2016年, 第28卷, 第12期　刊出日期：2016-12-15

  

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冶炼与加工
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  基于大数据的力学性能预测与工艺参数筛选

  吴思炜，刘振宇，周晓光，史乃安

  中国钢铁期刊网. 2016, 28(12): 1-4. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20150380

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  神经网络数据样本的质量影响着模型的预测精度；选择有效的工艺参数进行建模可以提高模型的训练速度，节省训练时间。针对数据样本质量和输入工艺参数的选择问题进行了研究，采用了计算马氏距离的方法剔除异常点，改善数据样本的质量。基于采集到的热轧汽车大梁板的17个工艺参数的生产数据，采用贝叶斯神经网络建立力学性能预测模型。通过采用平均影响值筛选出对力学性能影响较大的工艺参数进行建模，以简化模型。结果显示：简化后的模型取得了较高的预测精度，对于抗拉强度和屈服强度，分别有9664%和9496%的数据预测值和实际值相对误差在±6%以内；对于伸长率，有9664%的数据预测值和实际值的绝对误差在±4%以内。
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  半焦等温燃烧过程的NO生成特性

  龚志军 ，杨彪 ，李保卫 ，武文斐

  中国钢铁期刊网. 2016, 28(12): 5-8. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160015

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  利用自制等温立式管式炉，通过改变混合比例(石英砂/半焦)、温度、氧气体积分数，对半焦进行燃烧试验，分析研究了半焦在高炉喷吹过程中风口前燃烧时NO的生成特性。结果表明：石英砂与半焦混合比为50%时，颗粒间相互作用及NO与焦炭之间二次还原反应最弱；随着燃烧温度升高，既加快了半焦燃烧反应，又缩短了NO生成时间(最大约80s)，促进了NO还原过程，使NO生成量减少；氧气体积分数的增加延长了NO的持续时间，而对NO生成总量影响并不明显。
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  微细粒赤铁矿配加SiO2直接还原试验

  黄柱成 但从林 钟荣海 姚圣杰，文亮明，曹堃

  中国钢铁期刊网. 2016, 28(12): 9-14. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160003

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  采用赤铁矿配加SiO2制成的团块进行直接还原，研究了微细粒嵌布赤铁矿直接还原焙烧及其分选机理，应用X射线衍射扫描电镜及能谱等对还原产物进行分析。结果表明，SiO2含量较低时，SiO2对微细粒嵌布赤铁矿直接还原影响较小，SiO2含量增加时，还原团块金属化率、分选指标显著降低。还原温度较高时，SiO2对微细粒嵌布赤铁矿的直接还原-分选的影响加大。采用反应活性较好的烟煤作还原剂，能提高还原过程中铁氧化物还原速率，加快铁氧化物的还原，降低SiO2对还原-分选指标的影响。SiO2含量升高，还原焙烧产物中硅酸铁含量增加，金属铁含量减少，同时金属铁颗粒粒径也随之减小，SiO2的存在对微细粒嵌布赤铁矿直接还原有显著的不利影响，适宜的还原温度和良好的还原煤有利于改善微细粒嵌布赤铁矿直接还原-磁选指标。
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  无钟高炉环形布料优化及布料精度

  马财生 任廷志 杨二旭

  中国钢铁期刊网. 2016, 28(12): 15-20. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160012

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  为提高无钟高炉的布料精度，提出了一种基于粒子群算法的环形布料优化方法。在分析环形布料工艺特点的基础上，按控制方法将环形布料分为常规多环布料和步进式同心圆布料，以料面形状误差为控制目标建立了环形布料的优化控制数学模型，并设计了粒子群算法进行优化求解。最后将优化模型应用到2580m3无钟高炉，利用该优化模型分析了环形布料工艺与布料精度之间的关系。计算结果表明：溜槽倾角档位数量的增加有利于提高常规多环布料的布料精度，但同时导致布料优化控制复杂化，步进式同心圆布料的布料精度高于任意有限多个溜槽倾角档位的常规多环布料，适合充分发挥无钟炉顶布料灵活的优势，实现期望的炉料分布。
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  基于主成分分析与遗传算法-支持向量机的喷溅预测方法

  韩顺杰 齐冀樊 姜玉莲 尤文

  中国钢铁期刊网. 2016, 28(12): 21-26. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160175

