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2019年 54卷 3期
刊出日期：2019-03-15
综合论述
原料与炼铁
炼钢
压力加工
钢铁材料
环保与能源
综合论述
1
康永林， 田 鹏， 朱国明
热宽带钢无头轧制技术进展及趋势
首先回顾分析了热宽带钢无头轧制技术的发展历程及趋势，针对不同工艺流程生产热宽带钢的冶金工艺特征进行了比较；其次，从无头轧制板带产品的尺寸精度、组织性能均一性、稳定批量生产超薄规格板带、成材率及工序能耗以及钢材品种和应用等方面，总结分析了中国热宽带钢无头轧制技术开发及应用进展情况；同时，结合实例具体讨论了无头连铸连轧（ESP）生产低碳/微碳钢工艺及组织性能分析与控制方法；最后，结合中国热轧板带的产线、产能、产品等实际情况提出了发展热宽带钢无头轧制技术的建议。
2019 Vol. 54 (3): 1-8 [
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9
尚海霞， 李海铭， 魏汝飞， 龙红明， 李 凯， 刘文臣
钢铁尘泥的利用技术现状及展望
钢铁企业生产过程中产生大量以铁元素为主要成分的粉尘、污泥，统称为尘泥。钢铁尘泥是钢铁行业固废的重要组成部分，尘泥中含有铁、碳、锌、钾、钠等有价元素，如果直接堆放或排放，必然会造成环境污染，且尘泥中的有价元素也没有得到有效利用。钢铁企业应基于对不同类型尘泥的组成特性的了解，明确尘泥回收利用想达到的最终目的与效果，选择合适的方法与设备。对现有钢铁尘泥的利用技术与方法进行分析，并提出火法与湿法相结合的形式是未来尘泥处理的主要方向。
2019 Vol. 54 (3): 9-17 [
摘要
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原料与炼铁
18
张雪松， 徐 萌， 武建龙， 王 伟， 吉立鹏， 骆振勇
炼铁流程硫解析及降低硫质量分数措施分析
为降低京唐烟气硫排放及解决铁水中硫质量分数偏高的问题，通过计算分析京唐烧结工序、球团工序、高炉工序硫平衡，得到烧结硫负荷来源权重最大为混匀矿，约占带入硫总量的43%（质量分数）；球团硫负荷来源权重最大为矿粉，占带入硫总量的98%；高炉硫负荷来源权重最大为燃料，占带入硫总量的94%。根据对每道工序硫分布情况的详尽分析，得到降低京唐烧结、球团、高炉废气及铁水中硫质量分数措施，即减少高硫矿粉（如秘鲁粉、自产加工粉等）的配比和降低燃料中硫质量分数，同时应进一步提高高炉碱度与铁水温度。
2019 Vol. 54 (3): 18-22 [
摘要
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23
宋 阳， 狄瞻霞， 刘 颖， 龙红明， 王 平
高炉死料柱状态及其对铁水流动的影响
铁水环流是影响高炉炉缸侵蚀的重要原因，而导致铁水环流的主要因素是死料柱状态，通过对高炉料柱受力分析，判断高炉死料柱状态，为了判断高炉死料柱状态及其对铁水环流的影响。通过对高炉料柱受力分析，判断高炉死料柱状态，并在此基础上模拟死料柱状态对铁水流动的影响。研究结果表明，大型高炉正常出铁时，死料柱基本处于沉坐状态；当死料柱底部中心沉坐时，铁水在无焦区域相对活跃，流速更大，对炉缸侧壁剪切应力更大，对炉缸侧壁以及出铁口下方区域冲刷更加严重。
2019 Vol. 54 (3): 23-28,34 [
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29
刘 洋， 李东涛， 马 超， 赵 鹏， 何亚斌， 徐荣广
沥青配比与焦炭质量之间的关系
为了提高焦炭强度及粒度，利用40 kg试验焦炉研究了不同沥青添加方式（型煤中添加或直接添加）以及不同沥青添加比例对配煤焦炭质量的影响。研究结果表明，将沥青按照6%的比例配入型煤，随着型煤配比的逐步增加，焦炭的强度和粒度均明显改善，且与沥青比例存在很好的相关性；当配入30%比例的型煤时，型煤中沥青的配比与焦炭质量也存在较高的相关性；直接配加1.8%沥青比将同比例沥青加入型煤可得到冷强度和粒度组成更优的焦炭，但焦炭的热强度稍差。
2019 Vol. 54 (3): 29-34 [
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炼钢
35
雷家柳， 赵栋楠， 朱航宇， 蒋跃东
基于IMCT理论的CaO-SiO2-MgO-Al2O3-Na2O渣系的脱硫热力学模型
