2012年, 第24卷, 第10期　刊出日期：2012-10-15

  

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综合论述
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  不锈钢渣毒性浸出特征及无害化处置现状

  甄常亮,那贤昭,齐渊洪,赵凯

  中国钢铁期刊网. 2012, 24(10): 1-5.

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  自然界堆存的不锈钢渣中，铬的存在状态复杂，且由于其中Cr3+向剧毒的Cr6+转化，故此类不锈钢渣存在严重的铬污染风险，其无害化处置必须引起足够重视。研究显示，不锈钢渣中的6价铬主要以CaCrO4形式存在，毒性较大；而通常认为，以3价或0价存在于铬尖晶石、金属态及氧化物中的铬污染风险小；不锈钢渣铬浸出量在酸性环境下略高于中性环境，而在碱性条件下，随pH值增大，铬浸出量大幅增加；通过现有几种含铬不锈钢渣无害化处置技术的优劣对比，认为若实现含铬不锈钢渣的彻底解毒，宜控制其中铬以稳定矿相存在。
冶炼与加工
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  苏打脱磷剂冲罐法铁水脱磷

  张建良,姜喆,代兵,闫炳基,胡正文,陈家春

  中国钢铁期刊网. 2012, 24(10): 6-10.

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  为研究铁水冲罐法对铁水预处理脱磷效果的影响，向放有一定量苏打的铁水罐中倒入铁水进行铁水脱磷工业试验研究。考察了铁水中Si、Ti浓度、铁水温度以及苏打添加量对脱磷率的影响，并比较了钙系脱磷剂与苏打的脱磷效果。结果表明：铁水中低的硅、钛浓度、低温以及适当的苏打消耗量有助于脱磷；与钙系脱磷剂只有一定的脱磷能力相比，苏打有较强的脱磷和脱硫能力；同时考察了氧气对苏打脱磷效果的影响，向铁水表面喷吹氧气可以减少铁水温降，为铁水的二次预处理提供温降空间，采用苏打铁水二次脱磷后，得到了w［P］＜0.010%的铁水；还考察了苏打脱磷过程中w［Cr］、w［V］和w［C］的变化，铁水中铬浓度几乎不变，钒几乎全部被氧化进入渣中，而碳浓度大约减小了0.2%(质量分数，下同)。
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  高炉喷吹煤粉的灰熔融特性

  任山，张建良，刘伟剑，田昌国，袁宇皓，刘继斌

  中国钢铁期刊网. 2012, 24(10): 11-15.

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  高炉喷吹煤粉的灰熔点太低会加速煤粉颗粒间的聚集及沉积，易导致风口或喷枪前结渣。同时，低灰熔点灰分熔化时会阻碍氧气进入尚未燃尽的煤粉颗粒内部，降低煤粉燃烧率。灰熔点太高，会影响高脱硫及炉渣的排放。因此，灰熔融特性是高炉喷吹煤粉不容忽视的性质。采用灰熔点测定仪和FactSage软件对济钢常用的贫瘦煤、无烟煤和烟煤的灰熔融特性进行对比研究。结果表明：两种方法得到的灰熔点结果具有一致性，煤的灰熔点与煤灰成分密切相关，煤灰的硅、铝含量高，灰熔点就偏高，钙、镁含量高，则灰熔点偏低。这为济钢高炉合理配煤提供了一项重要指标。
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  不同矿种H2-C熔融还原过程中CaO-SiO2-Al2O3-MgO系熔渣的起泡行为

  孙克强，郑少波，郝学宾，龚玥，王东彦

  中国钢铁期刊网. 2012, 24(10): 16-19.

