2017年, 第29卷, 第5期　刊出日期：2017-05-15

  

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综合论述
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  高铬型钒钛磁铁矿综合利用现状及进展

  储满生，唐珏，柳政根，应自伟

  中国钢铁期刊网. 2017, 29(5): 335-344. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20170030

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  高铬型钒钛磁铁矿是一种典型的多金属共伴生矿产资源，具有极高的综合利用价值。目前主要的冶炼流程为高炉—转炉。该工艺处理量大、生产规模大、技术成熟，但有价组元利用率低、资源浪费严重、环境负荷高。并且转底炉、回转窑等非高炉流程亦具有能耗高、钛渣品位低活性差等一系列缺点。基于气基竖炉直接还原的优越性，研发了高铬型钒钛矿氧化造块—气基竖炉直接还原—熔分新工艺。高铬型钒钛矿适宜氧化焙烧条件为1300℃下焙烧20min；在1100℃、V(H2)/V(CO)=5/2条件下还原35min，还原率达95%；最佳熔分条件为配碳比1.2，熔分温度1650℃、熔分时间45min、CaF2配量2%（质量分数），碱度1.1。该种工艺下铁、钒、铬、钛收得率分别约为99%、98%、95%和95%，实现了有价组元的高效分离，是高铬型钒钛矿高效低碳综合利用的首选技术之一，为攀枝花钒钛矿的综合利用提供了参考。
冶炼与加工
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  高炉炼铁煤焦置换新概念

  唐庆利 张建良 李克江 钟建波 徐润生 刘征建

  中国钢铁期刊网. 2017, 29(5): 345-351. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160245

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  煤焦置换比是衡量喷煤效果的重要指标，在一定冶炼条件下，置换比与喷煤量的关系遵循递减规律，如何优化高炉操作提高煤焦置换比是高炉炼铁的重要工作之一。为了明确置换比的可调控因素，首先通过对比分析实际置换比和理论置换比的计算方法，确定了高炉喷煤置换比与入炉焦炭成分、煤粉性能和煤粉在高炉内行为之间的数学关系。其次通过统计分析焦比和置换比随着煤比的变化关系，发现焦比随着煤比的变化存在一个拐点，拐点之后焦比降低程度减小，表明置换比开始显著降低。焦比拐点和置换比显著降低开始点是表征置换比稳定区的重要指标，延迟拐点位置是高炉炼铁节能降耗、降本增益必须关注的问题。影响喷煤置换比的主要因素包括3个方面：喷吹煤粉特性、高炉操作以及实际喷煤量。改善置换比的主要措施包括3个方面：提高燃料的燃烧性、保持合理的炉料分布以及改善原燃料质量。
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  固定床内半焦燃烧释放HCN和NOx的规律

  赵蕾 ，龚志军 ，武文斐

  中国钢铁期刊网. 2017, 29(5): 352-356. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160214

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  采用立管炉及傅里叶红外光谱烟气分析仪研究反应温度、活性炭和添加剂对固定床内半焦燃烧时HCN和NOx的排放特性的影响。实验结果表明，850～950℃范围内，温度升高，半焦燃料型N向HCN和NOx的转化率降低，最大降幅分别为1.43%和8.67%；850～900℃和900～950℃范围内，半焦燃料型N向HCN和NOx的转化率存在线性关系；活性炭促进半焦燃料型N向HCN和NOx的转化，添加剂CaO和Al2O3减弱活性炭对半焦HCN和NOx的释放，但对HCN向NOx的转化没有太大影响。
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  含铁尘泥金属化球团的合理渣系

  毛瑞，任立群，杜屏，王飞

  中国钢铁期刊网. 2017, 29(5): 357-363. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160207

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  基于转底炉工艺，结合FeO-SiO2-CaO三元相图，对金属化球团的渣系进行理论分析，同时开展模拟实验，研究了含铁尘泥金属化球团合理渣系结构。结果表明，对于含铁尘泥球团，当二元碱度为0.37~0.67时，渣系熔点小于1150℃，球团在较低的还原温度下即可形成液相；随着渣系碱度的逐渐降低，含铁尘泥金属化球团的抗压强度呈现先增大后降低的趋势，当球团碱度为0.61时，抗压强度达到最大；金属化球团的强度与反应温度呈正相关性，反应温度的提高可大幅提高球团的强度。当球团二元碱度为0.85时，反应温度由1190℃提高至1220℃，球团的抗压强度可提高近100%。但随着球团碱度逐渐降低，不同温度条件下球团抗压强度的差异逐渐减小。
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  钢液中凝聚态夹杂物碰撞聚合能力分析

  赵定国，高茗，王书桓，王育飞

  中国钢铁期刊网. 2017, 29(5): 364-372. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160205

