2020年, 第32卷, 第9期　刊出日期：2020-09-16

  

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综合论述
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  耐磨铸铁研究现状与发展趋势

  郑欢，胡锋，ISAYEV Oleg，HRESS Oleksandr，YERSHOV Serhii，吴开明

  钢铁研究学报. 2020, 32(9): 759-770. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20200069

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  摘要：从耐磨铸铁的分类、发展历程、现行标准、性能特征、磨损性能影响因素、典型应用等方面论述了国内外耐磨铸铁的研究现状与进展，重点介绍了化学成分、基体组织、热处理工艺和碳化物对耐磨铸铁磨损性能的影响，提出了耐磨铸铁存在韧性低、成本高等问题，以及低成本无镍化，建立理论模型，ZrO2作为形核剂，新型复合碳化物等今后研究方向的建议。
冶炼与加工
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  CaO-Al2O3基低反应性保护渣熔化及流动特性的成分控制区域研究

  何生平，陈阳，潘伟杰，王强强，张旭彬，王谦

  钢铁研究学报. 2020, 32(9): 771-779. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20200024

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  摘要：传统CaO-SiO2系保护渣在浇铸高锰高铝钢时，渣中SiO2易被钢中Al还原，造成保护渣成分改变和性能恶化，危害铸坯表面质量和连铸过程顺行。为了抑制钢渣反应，旨在减少渣中氧化性组分的低反应性，CaO-Al2O3基渣系是重要选择方向。在评估高锰高铝钢凝固特性和传统反应性保护渣基础上，提出了低反应性保护渣基本性能要求，并采用单纯形法设计了CaO-Al2O3基保护渣系的试样组成。通过测试实验渣样的熔化特性和流动特性，获得了5组低反应性连铸保护渣熔化流动特性的成分控制区域。典型区域基本性能为：熔化温度（半球点温度）900～1100℃，1300℃的黏度0.1～0.2Pa·s，转折温度900～1150℃。
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  210t RH炉的物理模拟研究

  谢集祥1,2，刘浏1，林腾昌1，杨利彬1

  钢铁研究学报. 2020, 32(9): 780-787. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190201

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  摘要：采用物理模拟的方法对210t RH炉的混匀时间、循环流量和去除夹杂物效果进行了研究，并结合实验结果制定了RH炉合理的工艺参数。结果表明，随着提升气量的增大，RH炉的钢液混匀时间缩短，特别是提升气量在100～130m3/h范围内，混匀时间减小幅度最大。当提升气体流量达到190m3/h后，混匀时间达到最小。RH炉钢液循环流量随提升气量的增加而增大，提升气量大于160m3/h后，循环流量开始变化比较平缓。夹杂物去除过程基本上是在前28min内完成，去除最迅速的阶段是前8min。
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  复吹转炉底吹非均匀供气对熔池搅拌混匀的影响

  李中华1，杨晓江1，周泉林1，张全1，孙建月2,3，钟良才2,3

  钢铁研究学报. 2020, 32(9): 788-795. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20200038

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  摘要：为了强化转炉熔池的搅拌，在200t复吹转炉1∶12的模型进行物理模拟试验，研究了底吹非均匀供气对转炉复吹和纯底吹熔池的搅拌混匀效果；采用数学模拟的方法计算了纯底吹条件下，转炉采用底吹非均匀供气时的熔池流体流动。研究结果表明，在所研究的不同的底吹非均匀供气方案中，与底吹均匀供气方案相比，线性底吹非均匀供气方案有利于改善转炉熔池搅拌效果，最佳的底吹非均匀供气方案的混匀时间比均匀供气降低了19%～25%。复吹时底吹非均匀供气的混匀时间降低程度要比纯底吹的非均匀供气大，即复吹条件下，底吹采用非均匀供气更有利于熔池搅拌混匀。采用线性底吹非均匀供气方案时，在熔池内形成了明显的大循环非对称流动，有利于整个熔池内的对流传质，从而缩短了混匀时间。
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  微波还原-磨矿磁选对鲕状赤铁矿提铁脱磷的影响

  雷鹰1，王鑫1，雍超1，李雨1，刘瑞1，陈雯2

  钢铁研究学报. 2020, 32(9): 796-801. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20200032

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  摘要：采用微波加热还原磨选技术研究鲕状赤铁矿的提铁脱磷条件，且探索最佳磨选条件。在原矿粒度小于0.18mm占90%、配碳系数1.0、碱度系数0.8、脱磷剂用量15%（质量分数）的条件下，采用微波加热在950℃下还原30min获得金属化球团，对金属化球团进行破碎、研磨，考察磨矿粒度、磁选强度对铁粉铁品位、回收率、P含量、脱磷率的影响规律，并对还原样品、磁选后的铁粉和非磁性渣进行了扫描电镜、能谱和X射线衍射分析。研究结果表明，金属化球团在研磨粒度小于0.045mm占62.90%、磁选强度65mT条件下，可获得铁粉铁品位87.69%、回收率77.86%、P质量分数0.30%、脱磷率86.37%。
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  烧结机头电除尘灰的分级利用

  秦立浩1，墙蔷2，阳红辉2，孙彩虹1，代梦博1，春铁军1

  钢铁研究学报. 2020, 32(9): 802-808. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20200023