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  在1400℃下，通过300kg级氢碳熔融还原热模拟试验，用渣线测定装置研究了不同矿种在氢碳熔融还原过程中CaO-SiO2-Al2O3-MgO系熔渣的起泡行为，测定了熔渣的起泡高度、泡沫渣厚度、熔渣起泡率等参数。通过计算得到了气泡大小和熔渣的物理化学性质。结果表明，泡沫渣厚度随表观气体流速(反应速率)的增加而增加，表观气体流速相近时又随熔渣的黏度增大而增加。熔渣起泡率最高的矿种为生矿，为3.4。通过对泡沫渣厚度的因次分析，得到了泡沫渣厚度与熔渣黏度、密度、表面张力、气体表观流速、气泡大小及重力加速度的关系。
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  折流式移动流化床改质焦炉煤气预还原铁矿粉的数值模拟

  唐惠庆,毛莹郭占成,叶树峰

  中国钢铁期刊网. 2012, 24(10): 20-25.

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  建立了折流式移动流化床内利用改质焦炉煤气进行气基粉铁矿预还原的数学模型。模型求解采用FLUENT和PHOENICS的联合求解。冷态工况的数值模拟结果和试验结果进行了比较。通过比较床层平均压降和分析气固相的流动行为，对提出的数学模型的可靠性进行了验证。利用所建立的数学模型对利用该反应器和采用改质COG(焦炉煤气)对铁矿粉预还原的工艺过程进行了热态模拟。在模拟的工况条件下，指出了反应器内分布板布置上的缺陷；反应器必须采用气体分布板振动才可以保持气固正常流动，同时保持较小的流化气速。还原气温度的整体降幅达到770K，气相还原势的利用率达到35%，矿粉的还原分数达到0.7，反映出该反应器内良好的气固换热和对还原势的利用率。该反应器在一个紧凑的结构下实现了对还原气热能和还原势的梯级利用。
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  典型离子化合物标准熵的估算模型

  潘聪超，郭培民，赵沛，庞建明

  中国钢铁期刊网. 2012, 24(10): 26-28.

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  提出了用于估算典型离子化合物标准熵的双参数模型。此模型可以用来估算由碱金属、碱土金属与氧族元素和卤族元素组成的离子化合物的标准熵。模型通过回归求解给出了估算时各元素的估算参数值。由此模型估算离子化合物的标准熵时，平均误差为2.473J·mol-1·K-1，标准差为3.274 J·mol-1·K-1。模型估算误差符合正态分布，并且在与离子束缚模型等估算模型比较中显示了较高的精确度，优于现有的其他估算方法。
材料研究
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  冷作模具钢奥氏体化过程的碳化物溶解情况

  占礼春，马党参，迟宏宵，周健，蒋业华

  中国钢铁期刊网. 2012, 24(10): 29-32.

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  采用OM、SEM并结合Thermo-calc计算和Image-proplus 6.0分析，研究了不同奥氏体化温度对冷作模具D2(Cr12Mo1V1)和DC53(Cr8Mo2SiV)钢碳化物溶解情况的影响。结果表明：在950℃以后，两种钢中的碳化物的体积分数相差10%左右，D2钢的碳化物类型主要为M7C3型，DC53钢的碳化物在低于1000℃时主要为M23C6型，高于1000℃时为M7C3型。高于1200℃时，DC53钢碳化物基本溶解，而D2钢在1300℃高温时还有少量的碳化物。平均粒径为0.2~0.4μm的碳化物数量最多，在0.6~1.2μm粒径区间的碳化物数量随温度的增高而递减。随着奥氏体化温度的升高，未溶碳化物的面积分数逐渐减少，并得到了未溶碳化物体积分数、面积分数随加热温度变化的拟合方程。
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  钢中夹杂物的分形维数及其与形貌特征的关系

  郭洛方，李宏，王耀,

  中国钢铁期刊网. 2012, 24(10): 33-38.

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  利用Matlab图像处理功能计算了钢中夹杂物SEM图像的边缘、二维和三维分形维数，并讨论了边缘分形维数与夹杂物颗粒微观凝聚机制和三维分形维数与其融入顶渣中动力学之间的关系。结果表明：边缘分形维数可定量地表征夹杂物边界轮廓线的曲折复杂程度；对非润湿夹杂物颗粒来说，其边缘分形维数越大，表明气泡易于在其表面生成，从而更加有力于夹杂物的碰撞凝聚长大；夹杂物颗粒的三维分形维数越小，更有利于夹杂物融入渣中而被去除；分形维数是一个影响不规则夹杂物颗粒碰撞、凝聚和去除的重要参数。
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  贝氏体非调质紧固件用钢动态再结晶行为分析

  曹杰,阎军,刘雅政,章静,孙维

  中国钢铁期刊网. 2012, 24(10): 39-42.