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  针对冶炼过程喷溅特征提取及喷溅预测困难的问题，提出基于小波包变换与主成分分析的优化参数模型的支持向量机喷溅预测方法。该方法经小波包变换将冶炼喷溅的噪声和氧枪振动信号分解?煌荡男藕拧Ｓ捎诓煌荡男藕懦鱿窒嗷ジ扇藕投训虼送ü鞒煞址治鼋荡芰拷滴掷氤刹煌荡庑┐砗蟮男藕抛魑缃μ卣飨蛄俊６灾С窒蛄炕Ｐ筒问?C、g)进行遗传算法优化，通过支持向量机对喷溅的分类及预测，验证了该方法的有效性。实验结果表明：经小波包变换和主成分分析获得的特征信号能够准确地反应喷溅特征，提出的支持向量机方法具有较好的分类性能，喷溅预测准确率较高。
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  IF钢铸坯皮下夹杂物与钩状坯壳的特征分布

  苑鹏 宋丽娜 李海波 倪有金

  中国钢铁期刊网. 2016, 28(12): 27-34. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160052

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  铸坯中大尺寸非金属夹杂物是造成IF钢冷轧薄板表面缺陷的主要原因，因此使用扫描电镜对超低碳IF钢铸坯中夹杂物的形貌、类型、尺寸、数量分布进行了大面积(588973mm2)的综合检测。结果表明：IF钢稳态铸坯中的大尺寸夹杂物主要有3种类型，大多数为簇群状的氧化铝夹杂物和簇群状的TiOx-Al2O3夹杂物，以及少量的“气泡+Al2O3”。实验细致分析了不同尺寸的夹杂物在铸坯近表层的数量分布，并探讨了这种数量分布的原因。分析结果表明：直径大于100μm的夹杂物在铸坯近表层的数量分布受钩状坯壳的发达程度影响明显，而直径在20~50μm的夹杂物在铸坯近表层的分布较为均匀，同时由于结晶器中非对称流场，20~50μm的夹杂物沿铸坯宽度方向上数量分布并不完全对称。
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  提高高碳钢高拉一次补吹成功率工艺优化

  李德军 许孟春 李晓伟 刘祥 于赋志

  中国钢铁期刊网. 2016, 28(12): 35-40. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20150401

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  针对高碳钢高拉一次补吹成功率比较低的现状，对不合格的炉次进行了跟踪统计，发现造渣不当、碳温不协调、渣料质量波动对高碳钢高拉一次补吹成功率影响比较大。为此，对3个主要影响因素进行了详细分析，根据分析结果提出了相应的工艺参数优化措施及加强渣料的质量跟踪管理，使高碳钢高拉一次补吹成功率由原有的934%的提高到了973%。
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  转炉冶炼纯铁钢种C、Mn元素的控制

  戴永刚 王玲霞 宋云霞 卢立新 李亚峰

  中国钢铁期刊网. 2016, 28(12): 41-46. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160029

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  通过对生产控制的分析及研究，发现铁水经过AOD炉脱锰可满足导电纯铁对低锰铁水的需要；在相同工艺条件下，转炉终点碳含量越低，RH炉脱碳效果越好。理论分析发现：转炉较低的碳氧积水平有利于终点C含量的降低；较低的转炉终点温度、避免补吹和良好底吹效果，可保持较低碳氧积水平。利用正规溶液模型计算了碳-铁的选择性氧化临界碳含量范围，并考虑连铸工艺可浇性，控制转炉终点C含量，降低中包铝损及二次氧化。分析结果显示，邢钢转炉生产纯铁钢种理想的终点碳质量分数应控制在0036%~0045%。
材料研究
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  Q235钢结构材料的超低周疲劳性能

  罗云蓉 王清远 付磊 张应迁 陶静 谢文玲

  中国钢铁期刊网. 2016, 28(12): 47-51. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160098

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  对钢结构材料Q235钢的超低周疲劳性能进行了研究。采用横向应变控制方法，保持频率1Hz恒定，在岛津电液伺服疲劳试验机上开展了试验钢的超低周疲劳试验。获得了循环应力响应特征曲线等实验数据，并在此基础上分别建立了试验钢基于塑性应变幅及应变速率的超低周疲劳寿命预测公式，且2种公式均能较好地对其寿命进行预测。通过电镜扫描(SEM)，分析了试验材料超低周疲劳下的微观断裂机理。研究结果表明，试验材料在超低周疲劳与低周疲劳下的疲劳性能，如循环响应特征、寿命预测公式以及微观断裂机理等方面均存在一定的差异。
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  热等静压Cr3C2/Ni3Al复合材料的微观组织及相组成

  傅丽华 韩伟 李长海 董超芳 赵琳 田志凌

  中国钢铁期刊网. 2016, 28(12): 52-58. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160171