为了精确表征含Na2O渣系的脱硫能力，改善脱硫效果，基于熔渣离子与分子共存理论（IMCT）建立了CaO-SiO2-MgO-Al2O3-Na2O渣系结构单元的作用浓度计算模型和1 753 K时该渣系的脱硫热力学模型。并对渣系的总硫分配比及各自硫分配比的影响因素进行了讨论分析。理论结果表明，除LS， MgS外，随着Al2O3质量分数的增加，该渣系的脱硫能力明显下降，而MgO和Na2O质量分数的增加，对提高渣系的脱硫能力具有明显的促进作用。此外，少量的Na2O即可表现出很强的脱硫效果，这为含有Na2O的冶金二次资源在铁水脱硫过程中的应用以及铁水脱硫渣系的优化提供了必要的理论依据。
2019 Vol. 54 (3): 35-41 [
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42
徐掌印， 李保卫， 赵增武
含铌铁水中碳和硅的氧化规律
为了研究铌在铁水吹氧冶炼过程中的氧化规律，在中频炉内进行了加入碱度分别为0.538和1.5的CaO-SiO2-Al2O3系造渣剂和不加渣的含铌铁水底吹氧气的冶炼试验。铁水温度为1 550 ℃时，研究了含铌铁水中硅、碳和铌的氧化规律，并利用FactSage软件进行了不同温度与不同碱度的造渣剂和无渣氧化铁水中各元素的热力学平衡计算。结果表明，高温吹炼使铁水中的碳优先于铁水中的硅氧化，而低温吹炼则促进铁水中硅优先于碳氧化；降低造渣剂碱度促进铁水中碳氧化、抑制硅氧化，碳和硅的氧化转化温度为1 490 ℃；在吹氧冶炼终点，加入碱度为1.5的造渣剂，铁水中硅质量分数下降到0.138%时，铌开始氧化减少，而加入碱度为0.538的造渣剂，铁水中碳质量分数下降到0.61%，硅质量分数升高到0.56%，铌质量分数不变，因此含铌铁水可通过加入低碱度造渣剂高温吹氧冶炼为含铌钢水。
2019 Vol. 54 (3): 42-46 [
摘要
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压力加工
47
孙建亮， 李 凯， 杜兴明， 彭 艳
基于配合辊系的楔形板矫直工艺
采用常规矫直辊系矫直楔形板严重降低了楔形板矫直范围和效率，为了提高楔形板矫直厚度范围和矫直质量，提出了一种基于配合辊系（大直径矫直辊系和小直径矫直辊系）的楔形板矫直方法。首先研究了配合辊系矫直机辊径、辊距与楔形板矫直效果的关系，设计了楔形板矫直机配合辊系，给出了矫直工艺方案；然后给出了配合辊系矫直楔形板的分区原则，基于有限元法建立了基于配合辊系的楔形板矫直过程有限元模型，仿真结果与实测结果一致，验证了有限元模型的正确性；最后对基于配合辊系的楔形板矫直过程进行仿真，计算了常规辊系和配合辊系下楔形板矫直力及残余应力，分析了不同板厚分区对楔形板矫直效果的影响，结果表明，配合辊系设计方案适合楔形板矫直过程且矫直效果较好。
2019 Vol. 54 (3): 47-55,62 [
摘要
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56
张玉涛， 杨光辉， 张高尚， 韩月林
2 250 mm CVC四辊热轧机轧制带钢金属的横向流动
为了提高2 250 mm CVC四辊热轧机板形控制精度，使用非线性有限元软件MSC Marc建立了动态刚性轧辊-弹塑性轧件耦合模型，分析了带钢金属的横向流动规律。为提高精度，采用静态弹性辊系-弹塑性轧件耦合模型得到有载辊缝形状作为动态仿真的初始辊形。分析发现，金属横向流动值随着距轧件中心距离的增大逐渐增大；摩擦力是影响不同厚度间金属横向流动差别的重要因素；金属的横向流动量与压下率、弯辊力、来料凸度以及窜辊量呈线性关系。为了定量分析各因素与横向流动的关系，建立了各因素的影响系数函数，并进行正交试验及方差分析判断交互关系，最后建立插值计算模型，并通过仿真结果验证了其正确性，为相应轧机的在线板形控制提供参考。
2019 Vol. 54 (3): 56-62 [
摘要
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钢铁材料
63
龚志华， 何 禛， 包汉生， 杨 钢
2Cr12NiMo1W1V超临界汽轮机叶片用耐热钢的热变形行为
为了解决2Cr12NiMo1W1V耐热钢在锻造过程中晶粒粗大和组织不均匀的问题，利用Gleeble-3800热模拟试验机，在变形温度为1 000～1 200 ℃、应变速率为0.01～10 s－1、变形量为70%的条件下，研究和分析了2Cr12NiMo1W1V耐热钢的高温塑性变形和动态再结晶行为。结果表明，该耐热钢的真应力-应变曲线具有动态再结晶特征。再结晶晶粒尺寸随着变形温度的增加或应变速率的降低呈增加趋势，在变形温度为1 150～1 200 ℃，应变速率为0.01 s－1时，晶粒尺寸急剧增加。在真应力-应变曲线的基础上，建立了材料热变形本构方程，其热激活能为453.74 kJ/mol。根据峰值应力绘制了合金的热加工图并获得在各加工条件下的效率值，合金的最佳热加工区间为变形温度为1 000～1 150 ℃、应变速率为0.1～1 s－1以及变形温度为1 060～1 125 ℃、应变速率为0.1～10 s－1。
