2020年, 第32卷, 第8期 刊出日期:2020-08-21
  

  • 全选
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    综合论述
  • 杜一鸣,李胜利,艾新港,肖卿鹤
    钢铁研究学报. 2020, 32(8): 683-689. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190275
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    摘要:第二相强化是一种快捷有效的钢材强化方式。由于大多数学者局限于第二相粒子强化钢铁材料机械性能的宏观定性研究,使得这项技术至今未能投入到工业化生产中,因此学者们开始专研于纳米粒子在钢液中的微观受力情况和理论研究并对纳米粒子的分散性进行了定量表征,获得了突破性进展。概述了利用第二相粒子强化钢铁材料的研究进展,分析了第二相粒子对钢材宏观力学性能的影响以及细化钢晶粒的基本理论,结合第二相粒子的处理方式和分散方法,指明了面临的问题并提出了新的实验思路。
  • 冶炼与加工
  • 朱斌1,2,周进东1,2,潘祎2,廖鹏程2,鲁俊2
    钢铁研究学报. 2020, 32(8): 690-699. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190277
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    摘要:锌作为有害元素,在高炉内循环富集给生产带来了一系列不利影响,但锌在高炉中的赋存形式未有定论,为此,设计了一种新的实验方法,模拟研究了高炉上部锌在焦炭上的富集及赋存形式。实验结果表明,温度在493~905℃范围内,焦炭表面和内部均附集着较多的细小的颗粒状氧化锌;温度在493℃以下,焦炭表面附集着珠状金属锌和氧化锌,但内部锌较少;焦炭表面在温度低于493℃时富集的锌在493~905℃温度范围内进行转变,焦炭表面附集着白色致密结壳和众多小颗粒组成的球形氧化锌,但焦炭上仍有金属锌存在,同时焦炭内部存在的锌也较多。
  • 唐维康1,姜华2,邹忠平3,王炜4,郑少波1,余仲达1
    钢铁研究学报. 2020, 32(8): 700-704. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20200013
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    摘要:高炉炉缸内衬表面形成稳定的凝铁层将延长高炉寿命。采用三维数值模拟探讨了凝铁层的导热系数及炉缸区域气隙对高炉传热体系的影响;数学模型中凝铁层的导热系数采用修正后的结果,发现冷面附近的计算温度与热电偶实测温度不符,推断有绝热层(气隙)的存在。当绝热层(气隙)厚度在0.5~1mm时,计算温度与实测温度(正常炉况下)一致。通过引入绝热层(气隙)的概念对现有的传热模型进行了修正,绝热层(气隙)的厚度变化将影响炉缸凝铁层的厚度;发现当绝热层(气隙)厚度达到6.5mm时,凝铁层刚好完全消失;即绝热层(气隙)厚度的变化是影响凝铁层消失的主要因素,进而影响高炉长寿。
  • 余正伟1,刘在春1,王荣林2,孙社生3,龙红明1,刘山平3
    钢铁研究学报. 2020, 32(8): 705-713. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20200015
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    摘要:为了解决黏性姑山赤铁精矿(姑精矿)用于烧结生产引起烧结质量指标降低,球团生产混合料难以混匀,球团质量变差,生产波动大等问题,开展了将姑山磁铁精矿B精、C精和姑精矿在矿浆状态下预先混匀成姑山混合精矿实验,并研究了姑精矿粒度、配比等因素对生球制备、球团预热焙烧制度和球团性能的影响。结果表明:在矿浆状态下混匀可使姑精矿在姑山混合精矿中分布均匀,添加姑精矿润磨后,造球混合料细粒级含量增加,姑精矿较磁铁精矿润磨性能好;使用造球混合料2号造球,生球落下强度为7.8次/(0.5m),较磁铁精矿生球落下强度提高1.3次/(0.5m)。在预热温度950℃、预热时间18min、焙烧温度1200℃、焙烧时间20min时,焙烧球团强度为2987N/球,较磁铁精矿混合料焙烧球团强度降低129N/球,姑精矿的加入对球团的焙烧强度不利。生产中可以通过适当提高焙烧温度或姑精矿细度的措施来满足高炉对球团强度的要求。
  • 刘琳,赵强,冯晓峰
    钢铁研究学报. 2020, 32(8): 714-719. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190253
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    摘要:含锌除尘灰是钢铁厂重要的固体废弃物,属于危废,为了探索妥善解决该种危废的方法,模拟回转窑工艺对国内某钢厂含锌除尘灰进行焙烧磁选锌铁分离研究,研究不同焙烧温度、时间以及不同内配C含量对焙烧矿金属化率、脱锌率以及对磁选后精矿铁品位、Fe回收率的影响。结果表明,在C质量分数为12%、焙烧温度1100℃、焙烧时间60min的条件下,得到铁品位53.45%、金属化率91.95%、脱锌率99.05%的焙烧物料,挥发物中ZnO质量分数高达95.04%。焙烧物料经过磨矿磁选后可得到铁品位91.30%,Fe回收率82.37%的金属铁粉。
  • 张建,王凯,王喆,杨柳,孟令杰
    钢铁研究学报. 2020, 32(8): 720-726. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20200001