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  钢液中夹杂物间的物理碰撞是微细夹杂物凝聚长大并上浮去除的基础。基于模糊聚类法对夹杂物尺寸分组，并计算凝聚态夹杂物的碰撞聚合能力。研究结果表明：在一定温度、时间内，粒径小于1μm球形夹杂物组成的凝聚体其布朗碰撞聚合能力与其粒径成反比；粒径为1~100μm球形夹杂物组成的凝聚体，其斯托克斯和湍流碰撞聚合能力均与凝聚体致密度成反比，与发生碰撞的2个凝聚体的尺寸差、钢液搅拌能成正比；斯托克斯碰撞主要发生在粒径为1.00~1.25和10~25μm、1.00~1.85和25~30μm、1~5和30~50μm、1.0~16.5和50~1000μm的球形夹杂物组成的凝聚体之间；湍流碰撞主要发生在粒径为1~100和1~10μm球形夹杂物组成的凝聚体之间；二者共同作用的区域是粒径为50.8~100.0μm和小于1μm球形夹杂组成的凝聚体之间。
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  RH喷吹参数对循环流量和均混时间影响的物理模拟

  郑万 ，贺志鹏 ，李光强 ，屠浩 ，张战

  中国钢铁期刊网. 2017, 29(5): 373-381. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160206

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  以某厂300t RH真空精炼装置为研究原型，建立1∶6.5的水力模型对RH喷吹精炼工艺进行物理模拟。研究了喷吹位置、喷吹气量及驱动气体流量对循环流量和均混时间的影响。结果表明：不同喷吹气量、驱动气体流量条件下，获得大循环流量和短均混时间的最优喷吹位置不同。较小的喷吹气量(2.98~3.53m3/h)或者较小的驱动气体流量(0.93~1.02m3/h)时，宜采用低顶枪枪位(153.8mm)喷吹；喷吹气量大于3.91m3/h或者驱动气体流量大于1.12m3/h时，宜采用真空槽底部喷吹角度120°的侧喷嘴喷吹。顶枪与侧喷嘴复合喷吹有利于提高RH喷吹工艺的适应性及循环效率。
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  BN型易切削钢中夹杂物的控制及对切削性能的影响

  王毓男，包燕平

  中国钢铁期刊网. 2017, 29(5): 382-390. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20170003

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  汽车曲轴用钢42CrMo要求在不影响力学性能的前提下，具有较好的切削性。传统的钢种无法满足使用需求，通过在钢中添加B、N元素，并对钢中夹杂物进行控制，以满足性能要求。首先通过坩埚熔炼实验得到不同B 、N 含量的试样；其次利用FactSage软件计算出理想条件下不同B、N含量的钢液中各种夹杂物的析出量及析出温度；然后通过对试样设置不同的冷却方式和定向凝固实验，得到钢中BN夹杂物的形貌、尺寸及分布的影响因素；最后，通过切削实验研究了夹杂物对切削性能的影响因素，最终得到理想切削性能的BN型易切削钢。结果表明，尺寸较小而密度较大的BN夹杂物对钢的切削性能的改善作用更好。切削性较好的试样，其切削性能已达到与硫系易切削钢Y1215同等水平。
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  热连轧机负荷分配优化计算策略

  李维刚 ，刘超，卞皓，刘相华

  中国钢铁期刊网. 2017, 29(5): 391-396. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160237

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  提出一种带钢热连轧精轧机组负荷分配的优化计算策略，采用多目标优化算法离线计算确定精轧各机架的轧制力分配系数，采用“压下模式+轧制力模式”相结合的方式实现负荷分配在线计算。为了确定各精轧机架的轧制力分配系数，建立兼顾轧制功率最小、负荷均衡与板形良好的负荷分配多目标优化模型；为了实现负荷分配在线计算，根据压下模式负荷分配计算确定厚度分配的初始值，根据CLAD算法进行轧制力模式负荷分配迭代计算，最后采用压下模式分配计算确定的压下率分布范围对轧制力模式分配结果进行限幅处理。新方法已成功应用于梅钢1780mm热连轧生产线，在线应用表明该方法可以有效减少操作工干预，提高带钢精轧过程的轧制稳定性。
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  酸洗机组基础自动化控制模型

  陈金山，周国平

  中国钢铁期刊网. 2017, 29(5): 397-401. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160228

