2014年, 第26卷, 第9期　刊出日期：2014-09-15

  

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综合论述
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  中国钠冷快堆材料研发体系的研究

  王琦安，龙斌，王西涛，方玉诚，张东辉，周培德

  中国钢铁期刊网. 2014, 26(9): 1-6. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20130275

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  钠冷快中子反应堆(SFR，简称快堆)是中国发展第4代先进核能系统的主力堆型，也是中国核能技术实现闭式燃料循环和可持续发展的重要战略选择。目前快堆大部分关键结构部件均采用国外进口材料，成为严重制约中国快堆事业发展的瓶颈。根据中国钠冷快堆技术工程化与商业化发展的总体布局，分析了当前快堆材料的实际发展状况和所面临的核心问题，探讨了快堆材料研发的重点任务，并提出了快堆材料研发体系建设的基本思路及应对措施。同时，拟定了解决相应问题的快堆材料技术发展路线图，以期为中国钠冷快堆技术的发展提供支撑和借鉴。
冶炼与加工
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  氧气高炉工艺对炼铁系统的影响

  曾凡波 王静松 韩毅华 张华杰 薛庆国

  中国钢铁期刊网. 2014, 26(9): 7-13. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20130254

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  为分析氧气高炉对炼铁系统的影响，利用氧气高炉综合数学模型，获得了2种典型氧气高炉流程的基本工艺参数，并主要分析了氧气高炉对炼铁系统燃料结构与煤气流平衡的影响。结果表明：氧气高炉降低了吨铁燃耗，同时提高了煤粉在燃料消耗中的比率；随着炉缸循环煤气预热温度升高，氧气高炉煤气供给量与炼铁系统需求量都呈下降趋势，其中单排风口工艺输出煤气量能满足炼铁系统内部需求并有较大剩余，双排风口工艺炉顶煤气供应由盈余转为短缺，但此短缺量较小，可以用少量焦炉煤气补足。在此分析基础上，提出了一种氧气高炉条件下炼铁系统工艺流程，有望为氧气高炉工业化应用提供一定参考。
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  微波复合还原剂还原钛铁矿试验

  贾景岩，朱红波，彭金辉，张利波，周俊文，杨坤

  中国钢铁期刊网. 2014, 26(9): 14-18. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20130268

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  采用微波加热和复合还原剂并添加添加剂对钛铁矿进行还原制备电焊条药皮原料。复合还原剂的使用提高了还原率、降低了杂质及有害元素的带入量、还大大降低了成本费用；添加剂(Na2CO3)使用降低了反应的活化能，强化了此钛铁矿的还原反应，缩短了反应时间；与常规加热方式相比，微波具有高效节能、绿色环保、强化反应等特点。在单因素试验条件还原温度1150℃、还原时间100min下,试验研究了还原剂无烟煤和木炭对钛铁矿的还原能力；还原剂采用复合还原剂无烟煤、木炭的复合，在经试验验证及兼顾成本验证下，得出了复合还原剂无烟煤和木炭质量之比为11∶3，复合还原剂的使用可降低成本300~400元/t；试验还验证了添加剂Na2CO3(AR)的配入量和强化作用，结果表明，在最佳配量3%下可缩短反应时间约20min。
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  太钢新建4350m3高炉长寿炉缸炉底研究

  何小平，李洋龙，王红斌，程树森

  中国钢铁期刊网. 2014, 26(9): 19-22. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20130270

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  以太钢新建4350m3高炉为例，论述了为实现高炉炉缸炉底的长寿，从高炉的设计、选材和砌筑等方面采取的一系列措施。炉缸设计采用“传热法”，炉底设计采用“隔热法”，炉缸炉底整体设计采用了“扬冷避热梯度布砖法”。炉缸选材使用优质高导热系数的碳砖，为了克服冷却壁与碳砖之间捣打料带来较大热阻，砌筑过程中碳砖采用顶砌冷却壁方式，并且严格控制砖衬宽度；炉壳与冷却壁采用分段灌浆。通过建立炉缸炉底传热数学模型，进一步表明了该高炉炉缸炉底优良的性能，投产后1150℃等温线位于炉缸砖衬热面附近，有利于渣铁壳的形成；同时碳砖内部温度普遍低于750℃，温度梯度较小，碳砖脆化及热应力对砖衬的破坏作用较轻，为日后实现长寿炉缸炉底创造了必要的条件。
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  高碳铬铁和氧化钼直接合金化冶炼过程热力学分析

  曹磊，王宏明，陈卫文，李桂荣，殷小东，刘琴杨

  中国钢铁期刊网. 2014, 26(9): 23-26. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20130289