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    摘要:高炉富氧鼓风在一定程度上能够强化冶炼,提高产量及煤气利用率等。但是,富氧率过高或与炉况不相适合,可能会导致高炉热平衡失常。为了确定首钢京唐公司1号高炉不同炉况时合适的富氧率,通过分析统计近2年的生产数据,明确了富氧率与焦炭负荷及其他操作参数的关系。结果表明,低迷炉况(焦炭负荷较轻)匹配的富氧率范围在2%~4%,炉况好转(负荷稍重)时相匹配的富氧率范围在4%~5%,稳定炉况(焦炭负荷较重时)匹配的富氧率范围在5%~6%。因此不能单纯地通过提高富氧率促进高炉炉况的好转,而要根据炉况选择高炉能够接受的富氧率。
  • 黎志英1,2,李长荣1,2,曾泽芸1,陈龙海1,李正嵩3,刘占林3
    钢铁研究学报. 2020, 32(8): 727-733. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190238
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    摘要:连铸过程中铌的氮化物、碳化物和碳氮化物在奥氏体晶界的析出对铸坯的质量产生严重的影响。分析了500MPa级高强度抗震钢筋(HRB500E)中铌的氮化物、碳化物和碳氮化物在液相、凝固过程以及奥氏体相等不同阶段的析出热力学,计算了不同温度下NbN和NbC的平衡/实际浓度积,得到NbN和NbC在微合金钢连铸过程中的析出规律。计算结果表明:在HRB500E钢中,NbN、NbC在钢液成分均质状态和凝固过程中难以析出;在奥氏体相中,随着温度的降低,NbC、NbN及NbC0.85N0.15具备析出热力学条件,析出温度分别为1377、1229 和1378K,析出顺序依次为:NbC0.85N0.15、NbC、NbN。
  • 材料研究
  • 冯路路1,2,吴开明1,乔文玮3,谢兴4,张国宏5
    钢铁研究学报. 2020, 32(8): 734-739. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190255
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    摘要:设计了2种不同Nb含量的高碳珠光体钢(0.025Nb和Free-Nb),采用光学显微镜、扫描显微镜、透射电镜和硬度测试仪对两种试验钢珠光体球化前后的显微组织进行了观察和球化后的硬度进行了测量。结果表明:Nb元素可以细化高碳珠光体钢的片层间距,相同条件下具有更多的铁素体渗碳体界面,在球化退火的第一阶段提供大量的位错和亚晶界使片状珠光体快速熔断,同时也给第二阶段碳的扩散提供高速扩散通道;细小的片层间距缩短了碳和合金元素的扩散距离,使球化转变速度加快,促进了高碳珠光体的球化。Nb元素的添加获得了细小片层间距以及更多的合金碳化物使试验钢的初始硬度偏高,球化退火前4h硬度值下降幅度较大,球化退火4h后对试验钢硬度的影响不大。
  • 田俊1,王德永1,屈天鹏1,侯栋1,戈文英2,刘兵2
    钢铁研究学报. 2020, 32(8): 740-745. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190212
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    摘要:在立式电阻炉内熔化45MnVS钢,分析了水冷和空冷2种冷却方式下试样中MnS的形貌特征,并对试样中MnS的析出与长大进行了热力学和动力学计算。结果表明:水冷试样中MnS的平均尺寸为1.14μm,最大尺寸为7.80μm;空冷试样中MnS的平均尺寸为2.19μm,最大尺寸为8.78μm。钢液凝固过程中,MnS在固相分率达到0.69时析出;在相同固相分率下,水冷试样比空冷试样中MnS的尺寸小。固相分率小于0.97时,S元素为MnS长大的控制元素,固相分率大于0.97时,Mn元素为MnS长大的控制元素。计算所得水冷试样和空冷试样中MnS最终尺寸分别为5.27和9.54μm。
  • 邹航,徐光,刘曼
    钢铁研究学报. 2020, 32(8): 746-751. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190192
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    摘要:设计了3种不同轧后冷却速率和快速冷却终点温度,进行轧后冷却实验,结合扫描电子显微镜、透射电子显微镜和拉伸实验等,研究了冷却工艺对低碳高强复相钢组织和性能的影响。结果表明,在同一冷却速率下,随着快速冷却终点温度的增加,形成的贝氏体逐渐减少,马奥岛(M/A)明显粗化,且M/A岛比例增加,组织整体形貌从板条状变成块状。此外,在相同冷却速率下,随着快速冷却终点温度的增加,钢的强度逐渐降低,伸长率增加。另外,当快速冷却终点温度为480℃时,随着冷却速率的减低,贝氏体逐渐消失,且M/A岛逐渐粗化,同时随着冷却速率的降低,钢的强度降低,伸长率有所增加。本研究结果可以为生产和优化低碳高强复相钢的轧后冷却工艺制度提供参考。
  • 王严
    钢铁研究学报. 2020, 32(8): 752-757. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20190220
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    摘要:针对超临界机组奥氏体不锈钢(TP347H)管高温运行后管壁出现的磁化现象进行研究。通过显微组织观察、扫描电镜及能谱分析,对其磁性产生原因进行分析。试验结果表明:强磁性区域可分为基体区(Ⅰ区)、大块析出相区(Ⅱ区)及氧化层区(Ⅲ区),而弱磁性区域则仅存在基体区(Ⅰ区)与大块析出相区(Ⅱ区),大块析出相主要含Ni元素,氧化层则为主要富含Cr、Fe、Ni、O,长期高温运行后Ni的大量析出并形成大块析出相区是导致奥氏体不锈钢TP347H发生明显磁化的主要原因。