2011年, 第23卷, 第12期　刊出日期：2011-12-15

  

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综合论述
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  CFD数值模拟技术在冶金中的应用

  李林波,曾文斌,朱军,田清章,薛晶晶

  中国钢铁期刊网. 2011, 23(12): 1-4.

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  冶金过程复杂而不稳定，很多过程都是属于“黑匣子”。传统的研究方法周期长、耗费大且往往无法达到理想目标，而数值模拟弥补了传统冶金研究的不足，CFD商业软件的出现更使数值模拟得到前所未有的发展机遇。介绍了常用的CFD商用软件，并讨论了CFD数值模拟技术在有色冶金、炼钢等冶金过程中的具体应用，指出CFD数值模拟技术在冶金工业中具有广阔的应用前景。
冶炼与加工
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  样本自选择回归分析算法在转炉炼钢中的应用

  张辉宜，周奇龙，袁志祥，刘志明，周云

  中国钢铁期刊网. 2011, 23(12): 5-8.

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  针对转炉炼钢静态控制模型广泛采用的常规回归分析算法采用目标炉次的前几炉次冶炼数据作为样本，模型预测准确度低的问题，提出了一种基于样本自选择的回归分析算法。该算法从实际生产数据中自动选取一定数量的合适样本来构建回归分析预测模型，实现吹氧量、冷却剂加入量、终点温度和终点碳含量的预测。通过某钢厂120t转炉Q235B钢种的实际生产数据与该算法、常规回归分析算法和BP神经网络算法进行预测结果比较，表明本算法具有预测准确度高，综合预测效果好等优点。
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  VD真空精炼温度预报模型

  赵成林，张维维，李德刚，王丽娟，李广帮

  中国钢铁期刊网. 2011, 23(12): 9-12.

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  开发了较为完善的VD终点温度在线预报系统。采用MINITAB软件确定影响VD过程温降的主要因素为抽真空时间、保压时间、吹氩时间、非真空时间、VD搬入钢水的过热度、LF处理时间以及转炉出钢至VD初始测温之间的钢包运输时间。应用神经网络方法对VD处理终点的钢水温度进行在线预报，系统在线连续预报了95罐，预报温度与实际测量温度之差在±5℃范围内的比例达到937%。
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  转炉顶吹与复合吹炼条件下冶金效果的对比

  李勇,，吴伟，朱启柱，魏志强

  中国钢铁期刊网. 2011, 23(12): 13-17.

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  对抚顺新钢铁公司顶吹转炉复合吹炼改造前后冶炼工艺效果的差异进行了对比研究，结果表明：顶底复合吹炼工艺在冶炼终点的碳、氧控制水平较好[终点碳含量为006%~010%时(质量分数，下同)，碳氧积为00026~00029]，终点炉渣组元结构组成方面较合理，终点钢水氮含量较低(约16×10-6)。采用复吹工艺后，转炉终点钢水成分和温度控制趋于稳定，炉后合金消耗降低，成品成分控制合格率提高。在此基础上对顶吹、复合吹炼工艺条件下铸坯、轧材内在质量进行了研究，结果表明，采用复吹工艺，铸坯和轧材内在质量有了明显的改善，夹杂物总量要比顶吹工艺的低。
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  转炉炼钢过程渣钢间硫的分配比

  杨利彬，刘浏，焦兴利,，邓勇，徐晓伟

  中国钢铁期刊网. 2011, 23(12): 18-21.

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  采用热力学分析的方法研究了300t转炉渣钢间脱硫反应。发现渣中氧传质控制转炉炼钢脱硫反应，转炉终点渣钢间硫分配比与(FeO)-O-S热力学模型计算结果相符，说明脱硫反应接近平衡。定量分析结果表明，转炉渣钢间硫分配比主要受碱度、FeO含量、MgO含量及温度的影响。根据生产数据回归得到了对生产指导性较强的渣钢间硫分配比计算公式。
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  菱铁矿的烧结特性

  贾彦忠，王祥臻，胡长松，李仕超，张丽肖

  中国钢铁期刊网. 2011, 23(12): 22-26.