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  摘要：以某钢铁企业烧结机头电除尘灰为原料，采用水浸-过滤-蒸发浓缩-冷却结晶工艺研究KCl的回收试验及浸出渣的再利用。研究浸出时间、液固比、搅拌速度和浸出温度等因素对KCl的回收效果的影响。结果表明：1号、2号电场除尘灰经过一次水洗浸出后，碱金属K、Na的脱除率分别达99.90%、99.99%和99.85%、99.93%，浸出渣铁品位为47.51%和43.90%，重金属Pb质量分数为0.14%和0.57%，浸出渣可返回烧结工序；3号、4号电场除尘灰经过二次水洗浸出后，碱金属K、Na的脱除率分别达99.34%、99.66%和99.38%、99.69%,浸出渣铁品位为35.19%和20.86%，重金属Pb质量分数为10.86%和14.50%，浸出渣可作为火法回收铅的原料。浸出液经过蒸发浓缩冷却结晶，得到产品中KCl质量分数为93.39%。
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  六斜辊管材矫直过程精度解析

  刘子健1,2，马立东1,3，李俊慧4，杜宇康1,2，孟智娟1

  钢铁研究学报. 2020, 32(9): 809-815. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20200014

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  摘要：以管材六斜辊矫直过程为研究对象，推导了管材经一次反弯后，弹复曲率及残余曲率的演变过程。根据管材旋转一圈弯曲2次，计算了管材全流程矫直微元段的反弯次数；借助三次样条函数，以管材与矫直辊接触点为特征点，拟合出了管材在辊系中的弯曲形态。基于所获得的函数，可以获得任意位置处的弯曲曲率；对某一微梁段的反弯弹复过程进行循环迭代，计算出管材微梁段的最终残余曲率，进而得到最终的管材矫后的直线度精度。通过与现场矫直数据对比，证明该模型能够可靠地预测六斜辊矫直精度，为科学合理的设定矫直参数奠定了理论基础。
材料研究
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  球墨铸铁离异共晶凝固组织生长模拟

  张晛韦1,2，张红伟1,2，雷洪1,2，王强1,2

  钢铁研究学报. 2020, 32(9): 816-825. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190231

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  摘要：采用所开发的微观元胞自动机模型，耦合热力学模型计算获得的凝固路径，将浓度分布、温降与晶体生长相结合，模拟了亚共晶球墨铸铁(Fe-4wt%C合金)离异共晶组织生长过程。结果表明，奥氏体与石墨生长相互促进，奥氏体晶粒快速包裹石墨，生长形态由枝晶状转为团簇状，石墨晶粒最终孤立分布于奥氏体基体中。等温下仅依靠溶质扩散的奥氏体与石墨生长速度略低于温降和溶质扩散共同作用下数值。二者生长速度随熔体初始过冷度增大均增快；随冷却速率增加均呈线性增长，增幅大致相同。本计算参数范围内，冷却速率对石墨生长速度的影响强度大于熔体初始过冷度。所预测的石墨平均半径与文献实验值相符。研究结果可为控制球墨铸铁凝固组织形貌及性能提供依据。
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  配分时间对低碳热轧F-Q&P钢组织性能的影响

  吴腾1，吴润1，刘斌1,2，梁文1,2

  钢铁研究学报. 2020, 32(9): 826-832. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190194

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  摘要：基于合金减量化原则，热轧后采用以超快冷技术为核心的两相区弛豫淬火配分（F-Q&P）工艺技术，借助OM、SEM、TEM、XRD和室温拉伸等试验手段，研究了配分时间对试验钢组织性能的影响。研究表明：随着配分时间延长，铁素体体积分数逐渐增加，残余奥氏体含量先增加后降低，马氏体的体积分数逐渐减小；抗拉强度降低，伸长率增加，强塑积增加，屈强比较低为0.55～0.60，n值较高为0.14～0.18。配分时间对各相的体积分数、形貌、分布和析出行为有影响。30s配分的试验钢，组织中较多的细长条马氏体、细小铁素体和薄片状残余奥氏体提高了材料的位错密度和均匀变形能力，表现出最优的综合性能。
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  W和Ta对新型镍基粉末高温合金显微组织的影响

  陈鹏飞1，席文君1，贾建2，张义文2，李晓鲲2

  钢铁研究学报. 2020, 32(9): 833-838. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190251

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  摘要：采用相同的粉末冶金工艺与热处理方法设计3种W和Ta含量不同的合金，利用金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、场发射扫描电镜（FESEM）、X射线衍射仪（XRD）等多种研究手段，研究W和Ta元素对新型镍基粉末高温合金显微组织的影响。结果表明：改变W和Ta含量对合金晶粒组织和MC型碳化物的析出没有明显影响；随着合金中Ta含量的减少和W含量的增加，γ/γ′相错配度逐渐减小；随着合金中Ta含量和γ/γ′相错配度的增加，γ′相含量和尺寸均增加，二次γ′相粗化长大和达到分裂的时间缩短，尺寸分布越来越不均匀。
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  厚壁X80热轧管线钢生产实践及热加工组织演变分析

  孙磊磊1，章传国1，高兴健2

  钢铁研究学报. 2020, 32(9): 839-846. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190236

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  摘要：通过Thermomastor-Z热模拟试验机双道次压缩实验，研究了X80管线钢在880～1050℃温度区间的静态再结晶行为，结果表明，实验钢在920℃及以下未发生再结晶，在960℃及以上温度，随道次间隔时间延长，静态再结晶率增加。采用不同卷取温度进行了214mm厚度X80板卷工业试制，精轧开轧温度设为920℃，卷取温度510℃的试制钢组织为准多边形铁素体+粒状贝氏体+MA，卷取温度410℃的试制钢组织为粒状贝氏体+贝氏体铁素体+弥散分布的MA的细小组织，后者的MA尺寸和贝氏体板条尺寸明显小于前者，表现出更优异的低温冲击韧性和DWTT性能。通过TEM发现试制钢中的MA是以马氏体为主的组织，并含有较多纳米级尺寸、以Nb元素为主的Nb/Ti碳氮化物复合析出相，但V的析出量则很有限，此外，高卷取温度试制钢的析出相含量也更高。