2015年, 第27卷, 第5期　刊出日期：2015-05-15

  

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综合论述
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  高性能钢铁材料在实体膨胀管领域的应用前景

  白强，杨伟方，李德君，刘强，宋生印，冯耀荣

  中国钢铁期刊网. 2015, 27(5): 1-7. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20130469

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  实体膨胀管技术作为一项先进的钻井技术，其技术优势在套损修复、固井、完井等领域逐渐显露出来。管材的设计研发是实体膨胀管3大关键技术之一，也是制约膨胀管应用的主要技术瓶颈。介绍了实体膨胀管的技术原理，综述了国内外实体膨胀管管材的研发现状，重点分析了实体膨胀管管材所需的力学性能。在此基础之上，着重介绍了现有的双相钢、TRIP-assisted钢以及高锰奥氏体TWIP/TRIP钢3种高塑性高强度钢铁材料的力学性能特点、材料设计原理及热处理工艺，对它们作为实体膨胀管管材使用的可行性进行了讨论。
冶炼与加工
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  低品位褐铁矿的磁化焙烧

  师学峰，张颖异，徐洪军，周和敏，齐渊洪

  中国钢铁期刊网. 2015, 27(5): 8-12. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20140177

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  针对河北宣化某难选褐铁矿石，采用SEM和XRD对原矿物性结构及成分进行了分析，并运用磁化焙烧-磁选工艺进行了实验研究并对磁化焙烧-磁选工艺参数进行了优化。物相分析结果表明，该褐铁矿与脉石矿物的镶嵌关系较为复杂，SiO2含量高，运用常规的选矿方法难以分选提纯。实验结果表明，磁化焙烧-磁选工艺可以较好地完成该铁矿石的提纯。对该褐铁矿原矿在焙烧温度为950℃，焙烧时间为15min，配煤量为5%，焙烧矿粒度为150μm和磁场强度为60mT的条件下，可以得到精矿产率为43. 68%，铁精矿品位为53. 98%，铁回收率83. 91%，wSiO2为13. 9%的良好指标。
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  两步三段式厚渣层铁浴熔融还原炼铁工艺

  何奕波，唐彪，李强，邹宗树

  中国钢铁期刊网. 2015, 27(5): 13-17. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20140082

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  针对目前熔融还原设备无法将煤气二次燃烧氧化区与铁氧化物还原区隔离而导致能耗偏高的问题，提出了一种两步三段式厚渣层铁浴熔融还原炼铁工艺，以期利用厚渣层冶炼的方法使得氧化区与还原区的梯度隔离。设计了主反应器铁浴炉尺寸与产能，并建立了工艺的整体静态模型，考察了球团金属化率与铁浴炉炉顶煤气氧化度对工艺煤耗、氧耗以及能耗的影响。在选定的适宜操作参数，即煤气氧化度55%，球团金属化率80%条件下，冶炼1t铁水，消耗球团矿1869. 83kg，煤粉674. 07kg，同时得到还原度71%的改质煤气898. 44kg。结合反应器的设计产能，反应器可处理球团矿3793. 66kg/(h·m2)。
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  细粒级铁矿粉对烧结液相和矿结构的影响

  肖志新，刘洪华，薛正良，文志军

  中国钢铁期刊网. 2015, 27(5): 18-24. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20140078

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  利用基础烧结设备检测了细粒级铁矿粉同化速度、流动能力，并通过微型烧结杯模拟料层下部单元点烧结过程的方法来研究配加15%细粒级矿粉的烧结矿结构变化，有效分析了3种细粒级矿粉在烧结时的液相行为及对烧结矿结构和性能的影响。通过比较生产用混匀矿与配加质量分数为15%的A、B、C粉的烧结矿结构表明：A粉有利于减少烧结矿内部孔洞的尺寸，减少核颗粒和液相间较大孔洞的数量，并能促进针铁矿发展；B粉会增加烧结矿内部大孔洞，增加柱状或片状铁酸钙的生成；C粉同化速度慢，液相流动能力差，粘结效果差，会使液相与核颗粒间孔洞尺寸和数量增加。烧结杯试验结果表明：在生产用混匀矿中使用质量分数为15%的A粉，烧结矿的转鼓指数提高2. 94%，低温还原粉化指数(RDI)降低3. 37%。
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  不锈钢除尘灰冷固结团块抗压强度的影响因素

