2020年, 第32卷, 第5期　刊出日期：2020-05-20

  

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综合论述
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  低品位红土镍矿综合利用现状及进展

  朱德庆1，田宏宇1，潘建1，廖辉2，郭正启1，薛钰霄1

  钢铁研究学报. 2020, 32(5): 351-362. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20200019

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  摘要：不锈钢领域在镍消费结构中占主导地位，随着硫化镍矿资源的枯竭和镍铁合金需求量的增加，红土镍矿作为现阶段主要镍基生产原料，火法处理工艺已逐渐成为其主流工艺。但随着进口到国内的红土镍矿资源品位走低，原料特性更加复杂化，如何绿色高效地利用这些低品位资源进行镍铁合金制备，已逐渐成为实现中国不锈钢产业可持续发展的瓶颈。根据国内外研究现状并结合本课题组相关的研究工作，综述了现阶段红土镍矿火法处理工艺的研究进展和存在的不足，通过系统地开发出低品位红土镍矿火法处理工艺关键协同技术，以期解决不锈钢生产所需镍基原料的短缺局面和实现不锈钢工业绿色健康发展。
冶炼与加工
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  基于AdaBoost算法的炉芯温度预测模型

  王坤1，刘小杰1，刘二浩2，李宏杨1，刘颂1，吕庆1

  钢铁研究学报. 2020, 32(5): 363-369. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190207

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  摘要：为了更好地检测炉缸工作状态的变化，运用AdaBoost集成算法建立了炉芯温度提前预测模型。通过提前预测炉芯温度，可以捕捉炉缸状态的变化趋势，便于操控者及时调整。收集了承钢4号高炉相关参数的实时数据，以时间为轴进行整合对应，使用拉依达准则进行粗大异常值的检验，线性插值法进行空缺值的填补，再利用相关性系数对输入参数进行冗余剔除，最后运用AdaBoost集成树模型进行预测，发现其预测效果较之单棵决策树模型要更加精准。
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  齿轮钢锻件关键区域氧化物和硫化物夹杂的分布特征

  李岚昕1，王敏1，隽荣斐1，包燕平1，阳晋2

  钢铁研究学报. 2020, 32(5): 370-376. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190230

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  摘要：齿轮是机械传动的关键结构部件，为了改善齿轮的服役性能，提高疲劳寿命，需要清楚齿轮钢中的夹杂物类型、数量、尺寸、分布。采用夹杂物自动扫描仪、氧含量分析手段、扫描电镜对齿轮钢锻件不同位置进行夹杂物评估。结果表明：铸件中心位置TO质量分数较高，为10×10-6，对应小尺寸夹杂物数量较多，而大尺寸夹杂物在关键区域的分布较多。钢中氧化物夹杂主要为Al2O3、Al2O3复合类的尖晶石和钙铝酸盐复合夹杂物，且尺寸较大，分布不均匀，对齿轮钢关键区域的影响较大。钢中硫化物夹杂分布均匀，尺寸较小，热力学计算表明，该类夹杂在凝固过程中凝固率g＞0.44时，MnS开始析出，通过控制硫化物夹杂析出及分布有助于改善齿轮钢质量。
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  弯管中高浓度煤粉气力输送流动特性的模拟

  代婧鑫1，丁学勇1，许海法2，刘程宏1，居天华1

  钢铁研究学报. 2020, 32(5): 377-385. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190170

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  摘要：为了探究弯管中高浓度煤粉气力输送的流动特性，采用Savage的颗粒动力学模型，引入校正后的阻力系数模型和径向分布函数，建立了高浓度煤粉气力输送的数学模型，并用该模型对垂直转水平90°弯管中的压降与流动分布规律进行数学模拟研究。结果表明：在垂直转水平弯管段的高浓度煤粉气力输送过程中，弯管处存在明显的二次流、涡流、塌陷和堆积等现象；弯管段的总压降会随着输送的煤粉颗粒粒径、输送固气比以及输送速度的增大而增大。这些研究结果对高浓度煤粉气力输送的输送条件及管路的设计具有重要意义。
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  准颗粒中烧结用燃料燃烧特性

  袁亚强，何志军，韩啸，张丰皓，湛文龙，张军红

  钢铁研究学报. 2020, 32(5): 386-392. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190205

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  摘要：为探究准颗粒中烧结用燃料燃烧特性及相关因素的影响，采用拉曼光谱和TGDTG法对烧结现场所用无烟煤和焦粉的碳素结构和燃烧特性进行了检测，并建立了能够准确描述准颗粒中燃料燃烧过程的反应扩散混合控制方程。同时利用非等温热重法探究了粒径和氧气体积分数对准颗粒燃料燃烧特性的影响。实验表明，焦粉中缺少了无烟煤拥有的含氢侧链，使得无烟煤的燃烧性能明显优于焦粉。低温条件下，燃烧速率、着火稳定性和燃烧性能都随着燃料粒径的减小而增大，但会在粒径小于01mm时达到峰值；而反应气体中的氧气体积分数与燃料燃烧速率呈明显的线性关系。
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  极限学习机在中厚板轧制力预报中的应用

  冀秀梅1,2，王龙1，高克伟2，刘玠1

  钢铁研究学报. 2020, 32(5): 393-399. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190210