2019 Vol. 54 (3): 63-68 [
摘要
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69
王占花， 惠卫军， 张永健， 郝彦英， 戴观文
控轧控冷中碳非调质钢的高周疲劳性能
采用中碳非调质钢制造的轴类等零件常承受交变载荷，因而对钢材疲劳性能具有高的要求。为了评估控轧控冷工艺生产的非调质钢棒材的疲劳性能，利用旋转弯曲疲劳试验机研究了一种常用的钒微合金化中碳非调质钢38MnVS及对比钢38MnS的高周疲劳性能。结果表明，与38MnS钢相比，38MnVS钢中铁素体体积分数增加，组织明显细化；相分析表明约有54%的钒处于M（C，N）相中，且尺寸小于10 nm的M（C，N）粒子质量分数为32%，这些细小粒子的析出强化增量约为116 MPa。38MnVS钢的疲劳极限较38MnS钢提高了62 MPa，提高幅度约为18%；疲劳极限比从38MnS钢的0.43提高到38MnVS钢的0.48。M（C，N）相的析出强化及组织细化是38MnVS钢较38MnS钢具有优异疲劳性能的主要原因，但其疲劳性能仍低于锻态非调质钢。根据试验结果及文献数据，给出了预测铁素体＋珠光体型非调质钢疲劳极限的简便方法。
2019 Vol. 54 (3): 69-75 [
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76
张晓东， 夏佃秀， 王守仁， 张云山
奥氏体化温度对51CrV4钢淬火组织和性能的影响
为了找出51CrV4钢最佳的奥氏体化温度和最佳的综合力学性能，研究了奥氏体化温度对51CrV4钢淬火组织和性能的影响。试验结果表明，随着奥氏体化温度的升高，奥氏体晶粒逐渐长大，淬火后组织硬度呈先增大后减少的趋势，经460 ℃回火后的强度先增大后减小；当奥氏体化温度为880 ℃时，奥氏体晶粒细小均匀，得到的马氏体组织致密，强度和硬度均达到最大值；当奥氏体化温度达到910 ℃时，奥氏体晶粒粗大，而且试验钢出现明显的脱碳现象，强度、硬度和塑性明显下降。研究表明，在实现完全奥氏体化前提下，为保证晶粒均匀且不出现脱碳现象，51CrV4钢获得良好性能的最佳淬火温度为880 ℃。
2019 Vol. 54 (3): 76-81,95 [
摘要
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239
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87
金洋帆， 臧其玉， 张 拓， 杨弋涛
Cr13系铸造马氏体不锈钢铌和碳的合理配比关系
铌作为常用的微合金元素，常被用于细化晶粒、改善钢的强度与韧性，而在不锈钢中关于铌与碳化物质量分数的定量关系以及铌和碳的合理配比的研究工作尚不够深入。通过对不同铌质量分数的1Cr13与3Cr13马氏体不锈钢的组织、碳化物质量分数等进行观察和测量，总结出了比较合理的C-Nb关系式以及这两种元素对碳化物质量分数的影响的定量关系，并结合文献提出了铌元素对Cr13系列马氏体碳化物沉淀的影响原理。结果表明，铌会促进碳化物的沉淀并改变碳化物的成分（碳化物中出现铌元素），并且随着铌质量分数的增加，Cr13系列马氏体不锈钢中的碳化物都出现了指数型增长。得出Cr13系列马氏体不锈钢中碳化物的质量分数与碳和铌的质量分数存在指数型关系，同时合理的C-Nb关系配比呈线性。
2019 Vol. 54 (3): 87-95 [
摘要
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环保与能源
96
李小明， 王建立， 吕 明， 尹卫东， 崔雅茹， 赵俊学
不锈钢酸洗污泥用作炼钢造渣剂的试验
酸洗污泥产量大、污染严重且难处理，常规固化填埋占用土地且浪费资源，将酸洗污泥配入电炉作为造渣剂使用，在生产中回收其中金属铁、铬和镍，并发挥CaO、CaF2等辅料功能，可实现污泥在冶金过程的资源化利用。通过FactSage热力学软件计算发现酸洗污泥中的金属铁、铬和镍绝大部分可回收进入金属液中，且金属液硫质量分数最高为0.014%，不会使金属液增硫。在此基础上，将酸洗污泥制成混合造渣剂，通过静态试验与吹氧熔炼试验发现，当造渣剂与酸洗污泥质量比为1[∶]1时，硫质量分数能够满足钢液要求，铬、镍回收率分别为66.04%和97.90%。
2019 Vol. 54 (3): 96-101 [
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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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