  王政 ，徐安军 ，贺东风

  中国钢铁期刊网. 2015, 27(5): 25-29. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20140114

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  采用冷固结成型法对不锈钢除尘灰进行造块，在微机控制电子式万能试验机上进行抗压强度测试。通过单因子实验，研究闷料时间、持压时间和球团失水各因素对团块强度的影响规律。并设计正交实验研究了石墨粉、水分、蔗糖和团压压力4个因素对球团强度影响的主次性。结果表明，闷料步骤对不锈钢除尘灰冷固结成型至关重要，球团失水对提高球团强度作用显著，持压时间对球团强度也有一定程度的影响；石墨粉等对团块抗压强度影响大小顺序为：水分＞蔗糖＞石墨粉＞团压压力。并且得到最优配比(质量分数)：配加水分为13%、蔗糖为13%、石墨粉为11%，团压压力为30MPa，此时球团可获得27MPa以上的抗压强度。
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  节铬型铁素体不锈钢连铸板坯凝固过程热模拟

  仲红刚，吴聪森，倪杰，杜伟，孙俊杰，翟启杰

  中国钢铁期刊网. 2015, 27(5): 30-34. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20140075

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  连铸板坯凝固传热主要在厚度方向进行，这造成了连铸坯大部分区域由侧面向中心凝固，因此可以近似地用非稳态定向凝固进行热模拟。利用自主研发的水平式连铸坯枝晶生长热模拟装置研究了新型节铬铁素体不锈钢连铸坯凝固组织，以期在工业生产前预测连铸工艺对其凝固组织的影响。热模拟试样热端温度采用连铸坯心部冷却曲线进行控制，并通过调节冷却水流量控制热模拟试样冷端的冷却强度，从而实现由冷端向热端的非稳态定向凝固。实验发现过热度和冷却强度对热模拟试样的等轴晶率及其平均晶粒尺寸影响不显著，但大的冷却强度会导致柱状晶长度增加。
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  连铸凝固传热时液相有效导热系数的定量化

  孙海波 ，李烈军，程晓文，丘文生，曾令宇，张家泉

  中国钢铁期刊网. 2015, 27(5): 35-41. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20140073

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  在已验证的电磁-热-溶质传输耦合模型的基础上，以某钢厂同时装配有M-EMS和F-EMS的方、圆坯先进铸机为研究对象，对二维切片凝固传热模型中液相有效导热系数的放大倍数m值进行了定量化研究。结果表明，溶质再分配作用下，方、圆坯凝固终点处的钢液液相线温度较浸入式水口入口处的分别约下降了23. 27和5. 54℃；与二维切片模型相比，采用耦合模型计算时，铸坯凝固终点位置分别后移了1. 8和0. 9m；? Ｖね弊既坊袢≈鞅砻嫖露确植甲刺捌淠诓磕讨盏阄恢茫诒痉健⒃才鞴た鱿拢衅Ｐ椭写恳合嗪秃辞谝合嘤行У既认凳糯蟊妒耐萍鲋捣段Х直鹞?. 2~2. 4和1. 1~1. 2。
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  中厚板轧制过程的头尾温度差变化规律

  胡贤磊，赵忠，丁敬国

  中国钢铁期刊网. 2015, 27(5): 42-45. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20140172

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  针对中厚板轧制过程头尾部分温度差的变化规律进行分析，基于可逆轧制特点，计算不同道次头尾轧制时间和间隙时间的变化特点，重点研究厚度对头尾温度差的影响，得知，对于薄规格钢板，连续轧制过程钢板的累计头尾温差一般不超过7℃，对于30mm以上厚规格钢板累计头尾温度差不超过3℃。这个数值对轧制力设定和TMCP工艺的制定影响较小，不需要特殊进行考虑。同时转钢操作和待温处理不会恶化钢板头尾温度差异。
材料研究
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  合金成分和奥氏体变形对粒状贝氏体和粒状组织转变的影响