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  基于直接还原理论，对高碳铬铁和氧化钼直接合金化冶炼过程进行了热力学分析。在共同作用理论基础上，建立了CaO-SiO2-FeO-MoO3-Cr2O3渣系活度计算模型，分析了铁液和熔渣中各组元活度及对氧化钼直接还原合金化过程的影响。结果表明：在高碳铬铁铁液中饱和［C］和外配还原剂焦炭的作用下，将氧化钼直接合金化得到一种碳素铬钼铁合金是完全可行的。MoO3在熔渣中活度很小，还原率高；高碳铁液中C、Cr元素有效降低了合金中Mo的活度，保证了Mo具有较高收得率，为铬钼铁合金的冶炼提供了理论依据。
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  改善武钢铁矿粉烧结强度的配矿试验

  肖志新 ，陈令坤，薛正良，王素平

  中国钢铁期刊网. 2014, 26(9): 27-32. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20130273

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  烧结生产中某一铁矿粉质量分数在20%以上时，对烧结矿指标有较大的影响。研究表明，在高比例使用同化温度高、粒度细、成球性差的铁矿粉后，烧结矿的强度明显下降，燃耗增加；在高比例使用流动性好的铁矿粉后，烧结矿强度和利用系数均会降低。利用铁矿粉的烧结基础特性指导烧结杯配矿研究的试验表明，使用25%左右A粉，30%左右C粉，15%左右E粉以及碱度为2. 0左右的铁矿粉烧结，可以较大程度地提高转鼓强度，综合烧结指标较好。
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  82B中心网状渗碳体产生原因及改善方法

  李平，王雷，周青峰

  中国钢铁期刊网. 2014, 26(9): 33-36. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20130304

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  研究了网状渗碳体级别与盘条及连铸坯中心碳偏析之间的定量关系，同时分析了影响铸坯中心偏析的关键连铸参数。结果表明：盘条中偏析比超过1. 20就会有网状渗碳体形成；连铸坯中碳偏析指数大于1. 16，盘条中就会出现超标的网状渗碳体。降低过热度，降低拉速，增大二冷水比水量，可以有效地降低铸坯中心偏析。通过工艺调整，铸坯中心平均碳偏析指数由1. 13降低为1. 08，网状渗碳体判次比例由2. 0%降低为0. 8%。
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  小型H型钢粗轧过程数值模拟及翼缘宽展分析

  裴暖暖，朱国明，张思勋，康永林

  中国钢铁期刊网. 2014, 26(9): 37-40. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20130263

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  运用有限元方法对4种规格小型H型钢的粗轧过程进行了三维热力耦合数值模拟，详细介绍了有限元模型和模拟参数设置。在数值模拟结果的基础上，分析了小型H型钢各道次稳定轧制阶段的孔型填充状况、有效塑性应变和翼缘宽展规律。根据推导的小型H型钢斜配孔型翼缘宽展公式计算了各道次翼缘高度解析结果，并将翼缘高度解析结果、数值模拟结果和实测结果进行了对比，规律性吻合较好。
材料研究
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  常化工艺对Si的质量分数为1. 6%的无取向电工钢磁性能的影响

  匡元辉，陈凌峰 ，张晨，罗文彬，王现辉，胡志远

  中国钢铁期刊网. 2014, 26(9): 41-47. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20130342

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  研究了常化温度、常化时间及常化后冷却速度对Si的质量分数为1. 6%的无取向电工钢成品磁性能的影响。结果表明：在850~1050℃范围内，随着常化温度的升高，成品铁损先减小后增大，成品磁感应强度先增大后减小；当常化温度为1000℃时，成品平均铁损最低，平均磁感应强度最高；常化时间从3min延长到7min时，成品铁损先减小后增大，成品磁感应强度则呈单调下降趋势；随着常化冷却速度的降低，成品铁损先减小后增大，成品磁感应强度则呈单调增大趋势；对于Si的质量分数为1. 6%的无取向电工钢，最佳的常化制度为：在1000℃进行常化，时间5min，常化后空冷。对热轧板进行常化后，热轧板发生了不同程度的再结晶和晶粒长大。提高常化温度、延长常化时间、降低冷却速度，都能使常化板晶粒粗化，进而粗化成品板晶粒，改善磁性能。通过扫描电镜观察发现，成品板中析出物主要为AlN和MnS的复合析出物，以及少量的单独析出的AlN和MnS，而常化工艺主要是通过粗化析出相，减少细小析出相数量，从而减少对晶界钉扎作用来改善成品磁性能。
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  铸型温度对单晶高温合金叶片凝固组织的影响

