，郭海涛
260 t/h大型干熄焦炉环形烟道内墙应力场
为了找到抑制干熄焦内墙损坏的措施，以260 t/h大型干熄焦炉环形烟道内墙为研究对象，采用热应力顺序耦合法，就温度场、装焦量及三角形挡墙对环形烟道内墙变形量的影响进行分析。结果表明，在温度场作用下，内墙的变形量较无温度场时大幅增加，说明热应力是造成内墙变形的主要因素；无论在冷态还是热态条件下，环形烟道内墙变形量都会随着干熄炉内装焦量的增加而逐渐增大；无温度场情况时，三角挡墙对内墙变形的抑制作用更加明显；有温度场作用时，当焦面高度达到4 m以上时三角挡墙对内墙变形有明显的抑制作用。三角挡墙最为合理的高度为1.0 m。
2019 Vol. 54 (1): 99-104 [
摘要
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钢铁
编辑部公告
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中国科协全国学会学术出版道德公约
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公告：《钢铁》2018—2019年论文电子版已全文上网（附下载方式）
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《钢铁》杂志2019年“先进炼钢-连铸工艺与装备”专刊征稿通知
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热烈庆祝《钢铁》杂志被评为“2014中国国际影响力优秀学术期刊”
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《钢铁》创刊60周年纪念特刊征订
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