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  采用热等静压技术(HIP)在1160℃、100MPa条件下制备出Cr3C2/Ni3Al复合材料，研究了Cr3C2/Ni3Al复合材料的微观组织和相组成。结果表明，Cr3C2初始颗粒首先溶解成Cr和C原子，并往基体中扩散；冷却过程中，溶解的Cr和C原子转化为稳定的Cr7C3结构；由于Ni3Al合金中的Fe易与C形成稳定碳化物，促使Fe原子从基体中往Cr7C3结构中发生上坡扩散，并取代Cr7C3结构中的部分Cr原子形成M7C3(M为Cr、Fe，余同)结构的扩散相。当Cr3C2初始颗粒较大时，在高温过程中，Cr3C2颗粒未能全部溶解，而未溶解的Cr3C2颗粒芯部在冷却过程中仍保持为Cr3C2结构。该条件下制备的Cr3C2/Ni3Al复合材料主要由Cr3C2硬芯相、M7C3扩散相和γ′-Ni3Al基材相组成，其中Cr3C2硬芯相和γ′-Ni3Al基材相通过M7C3扩散相形成良好的扩散连接；该结构的复合材料磨损后表面Cr3C2颗粒末发生剥落且沟槽在铬碳化物处发生中断，表现出良好的耐磨性。
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  热轧低碳钢高温变形行为与显微组织

  王哲英 于兴福 乔赫廷

  中国钢铁期刊网. 2016, 28(12): 59-66. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160026

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  采用Gleeble-1500试验机对低碳钢进行热变形试验，获得了真应力-真应变曲线， 进而研究了变形温度为900~1200℃，应变速率为01~10s-1对材料热变形行为的影响。通过非线性回归获得了材料在不同变形条件下的材料常数，建立材料的热变形本构方程，进而分析了热变形低碳钢的微观组织演变及极限压缩率的变化规律。结果表明：基于热变形方程真应变为05时的热变形激活能Q为21695kJ/mol，利用该本构方程计算的峰值应力与试验得到的应力-应变曲线的峰值应力吻合较好；应变速率1s-1，变形温度1100℃下的显微组织较其他温度相比都要细小、均匀，此时其极限压缩率最大可以达69%，可在此工艺条件下实现较大的塑性变形，且变形后具有较好的综合力学性能。
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  钢中氢热脱附谱线影响因素的数值模拟

  成林， 魏永帅，吴开明，，伊琳娜·罗迪洛娃

  中国钢铁期刊网. 2016, 28(12): 67-74. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160109

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  热脱附谱线分析已广泛用于研究高强钢中氢原子的吸收与扩散行为,以及氢原子与氢陷阱之间的反应动力学参数等。通过分析热脱附谱线峰值温度可获取氢陷阱的最重?问呵庀葳逵肭庠又涞慕岷夏堋２捎肕cNabb-Foster模型系统模拟研究钢中氢的热脱附谱线的影响因素。结果表明：除氢原子与氢陷阱之间的结合能之外，热脱附实验加热速率以及初始实验温度，样品尺寸、形状，氢原子在氢陷阱中的初始占有率,以及在样品中的分布等均能影响热脱附谱线的峰值温度以及形状，从而对氢陷阱与氢原子之间的结合能分析产生影响。同时基于局域平衡模型的模拟结果发现热脱附过程中氢原子从低结合能氢陷阱解析后可再次被高结合能陷阱捕获。
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  Ti微合金化高强度热轧带钢组织性能及强化机理

  杨庚蔚，毛新平 ，赵刚，甘晓龙 ，达传李，何仙灵

  中国钢铁期刊网. 2016, 28(12): 75-79. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160266

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  利用热模拟试验机、实验室轧机、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)等设备系统研究了Ti微合金热轧带钢连续冷却相变规律、组织和性能随卷取温度的变化规律及强化机理。建立了试验钢的动态CCT曲线。研究结果表明：当冷速小于1℃/s时，试验钢中奥氏体发生铁素体-珠光体相变。当冷速为5~10℃/s时，既发生铁素体-珠光体相变又发生贝氏体相变，贝氏体相变温度约为600℃；当冷速为20~50℃/s时，试验钢仅发生贝氏体相变，且随着冷速的增加钢中的贝氏体逐渐由粒状贝氏体向板条贝氏体转变。此外，对不同卷取温度下试验钢组织和性能的研究表明，随着卷取温度的降低试验钢的强度和塑性均有所提高。当卷取温度为550℃时，试验钢的力学性能最优，其抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别为742MPa、683MPa和225%，主要是由于晶粒细化和纳米级TiC析出所致。