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  为研究贝氏体非调质紧固件用钢的动态再结晶行为，在Gleeble-3500热模拟试验机上进行了单道次压缩试验，并分析了压缩变形应力-应变曲线。研究表明，奥氏体热变形激活能较一般C-Mn钢要高，为427.065kJ/mol；再结晶开始时间与温度曲线在1000℃左右出现明显的转折点，温度低于1000℃时，动态再结晶发生困难。
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  27SiMn钢等温淬火的TRIP效应

  华建锋,朱磊,陈潇,江利

  中国钢铁期刊网. 2012, 24(10): 43-47.

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  采用拉伸、冲击、硬度等力学性能的测试以及金相组织观察、XRD、SEM分析了27SiMn钢在淬火温度为770~830℃、等温温度为360~420℃和等温时间为10~90min时，显微组织和力学性能的变化规律。结果表明，通过790℃加热保温50min，380℃等温20min，空冷到室温后可以得到铁素体+贝氏体+残余奥氏体的三相组织，得到最好的综合性能，Rm×A5为27225MPa×%，其中抗拉强度Rm为825MPa，伸长率A5为33%，其冲击韧性和硬度分别为47J/cm2和HB219。此时残余奥氏体含量为15.76%，贝氏体孕育期最短，TRIP效应最明显。
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  经济型Inconel 718合金

  狄志高,黄漫

  中国钢铁期刊网. 2012, 24(10): 48-52.

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  为了降低Inconel 718合金的生产成本，设计了常规方案和经济方案两种试验方案：常规方案用纯金属冶炼718合金，经济方案用铌铁合金替代金属铌、用铬铁合金替代金属铬冶炼718合金。运用两种方案在真空感应炉内分别冶炼了一炉718合金并浇铸成锭，将两支铸锭按照相同的工艺参数进行扩散退火、轧制成材及热处理，随后取样进行力学性能及金相组织分析。试验结果表明，用两种方案冶炼的718合金均能满足国内优质Inconel 718合金的技术标准，且用铌铁合金替代金属铌、用铬铁合金替代金属铬冶炼的Inconel 718合金可降低18%的原料成本。
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  无取向电工钢的高温塑性变形流动应力

  董彦，龚志翔，肖国华

  中国钢铁期刊网. 2012, 24(10): 53-58.

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  以指导无取向电工钢热轧工艺为目的，采用Gleeble 1500热模拟试验机进行高温等温压缩，在应变速率为0.01~10s-1和变形温度500~1200℃条件下，对试样进行试验研究。结果表明：随着变形温度的升高，在回复与再结晶过程中发生α-Fe向γ-Fe相的?洌贾挛忍鞅溆αΤ氏帧耙斐！北浠２捎肁rrhenius关系模型，模型参数能很好的与试验结果相吻合。利用模型分别计算得500~800℃时，应力水平因子α=0.0390MPa-1，应力指数n=7.93，结构因子A=1.9×1018 s-1，热变形激活能Q=334.8kJ/mol；1050~1200℃时，应力水平因子α=0.1258MPa-1，应力指数n=5.29，结构因子A=1.0×1028 s-1，热变形激活能Q=769.9kJ/mol。
测试与控制
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  焦炭显气孔率测量过程参数的研究

  吴小兵，张建良，孔德文，白亚楠，高冰

  中国钢铁期刊网. 2012, 24(10): 59-62.

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  采用真空排水法测量了焦炭显气孔率。单因素试验表明，过程参数真空度、静置时间以及吸水时间对测量结果均有影响。通过正交试验发现，吸水时间对焦炭显气孔率的测量结果影响最小，静置时间次之，真空度影响最大。最终确定真空排水法的最佳试验参数为：真空度0.075MPa、静置时间5min、吸水时间10min。