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  介绍了利用新疆菱铁矿进行500mm厚料层烧结杯试验的研究结果。探讨了烧结矿的碱度、固体燃料的用量及菱铁矿与磁铁矿不同配比等因素对烧结矿质量的影响，并结合菱铁矿烧结性能和矿相分析找到了获得较高质量烧结矿的最佳工艺参数，尽可能地利用菱铁矿资源进行烧结生产。试验结果表明：配碳量在48%~57%(质量分数，下同)时，菱铁矿配加少量磁铁矿进行烧结可以得到各项性能良好的烧结矿。碱度对烧结矿质量影响较小，提高烧结矿的碱度不能很好地改善烧结矿的矿相结构。高配比菱铁矿烧结所得到的烧结矿疏松多孔，转鼓强度能达到50%左右，可以达到中、小型高炉生产要求。
材料研究
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  轧制工艺对真空轧制复合钢板组织与性能的影响

  谢广明，骆宗安，王国栋

  中国钢铁期刊网. 2011, 23(12): 27-30.

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  在不同的总压下率下，对两块尺寸和成分状态相同的连铸坯进行真空轧制复合，以得到特厚复合钢板。分析了总压下率对复合板的界面组织和Z向力学性能的影响。结果表明，在总压下率10%下，复合板界面存在条状缺陷，利用原位观察法和能谱分析证实该缺陷由Al-Si-Mn氧化物和孔隙组成。当总压下率超过30%后，缺陷中孔隙消失，氧化物逐渐被细化，当总压下率达到70%，界面氧化物几乎消失。随着总压下率的增加，复合板的Z向抗拉强度和伸长率均显著增加。总压下率为10%时，复合板断裂在界面且为脆性断裂，伸长率很低；总压下率70%时，复合板断裂在母材且为韧性断裂，伸长率和Z向抗拉强度最高。
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  ZG1Cr10MoWVNbN钢中碳化物的计算和分析

  唐恒,赵成志,骆飞,魏双胜

  中国钢铁期刊网. 2011, 23(12): 31-34.

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  2. 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司设计研究院, 黑龙江 哈尔滨 150046)
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  高强度钢42CrMoVNb的氢致延迟断裂行为

  李阳，张永健，惠卫军，王毛球，董瀚

  中国钢铁期刊网. 2011, 23(12): 35-39.

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  采用阴极充氢、SSRT缺口拉伸和氢热分析等试验方法，研究了高强度钢42CrMoVNb在不同温度回火状态下的延迟断裂行为，并与常用的机械制造用钢42CrMo进行了对比。结果表明，随着回火温度的升高，试验钢的耐延迟断裂抗力逐渐提高；在相同回火温度下，由于42CrMoVNb钢的强度水平明显高于42CrMo钢，其耐延迟断裂抗力低于后者。在较高的强度水平(大于1250MPa)下，42CrMoVNb钢的耐延迟断裂抗力明显强于42CrMo钢。这主要是由于42CrMoVNb钢在550~650℃的温度范围内回火时析出的细小弥散的(V，X)C碳化物可作为强的氢陷阱而改善钢的耐延迟断裂性能。
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  钒微合金化低碳贝氏体钢的连续冷却相变特性

  高飞,，钱天才，王瑞珍

  中国钢铁期刊网. 2011, 23(12): 40-44.

