2016年, 第28卷, 第11期 刊出日期:2016-11-15
  

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    冶炼与加工
  • 彭军 李文挺 刘丽霞 郭永 安胜利
    中国钢铁期刊网. 2016, 28(11): 1-5. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20150313
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    中国铁矿磷含量偏高,提高脱磷效率、降低渣料的消耗量对钢铁企业至关重要。1400℃下,将2CaO·SiO2颗粒插入到含P2O5为14%(质量分数)的渣中,并保温20、30、60和100s,研究磷在2CaO·SiO2颗粒中的扩散速率。用SEM-EDS对磷在渣和2CaO·SiO2颗粒中的分布进行了测量,并用菲克第二定律计算了磷在2CaO·SiO2颗粒中的扩散系数。结果显示:磷在2CaO·SiO2中的扩散可视为一维半无限扩散。1400℃时,磷在2CaO·SiO2颗粒中的扩散系数为6417×10-12m2/s,如果脱磷时间为15~20min,则2CaO·SiO2颗粒不宜大于653μm。
  • 王炜 徐维波 朱航宇 欧阳泽林 邓明 薛正良
    中国钢铁期刊网. 2016, 28(11): 6-11. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20150343
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    烧结矿的显微结构较为复杂,二维平面图形难以全面表现其矿相特点,为了更直观、准确地反映烧结矿的矿相组成,深入分析烧结矿的微观结构特征,采用序列切片-三维重建法对烧结矿的显微结构进行了三维分析。研究表明,高碱度烧结矿中,铁酸钙多以针状和柱状形态存在,且在烧结矿内部多呈连通状态;针状或柱状铁酸钙中间交织着柱状或粒状的硅酸盐以及少量的玻璃相,局部区域分布有一定量的磁铁矿,呈互联状,磁铁矿主要以粒状他形晶存在,多与铁酸钙呈交织熔蚀结构;烧结矿中气孔大小不一,分布不均匀,形态不规则,多以连通气孔存在,也有部分闭气孔孤立存在于烧结矿内部,体积相对较小。
  • 汪宁,孟祥宁,杨杰,左晓静,朱苗勇
    中国钢铁期刊网. 2016, 28(11): 12-17. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20150354
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    通过引入材料学中变截面悬臂梁理论,计算了连铸结晶器弯月面以下初凝坯壳受力,分析了结晶器正弦振动条件下初凝坯壳变形行为,并阐明液态保护渣消耗机理。结果表明,保护渣消耗于正滑脱中后期至下一个正滑脱前中期,包括整个负滑脱时期,负滑脱中期渣道宽度是保护渣消耗的限制性因素。通过增大黏度、振频和振幅使负滑脱时期内保护渣消耗量降低,从而增大了正滑脱时期内渣耗占整个周期内渣耗的比重,使正滑脱时期成为保护渣的主要消耗期。反之,负滑脱时期为保护渣主要消耗期。
  • 刘起岑,戴衡,陶东平
    中国钢铁期刊网. 2016, 28(11): 18-22. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20150356
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    应用分子相互作用体积模型(MIVM)及其伪多元法对FeO-MgO-SiO2和CaO-MgO-FeO-SiO2熔渣中FeO组元的活度进行了验证性预测研究。结果表明:MIVM伪多元法预测值与实验值吻合良好。在此基础上,利用MIVM建立了FeO-MgO-V2O3-SiO2和CaO-FeO-V2O3-SiO2四元熔渣组元活度的计算式,并计算了该熔渣中V2O3、CaO、MgO、FeO和SiO2的活度;分析了用CaO取代MgO时,FeO含量的变化对其各组元活度的影响,当用CaO取代MgO时,熔渣中各组元的活度都明显减小。
  • 张伏龙 黄润 徐本军 ,张金柱
    中国钢铁期刊网. 2016, 28(11): 23-28. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20150373