  曹杰，阎军，章静，沈晓辉，王会廷

  中国钢铁期刊网. 2015, 27(5): 46-49. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20140431

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  在Gleeble热模拟试验机上研究了低碳MnB系贝氏体钢的组织转变，分析了合金成分和奥氏体变形对粒状贝氏体及粒状组织转变的影响。结果表明，在相同冷却条件下，添加铬、铌元素后更利于粒状贝氏体组织的转变；在奥氏体未再结晶区，变形对粒状贝氏体及粒状组织的转变有明显的影响，随奥氏体变形温度的降低以及变形程度的增加，组织由粒状贝氏体向粒状组织变化。
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  海外大型油田油水井钢管的腐蚀机理

  杨朝晖 ，于鸿江，李健，黄涛，郭勇 ，李向阳

  中国钢铁期刊网. 2015, 27(5): 50-54. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20140428

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  针对卡拉姆卡斯油田油井管、套管的实际腐蚀情况，选取腐蚀失效的油水井井管进行了失效分析，研究了造成井管腐蚀失效的主要原因，并开展了模拟高温高压环境下的静态及动态试验。结果表明：腐蚀速率随温度的升高而增大；高压环境中的腐蚀速率大于低压环境中的腐蚀速率；在CO2腐蚀环境中，碳钢试样表面生成的腐蚀产物主要为有一定保护性的FeCO3膜，导致均匀腐蚀减弱，局部腐蚀加剧；流动介质会破坏附着在金属表面的腐蚀产物膜。在相似的环境条件下，动态条件下的腐蚀速率大于静态条件。
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  2%残氧气氛下硅对弹簧钢氧化速率的影响

  李舒笳，柳洋波，张玮，孙齐松，王丽萍

  中国钢铁期刊网. 2015, 27(5): 55-60. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20140440

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  利用同步热分析仪研究了2%(体积分数)残氧气氛下硅对弹簧钢氧化速率的影响。实验表明，硅元素在1170℃以下对氧化有阻碍作用，而1200℃时有明显的促进作用。在1170℃及以下，60Si2Mn弹簧钢氧化层和金属基体之间有一个硅酸亚铁层，阻碍了铁离子向外扩散，导致了氧化减慢。而1200℃时该层呈液态，并渗入氧化铁皮中，促进铁离子向外扩散和氧离子向基体扩散，加重了氧化。
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  第2代单晶高温合金DD6的燃气热腐蚀行为

  史振学，刘世忠，王效光，李嘉荣

  中国钢铁期刊网. 2015, 27(5): 61-64. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20140441

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  在高温度梯度真空定向凝固炉中制备了第2代单晶高温合金DD6。研究了DD6单晶高温合金900℃燃气热腐蚀行为，采用扫描电镜、X射线衍射仪、能谱分析仪对腐蚀产物进行了分析。结果表明，DD6单晶高温合金具有优异的耐燃气热腐蚀性能，900℃试验100h的腐蚀动力学曲线基本遵循抛物线规律。腐蚀100h后合金表面生成了紧密排列的不规则的棱形NiO。腐蚀产物分为两层，外层为氧化物，内层为硫化物。由于Al含量降低，紧靠腐蚀产物的基体，γ′相的立方化程度降低。
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  RA330合金的耐高温腐蚀性能

  石长江，张宇，杨生智

  中国钢铁期刊网. 2015, 27(5): 65-68. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20140374

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  RA330合金是镍铁铬系耐热合金，用于制作煤气加热炉隔热墙。在850℃，连续运行2160h后，通过分析其表面氧化模式，研究了其在高温下的腐蚀性能。结果表明，其与煤接触表面主要是煤灰分形成的熔盐腐蚀，氧化膜不完整，表面形成蚀坑；与煤气接触表面主要是高温氧化腐蚀，氧化膜较完整，硫腐蚀不明显。