  史振学 刘世忠 韩梅 李嘉荣

  中国钢铁期刊网. 2014, 26(9): 48-52. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20130401

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  在高温度梯度真空定向凝固炉中，采用螺旋选晶法通过3种不同铸型温度分别制备了［001］取向的DD6单晶高温合金叶片，利用光学显微镜和扫描电镜观察了不同工艺条件下合金的铸态组织，研究了铸型温度对单晶高温合金凝固组织的影响。结果表明,随着铸型温度的升高，合金的一次枝晶间距和二次枝晶间距变小，合金元素的偏析程度降低，枝晶干和枝晶间的铸态γ′相尺寸减小，共晶的尺寸和含量稍有减小，显微疏松的尺寸和体积分数稍有减小。
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  逆变焊机用Fe73. 5Cu1Mo3Si15. 5B7超微晶合金的软磁性能

  时红昊，王立军，宋翀旸

  中国钢铁期刊网. 2014, 26(9): 53-57. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20130419

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  对比了Fe73. 5Cu1Mo3Si15. 5B7超微晶合金和目前逆变焊机主变压器普遍采用的Fe73. 5Cu1Nb3Si15. 5B7铁芯的静态和动态磁性能。重点研究了两种材料铁芯的饱和磁致伸缩系数、10~40kHz范围内的高频性能和脉冲性能、-40~140℃间的损耗及磁导率变化。研究结果表明，Fe73. 5Cu1Mo3Si15. 5B7铁芯可获得低的高频损耗、高磁导率、较低的饱和磁致伸缩系数及良好的温度稳定性，满足逆变焊机主变压器对铁芯材料的要求，同时，Fe73. 5Cu1Mo3Si15. 5B7带材韧性更高，可改善材料制备的工艺性能和快淬带材的力学性能，提高成材率。
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  QT400-18L球墨铸铁的低温冲击断裂行为

  张新宁，曲迎东，李荣德 唐才宇 蒋立鹏

  中国钢铁期刊网. 2014, 26(9): 58-61. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20130414

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  在室温和低温下对QT400-18L球墨铸铁件进行Charpy冲击试验，采用金相显微镜、扫描电镜对冲击断口形貌进行分析，利用透射电镜对断口附近位错密度进行观察分析，探讨了球墨铸铁低温冲击断裂的机制。结果表明：温度对冲击韧性影响较大，随试验温度的降低，冲击吸收的能量显著减小。观察发现，低温冲击断口表现出两种不同的解理断裂刻面：“连续型”和“不连续型”河流形貌。球墨铸铁中裂纹优先在石墨与铁素体基体界面形成，其次在碳化物与基体界面形成。在低温冲击载荷作用下，活动位错源数量少，发生解理断裂。
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  无取向电工钢织构的演变及其沿带钢宽度方向上的差异

  孙念，唐伟 ，项利，仇圣桃，王建军

  中国钢铁期刊网. 2014, 26(9): 62-57. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20130363

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  采用EBSD检测技术，分析了50W800无取向电工钢在重要生产工序间织构的演变以及织构沿带钢宽度方向上的差异性。结果表明：热轧板织构沿带钢宽度方向上的差异性主要体现在表层织构。带钢边部表层织构主要由旋转立方织构、α纤维织构以及少量的γ纤维织构组成，带钢宽度1/4处的表层织构主要存在高斯织构，带钢宽度1/2处的表层织构主要为(110)面织构以及少量的铜型织构。各处的带钢宽度1/4处和1/2处的织构类型基本一致，都以α纤维织构和旋转立方织构为主。冷轧后，各处的表层织构类型差异较小，均为γ纤维织构和α纤维织构。由板宽边部至中心处织构强度值逐渐降低。退火后，各处织构的组分基本一致，为较强的γ纤维织构和较弱的(100)面织构。各处织构强度值差异较小，变化趋势与冷轧板一致。
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  X100管线钢的组织、性能及再结晶规律

  常崇民，唐兴昌

  中国钢铁期刊网. 2014, 26(9): 68-73. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20130420

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  分析了X100管线钢动态再结晶规律，并绘制了X100管线钢的奥氏体动态再结晶图。在实验室进行了X100管线钢的试制，结果表明：在实验室试制的X100管线钢，屈服强度达到了800MPa，抗拉强度达到了925MPa，并且冲击性能优良，各项性能指标均超过了API标准要求。用SEM对X100管线钢的金相组织进行观察，发现其典型组织为粒状贝氏体，并有少量的贝氏体铁素体。用TEM对其M-A岛形貌进行观察，发现M-A岛宽度约为300nm。