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    在800~1100℃范围内、H2体积分数为9999%的气氛条件下,采用气基直接还原工艺对贵州鲕状赤铁矿进行了恒温还原研究,使用X射线衍射仪和光学显微镜对还原产物进行了表征,通过阿伦尼乌斯公式计算了还原反应的表观活化能,并采用未反应核模型判断了还原反应的限制性环节。结果表明:当还原温度为1100℃,还原时间为150min,二元碱度为10时,可以获得金属化率为9115%的直接还原产物,原矿中加入CaO促进了FeAl2O4和Fe2SiO4的还原,是还原产物金属化率提高的主要原因。动力学结果表明:原矿在900~1100℃的还原过程中受气体内扩散控制,其表观活化能为1895kJ/mol,并且在典型气体内扩散范围内。
  • 王建军,蒙李朋,王海军,常立忠
    中国钢铁期刊网. 2016, 28(11): 29-33. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20150378
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    借助连铸结晶器水模型和高速摄像技术研究了不同功率超声和超声处理时间对连铸结晶器内钢液流场的影响。结果表明:未加超声处理时,流场在横向以及纵向上的均匀度较差。超声功率400W时流场较300W时有显著改善,随着超声功率的增加,流场中心深度先增加后降低。超声处理功率500W、45s时,流场中心相对深度为056,超声空化作用适宜,有效改善了结晶器内的钢液动力学条件。超声功率600、700W时,流场中心相对深度分别为046、041,流场深度较浅,造成钢中的夹杂物没有足够的时间上浮去除,同时还会造成液面波动,甚至引起卷渣。
  • 高建军 万新宇 齐渊洪 王锋 郭玉华
    中国钢铁期刊网. 2016, 28(11): 34-39. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20150329
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    针对转底炉生产存在产品金属化率低、冶炼能耗高、烟气含尘量大、生产效率低等问题。通过建立转底炉冶炼数学模型,计算了不同工艺参数对转底炉冶炼能耗的影响规律。结果表明:转底炉产品金属化率与烟气对含碳球团的二次氧化有关,增大还原区煤气供应量,可以减少含碳球团二次氧化,提高产品金属化率;助燃风预热温度和富氧率对冶炼能耗影响显著,提高助燃风预热温度和富氧率可以降低燃烧消耗,提高冶炼效率。助燃风预热温度每提高100℃,煤气消耗可以减少75m3;助燃风富氧率达到20%时,煤气消耗量减少50%,烟气量减少57%。
  • 严冉冉,沈千成,黄贞益
    中国钢铁期刊网. 2016, 28(11): 40-45. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160088
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    宽厚板七辊预矫机是提高板带平直度、均匀或减小残余应力分布的重要环节,其矫直水平直接决定了产品质量。以宽厚板实际变形情况为背景,通过研究材料变形与各道次下的弯曲曲率及弯曲挠度之间的关系,对负扭矩的产生原因进行了分析;与此同时采用应变电桥法对七辊预矫过程中传动轴扭矩测试信号进行了分析,并通过有限元模拟进行对比分析。研究结果表明:负扭矩的产生是由于集中驱动所提供的同一转速与压弯量不同形成的不均一速度,二者无法适应引起的;负扭矩导致各个辊负载扭矩重新分配,最终对矫直辊面造成损伤;并在此基础上优化矫直工艺参数,将第二台电机的转速提高30%后,6号辊负扭矩现象得到缓解,3号和5号辊扭矩剧增现象得以消除,矫后板平直度得到改善,矫后残余应力分布更加均匀。
  • 材料研究
  • 李书利,王存宇 ,王育田,常颖,董瀚
    中国钢铁期刊网. 2016, 28(11): 46-50. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160126
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    使用Gleeble-3800热模拟试验机研究了中锰钢(温成形钢)和22MnB5钢(热成形钢)的微观组织、力学性能和高温拉伸性能。结果表明:与22MnB5钢相比,在获得1500MPa级的抗拉强度时,中锰钢的加热温度可从950℃降低到800℃,钢的组织明显细化并且没有发生表面脱碳,断后伸长率从75%提高到10%。高温拉伸试验结果表明:中锰钢比22MnB5钢具有更高的延伸率和硬化指数,可以减小成形过程中局部减薄过高导致的样件破裂。
  • 程振邦,王洪新,张刚,林华
    中国钢铁期刊网. 2016, 28(11): 51-55. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160106