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  采用热膨胀法测定6种不同成分低碳贝氏体钢的连续冷却转变(CCT)曲线。CCT曲线表明，加入微量硼能使含钒低碳贝氏体钢在大于03℃/s的冷速下获得贝氏体组织，而V-N微合金化的低碳贝氏体获得全贝氏体的临界冷速要高于V-B钢，且贝氏体转变的开始温度也要较V-B钢高20℃左右。在含钒、氮低碳贝氏体钢中加入钼、铬将会促进钢的贝氏体相变，但钼的作用要优于铬；钼、铬的加入可使含钒、氮低碳贝氏体钢的贝氏体转变温度降低至少30℃，且贝氏体组织得到了细化，钢的维氏硬度也提高了HV10~30。
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  后天抑制剂获得法制取向硅钢析出物的转化规律

  吴忠旺,,，李军，赵宇，李波

  中国钢铁期刊网. 2011, 23(12): 45-48.

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  通过后天抑制剂获得法制备了取向硅钢，对渗氮前后和高温退火升温阶段析出物的析出和转化规律进行了研究。研究结果表明，渗氮前脱碳退火态基体中存在少量的粗大AlN颗粒和细小AlN颗粒，渗氮处理后新析出大量的Si3N4析出物，高温退火升温阶段Si3N4将转化为(Al，Si)N，随着温度的继续升高(Al，Si)N颗粒将发生粗化，(Al，Si)N是后天抑制剂获得法制备取向硅钢的主要抑制剂。
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  热形变和钒微合金化对高碳钢组织转变的影响

  李翼，杨忠民，陈颖，王慧敏，吴庆辉，杨超飞

  中国钢铁期刊网. 2011, 23(12): 49-53.

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  通过在Gleeble1500热模拟试验机上的热形变和冷却试验，研究了热形变及钒微合金化对高碳钢连续冷却后显微组织及硬度的影响。研究结果表明：未形变的含钒试验钢在5和9℃/s冷速下出现了中低温组织贝氏体和马氏体，950℃变形后的含钒钢，在同样冷速下相变后得到的组织全为珠光体。随钒含量的增加，珠光体转变后的片层间距变小，硬度升高。同样冷速下形变后试验钢的珠光体团细化，珠光体片层间距增加，硬度降低，且形变后增加冷速引起的珠光体片层细化效果不如未形变时明显。
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  DD407单晶高温合金760℃拉伸性能的各向异性

  张龙飞，燕平，赵京晨，曾强，韩凤奎

  中国钢铁期刊网. 2011, 23(12): 54-59.

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  研究了具有[001]、[011]和[111]取向以及[001]附近取向的DD407单晶高温合金经过热处理后，在760℃温度下的拉伸性能。结果表明，该合金具有明显的拉伸性能各向异性：[001]取向上表现出了最高的屈服强度和抗拉强度；当取向逐渐偏离[001]时，强度开始降低，但在相同的偏离角度内，偏向[111]取向的试样具有比偏向[011]取向的试样高的拉伸性能；[011]取向表现出了最低的抗拉强度和伸长率；[111]取向表现出了最高的断后伸长率。[001]取向、[011]取向以及[001]取向附近的试样，变形机制为八面体滑移，其中[001]取向和[001]取向附近偏向[111]的试样均表现出了明显的双滑移；[111]取向试样变形时启动了立方滑移系。双滑移系的启动导致了[001]取向具有高于[011]取向的抗拉强度和伸长率。立方滑移的均匀性导致了[111]取向上高的伸长率。
测试与控制
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  基于Smith预估控制器的监控AGC在冷连轧机上的应用

  张殿华，张欣，李旭，孙杰，谷德昊

  中国钢铁期刊网. 2011, 23(12): 60-64.

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  针对带钢冷连轧机厚度控制这一纯滞后系统，常规监控AGC很难取得良好的控制性能，基于Smith预估控制器的监控AGC系统经预估补偿后可以使闭环系统特征方程中不含时滞项，从而获得更好的控制效果。基于调速调厚控制理念，建立监控AGC系统的控制模型，给出了输入量的获取方法和滤波处理方法，同时给出了速度修正量和解耦环节的计算模型。实际应用表明，该监控AGC系统稳定性好，控制精度高，实际出口厚度偏差可以控制在±05%以内。