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  摘要：轧制力是影响中厚板厚度精度和板型的关键因素。兴澄特钢中厚板轧机二级模型采用传统Sims公式计算轧制力，精度较低。为提高轧制力预报精度，首先基于大量历史生产数据，通过主成分分析法对影响轧制力的因素进行处理和分析，选出权重较大的影响因子；其次选取现场代表钢种进行热模拟压缩实验，在此基础上提出基于极限学习机(ELM)的综合神经网络轧制力预报模型，即先通过化学成分计算出基准变形抗力，再将其作为轧制力神经网络输入变量进行轧制力预报。建模采用10折10次交叉验证确定最佳网络隐层节点数，并用现场实际生产过程数据对网络进行训练与测试。综合神经网络模型投入现场生产，轧制力预报相对误差±10%以内占比提高15.61%，钢板头部厚度命中率提高1.9%。
材料研究
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  150mm超厚水电站用钢07MnCrMoVR的组织性能

  冯路路1,2，胡锋1，乔文玮3，鲁修宇4，张国宏5

  钢铁研究学报. 2020, 32(5): 400-405. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190186

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  摘要：对150mm超厚07MnCrMoVR水电钢的组织性能进行了研究，采用光学显微镜、扫描电子显微镜对试验钢的微观形貌进行了观察，采用拉伸试验机和低温冲击韧性试验机对试验钢力学性能进行了检验。结果表明：试验钢经第一次完全淬火和第二次两相区亚温临界淬火后近表面组织转变为板条马氏体和未熔铁素体相间出现，厚度1/4处和厚度1/2处组织转变为贝氏体+铁素体组织，高温回火后近表面转变为回火索氏体组织，厚度1/4处和厚度1/2处组织转变为回火贝氏体+铁素体+大量碳化物。
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  300M超高强钢在中性盐雾环境中的腐蚀行为及机制

  杨广峰，路梦柯，张杭，翟巍，崔静

  钢铁研究学报. 2020, 32(5): 406-415. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190204

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  摘要：为了研究300M超高强钢在中性盐雾环境中的腐蚀行为及腐蚀机制，采用失重法，宏观、微观腐蚀形貌分析，三维表面轮廓分析及电化学分析的研究方法，来表征腐蚀实验现象并进行分析。结果表明：300M超高强钢在中性盐雾环境中的腐蚀产物为FeOOH、Fe2O3、Fe(OH)3和Fe3O4；腐蚀速率随着腐蚀时间逐渐降低，腐蚀后期（72h）腐蚀速率降低50%；腐蚀初期以点蚀为主，点蚀坑通过横向扩展，逐渐发展为后期的均匀腐蚀，腐蚀表面形貌呈沟壑状；外腐蚀层对基体的保护能力很弱，Cr元素在锈层靠近基体的一侧偏聚使内腐蚀层具有一定的抗腐蚀性。
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  阴极极化对10Ni9CrMoV高强钢氢脆敏感性的影响

  尹鹏飞1,2，李向阳1，陆文萍2，韩冰2，杨朝晖2，张波2

  钢铁研究学报. 2020, 32(5): 416-422. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190198

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  关键词： 10Ni9CrMoV钢；阴极极化；氢脆；高强钢；SSRT
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  EH40船板钢的热压缩基础研究

  张鑫1，李胜利1，边首缘1，严玲2

  钢铁研究学报. 2020, 32(5): 423-428. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190185

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  摘要：采用ThermecmastorZ热模拟试验机研究了EH40船板钢在850～1050℃，0.005～10s-1条件下的热变形行为，通过动态材料模型得到该区域的热变形与变形抗力方程并建立了EH40船板钢热加工图。结果表明，EH40船板钢的变形抗力模型的预测值与试验值吻合良好，EH40船板钢的热变形激活能为324.479kJ/mol，由热加工图确立出EH40船板钢最优的热加工窗口是应变不高于0.4，温度在850～1050℃，应变速率为小于10s-1的加工区域，较易发生动态再结晶。
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  弹丸高速冲击条件下高强度钢板抗弹性能

  李晓源，时捷

  钢铁研究学报. 2020, 32(5): 429-436. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20200012

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  摘要：为了研究弹丸高速冲击条件下不同洁净度的40CrNi2Mo钢板的抗弹性能，利用12.7mm穿甲燃烧弹对抗拉强度分别为800和1200MPa级的钢板进行抗弹性能测试。通过观察不同强度钢板出现的损伤形貌，评定背面强度极限，分析了穿甲机制。结果表明：抗拉强度为800MPa级的钢板在弹丸冲击过程中以塑性扩孔方式侵彻，抗弹性能随着强度升高而提高，与洁净度关系不大。抗拉强度为1200MPa级的钢板，弹丸冲击过程中因钢板较低的绝热剪切临界失稳应变而出现绝热剪切；由于塑韧性较低，低洁净度钢板阻止绝热剪切引发裂纹扩展的能力较弱，因此形成与绝热剪切相关的裂纹，导致抗弹性能降低；高洁净度钢板抗弹性能相对较高，因背面出现剪切裂纹而失效，此裂纹与绝热剪切无关。