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    采用金相显微镜、超景深三维显微系统、扫描电镜对双层卷焊钢管钎焊接头的组织结构进行了研究。结果表明:双层卷焊钢管钎焊接头的铜钢复合界面结合方式为冶金结合且界面结合良好;双层卷焊钢管钎焊接头由扩散区和中界区组成。扩散区组织是α固溶体和ε固溶体的混合物,即(α+ε)。中界区的基体组织是铁在铜中的过饱和固溶体Cu(ss.Fe)并且在基体上稀疏地分布着(α+ε)双相固溶体;基于对双层卷焊钢管钎焊接头组织结构的观察,分析认为其接头的形成是由铜层熔化阶段、液固相互扩散阶段、凝固阶段组成。
  • 巫宇峰 ,惠卫军,陈思联,徐乐,雍岐龙 ,周世同
    中国钢铁期刊网. 2016, 28(11): 56-62. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160073
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    利用金相显微镜、透射电镜及物理化学相分析等方法研究4种不同钒含量的中碳非调质钢锻后空冷下的微观组织参数与材料力学性能的定量关系。结果表明:随着V含量的增加,铁素体体积分数增多且晶粒尺寸减小,珠光体片层间距变细,直径小于10nm的析出相粒子占比增加。当V质量分数增至02%时材料的韧性急剧降低。材料硬度随V质量分数的增加而增大且铁素体与珠光体的显微硬度比值增大,但材料的屈服强度并不完全取决于铁素体;在Hall-Patch公式、固溶元素强化系数和Ashby-Orowan模型等理论的基础上结合相关文献的实验数据,建立了一个普遍适用于V微合金化中碳非调质钢屈服强度的预测方程。
  • 丰涵,焦少阳,宋志刚
    中国钢铁期刊网. 2016, 28(11): 63-68. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160061
    摘要 ( )   可视化   收藏
    利用Thermo-Calc、DICTRA软件及其数据库,建立碳化物长大-Cr原子扩散模型,进行镍基690合金晶界贫Cr区演变的动力学模拟研究,并与扫描透射电子显微分析和能谱分析技术得到的合金晶界Cr含量实测值相比较,验证模型的合理性。结果表明:600~800℃敏化温度范围内进行等温处理时,敏化初期M23C6颗粒长大速度快,尺寸迅速增大;一定时间后长大速度急剧下降,尺寸增速减缓直至M23C6颗粒达到稳定的尺寸。等温条件下晶界Cr含量变化与敏化时间密切相关,敏化初期碳化物快速长大是影响晶界附近最低Cr含量的主要原因;而随着敏化时间延长,晶内Cr原子向贫Cr区的扩散愈加充分,贫Cr区最低Cr含量逐渐提高。该模型计算得到的晶界附近最低Cr含量值接近实测值,该模型可准确预测不同敏化过程中的晶界附近最低Cr含量。
  • 黄俊霞,叶晓宁
    中国钢铁期刊网. 2016, 28(11): 69-73. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160104
    摘要 ( )   可视化   收藏
    研究了4种不同的焊后热处理工艺对半奥氏体沉淀硬化不锈钢15-7Mo焊接接头组织性能的影响。结果表明:焊接接头不进行热处理或时效热处理的焊接系数低于07,焊接接头进行调整+时效热处理后的焊接系数可达09,而对焊接接头进行固溶+调整+时效热处理后焊接系数接近1。接头不进行热处理或者是仅时效热处理时,薄弱区为熔合线靠近母材的区域,组织为奥氏体和少量的铁素体。进行调整+时效热处理或固溶+调整+时效热处理时,熔合线靠近母材侧的组织为板条马氏体、少量的铁素体和沉淀析出相,焊缝的组织为板条马氏体和沉淀析出相,薄弱区消失,焊接系数大幅度提高。
  • 荣义 ,成磊,唐超 ,毕中南 ,曲敬龙
    中国钢铁期刊网. 2016, 28(11): 74-80. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160199
    摘要 ( )   可视化   收藏
    研究了不同固溶冷却介质(油、空、棉)及之后的时效处理对优质GH738(HQGH738)合金组织及力学性能的影响。分别利用光学金相显微镜(OM)和场发射扫描电镜(FESEM)对热处理各阶段合金的晶粒组织及γ′相分布情况进行观察,同时检测热处理各阶段拉伸强度。结果表明:冷却介质对HQGH738合金晶粒尺寸无影响,而主要影响一次及二次γ′相的回溶及析出行为,进而影响合金的性能。固溶阶段,随冷速的提高(油淬>空冷>棉冷),合金中二次γ′相减少,尺寸越小,固溶后合金抗拉强度降低。经过稳定化处理后,3种冷却方式下合金强度顺序不变,但差值减小。再经过双时效后,三者抗拉强度相当。冷速越快,一次γ′相粗化越慢,从而在双时效过程中析出更多的细小二次γ′相,最终合金的屈服强度随冷速的增加而增强。