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  连续酸洗过程中的最优速度控制、活套套量控制及张力控制等对提高机组稳定性和生产节奏，改善带钢表面质量有极其重要的作用。针对1740mm酸轧机组，基于罚函数原理建立了速度目标函数模型，用于酸洗速度设定计算；同时，通过活套入口、出口速度控制实现活套套量的同步控制，满足了酸轧机组对活套套量和张力的要求。建立酸洗过程张力设定计算模型，提高了张力控制精度和系统快速响应性能，实现了酸洗速度协调和节奏控制。实践证明，高精度的模型设定计算显著提高了高强钢连续酸洗后的表面质量和板形质量，使得高强钢生产成材率进一步提高，满足了工业生产需要。
材料研究
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  核压力容器用SA508Gr.4N钢组织遗传性的消除

  刘宁 刘正东 何西扣 杨志强

  中国钢铁期刊网. 2017, 29(5): 402-410. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20170015

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  采用可控速热处理炉对核压力容器用SA508Gr.4N钢消除组织遗传性现象进行研究。为模仿大锻件锻后不同位置晶粒尺寸差异较大现象，对试验钢进行不同温度预粗化处理。设计了A和B两种方案消除试验钢的组织遗传性，结果表明：经方案A即等温退火+亚温正火+正火处理后，得到细小且均匀的晶粒，晶粒等级由2～9级细化为7.5～8.0级，该方案可有效消除SA508Gr.4N钢的组织遗传性现象。观察了等温退火、亚温正火和高温回火后试验钢组织的变化，分析了微观组织变化对消除试验钢组织遗传性的影响。
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  奥氏体形变对50CrV4钢相变行为的影响

  达传李，杨庚蔚，毛新平 ，余驰斌，何仙灵，蔡珍

  中国钢铁期刊网. 2017, 29(5): 411-419. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160314

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  利用ThermecmastorZ型热模拟试验机，结合金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、维氏硬度计等，系统研究了奥氏体区变形对50CrV4钢连续冷却相变和等温相变规律的影响。建立了试验钢动态CCT曲线。研究结果表明，奥氏体变形能促进连续冷却转变过程中铁素体珠光体、贝氏体转变，但亦可提高奥氏体的机械稳定性，进而抑制马氏体转变，Ms点由3316℃（奥氏体未变形）降低至291℃(950℃下变形50%+890℃下变形50%，变形速率均为5s-1，变形后冷速为20℃/s)。当轧后冷速小于05℃/s时，试验钢中可获得铁素体+珠光体组织。此外，在研究不同变形量对试验钢等温相变规律影响时发现，650℃等温时，试验钢中发生铁素体珠光体相变。随着变形量的增加（由30%增加至50%），其等温相变动力学加快（相变完成时间由1976s减小至1365s），铁素体体晶粒尺寸、珠光体片层间距减小，硬度增加。
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  低碳钢淬火等温碳配分中粒状贝氏体组织演变及性能

  田亚强 张明山 董福涛 李红斌 魏英立 陈连生

  中国钢铁期刊网. 2017, 29(5): 420-424. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160249

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  利用彩色金相、扫描电镜及拉伸实验等方法，研究了I&Q&PB热处理工艺下低碳硅锰钢在450℃时不同等温时间淬火碳配分工艺对其组织及力学性能影响。结果表明，经不同时间等温碳配分工艺处理，实验钢显微组织基本由粒状贝氏体及粒状组织构成。当配分时间在200~600s时，晶界边缘大块状M/A岛数量逐渐减少，但细小颗粒状M/A岛数量逐渐增多并趋于有序化排列，导致抗拉强度升高，伸长率降低。随碳配分时间延长，细小颗粒状M/A岛又趋于弥散化排列，并且当碳配分时间大于1200s时出现无碳化物板条贝氏体，其贝氏体板条间的薄膜状残余奥氏体更加稳定，同时受弥散排列的细小颗粒状M/A岛影响，伸长率得到提高，抗拉强度减少。
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  冷轧双相钢表面氧化色形成机理与控制措施

  李研，刘顺明，张亮亮，鲍成人，滕华湘，崔阳

  中国钢铁期刊网. 2017, 29(5): 425-430. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160265

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  冷轧双相钢氧化色与钢种内部Mn元素的选择性氧化现象相伴而生，氧化色严重的带钢表现出不同的电化学特性，耐蚀性较差。Mn元素的选择性氧化与闪冷段冷却风机位置氧含量密切相关，带钢出水淬槽后水的轻微残留更容易加速腐蚀反应从而加重氧化色。通过炉区退火模拟实验，验证氧含量对带钢表面状态的影响。氧含量较高时，可在带钢表面发现明显的氧化物颗粒。采用高H2冷却模式可以提高混合气体换热系数，减小冷却风机与带钢距离可明显降低冷却风机功率，减轻Mn元素在带钢表面的氧化富集，配合优化淬水槽挤干效果，可良好解决带钢表面氧化色问题。