2021年, 第33卷, 第5期 刊出日期:2021-05-20
  

  • 全选
    |
    综合论述
  • 高陟,马北越
    钢铁研究学报. 2021, 33(5): 353-362. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20210054
    摘要 ( )   可视化   收藏
    摘要:MgO-C耐火材料的低碳化有利于减少耐火材料对钢水的增碳作用,降低不可再生资源的使用量,符合绿色冶金宗旨。围绕低碳MgO-C耐火材料的抗热震性、抗氧化性、抗渣侵蚀性3个关键性能,综述了国内外学者在低碳MgO-C材料性能优化取得的研究进展。最后,对低碳MgO-C耐火材料的发展方向进行了展望。
  • 冶炼与加工
  • 唐雯聃1,唐海燕2,牛亮3
    钢铁研究学报. 2021, 33(5): 363-374. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20200204
    摘要 ( )   可视化   收藏
    摘要:流体会受到由于地球自转而产生的科氏力作用,而冶金领域绝大多数的流体数模中并未考虑科氏力。科氏力是一种特殊的影响因素,对模拟结果的影响究竟有多大,是非常值得探讨的问题。基于一种简单的、已验证过的钢包模型对科氏力的作用效果进行研究。通过对加载不同科氏力的模拟结果进行量化分析,解析科氏力在整个浇注过程中的作用。研究结果显示科氏力的作用效果受到物理量性质、环境混乱度、纬度、空间条件的影响。因此,在模拟计算中应基于实际情况考虑科氏力的作用。
  • 孔维国,刘吉辉,何志军
    钢铁研究学报. 2021, 33(5): 375-384. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20200239
    摘要 ( )   可视化   收藏
    摘要:根据实际高炉炉渣的化学组成,利用FactSage热力学软件结合实验研究对不同组分条件下高炉渣的冶金行为进行探究从而得出二元碱度R2、w(MgO)/w(Al2O3)和Al2O3含量对高炉渣熔化温度以及液相生成行为与结晶过程的影响。结果表明:熔渣的开始结晶温度处于液相生成区间即熔化区间内,当R2在0.9~1.2、w(MgO)/w(Al2O3)在0.35~0.60、Al2O3质量分数在12%~17%的范围内增加时可促进黄长石的生成而抑制硅灰石和假硅灰石的生成,促进高炉熔渣的液相生成。R2每增加0.1,熔化终了温度升高约34.3K;w(MgO)/w(Al2O3)每增加0.1,熔化终了温度升高约32.0K;Al2O3质量分数每增加1%,熔化终了温度升高约7.6K。
  • 代梦博1,阮志勇2,耿毅3,李伟成4,穆固天1,春铁军1
    钢铁研究学报. 2021, 33(5): 385-393. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20200189
    摘要 ( )   可视化   收藏
    摘要:铁矿烧结工序是钢铁工业最大的PM10/2.5/1.0排放源。提出基于化学团聚铁矿烧结过程PM10/2.5/1.0脱除技术,研究了不同团聚剂种类及用量对其团聚效果的影响。结果表明,CMC(羧甲基纤维素钠)质量分数为0.05%,喷洒时间12min(720~1440s区间)时,PM10、PM2.5、PM1.0颗粒数脱除效率分别为39.87%、29.88%、22.85%。微细颗粒物团聚后,质量浓度峰值向PM10粒级偏移,PM1.0颗粒数大幅度降低。微细颗粒物团聚主要表现小颗粒被粘附在大颗粒表面以及多个小颗粒团聚在一起形成团聚体。
  • 范建军1,王永章2,史永林1,曲玉宝2,李昊堃1,3,王磊2
    钢铁研究学报. 2021, 33(5): 394-399. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20200194
    摘要 ( )   可视化   收藏
    摘要:在实验室研究的基础上,开展了链箅机-回转窑工艺生产碱性球团矿工业试验。结果表明,生产二元碱度(CaO/SiO2)为1.0左右的球团矿时,与酸性球团矿生产工艺相比,将预热段温度提高30℃左右,回转窑窑头温度降低10℃左右,链箅机的机速降低0.3m/min左右,成品球团矿的抗压强度可达到或稍高于酸性球团矿。碱性球团的还原膨胀率受球团矿抗压强度以及碱度影响较大,当球团矿抗压强度相当于(或大于)酸性球团矿,且碱度大于1.0时,其还原膨胀率才能低于或接近酸性球团矿。
  • 姚慎1,张朝晖1,邢相栋1,秦偲杰2
    钢铁研究学报. 2021, 33(5): 400-407. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20200152
    摘要 ( )   可视化   收藏
    摘要:为延长高炉的使用寿命和掌握炉缸砖衬的侵蚀机制,结合绘制的炉缸侵蚀炉型图,并借助扫描电镜、EDS电子探针和X射线衍射仪等手段分析炉缸炭砖的形貌、元素和物相。研究表明:炉缸炭砖表面上有明显的白色絮状物,且炭砖表面出现疏松和粉化的现象,导致炭砖出现裂缝,加快炭砖侵蚀;富集在炭砖热面的钛化物起到了保护衬作用,使有害元素难以存在受铁水冲刷程度严重的炭砖表面;21号~22号风口和相对应的8号~9号风口正上方对应着热风围管与送风支管连结的三岔口位置,侵蚀最严重;炉缸中锌与一氧化碳以及炭砖中的硅氧化物等物质反应生成氧化锌、硅锌矿和石墨等物质,并透过炭砖的气孔和通缝等逐渐渗入炭砖内部,致使炭砖体积发生膨胀,从而导致炉衬侵蚀。
  • 刘志远,罗志国,顾英杰,邹宗树
    钢铁研究学报. 2021, 33(5): 408-417. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20200206
    摘要 ( )   可视化   收藏
    摘要:与传统钢包长水口进行对比,通过改变钢包长水口的结构以实现钢液的旋转,并研究钢液旋转对夹杂物碰撞聚合的影响。运用ANSYS软件并结合所述的模拟条件,利用PBM模型模拟了旋流钢包长水口内钢液旋转时夹杂物的碰撞聚合情况,通过正交试验得出夹杂物碰撞聚合的最佳参数组合方案。结果表明:在钢包长水口内安装螺旋型旋流引导装置使钢液发生旋转,有利于夹杂物的碰撞聚合。在相同操作条件下,应用传统钢包长水口时夹杂物的平均直径由3.90μm增加到4.08μm,而应用旋流导轨个数为2个且分别旋转6周的旋流钢包水口时夹杂物的平均直径由3.90μm增加到4.21μm,夹杂物平均直径增长率最大。旋流钢包长水口的使用增加了夹杂物的碰撞概率,促进了夹杂物的聚合长大,有利于夹杂物去除率和钢液洁净度的提高。
  • 材料研究
  • 仇兵利1,随晖2,车德会3,孙铭山3,李建民3,王丽君1
    钢铁研究学报. 2021, 33(5): 418-425. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20200097
    摘要 ( )   可视化   收藏
    摘要:易切削不锈钢中硫化物的类型和形貌对切削性能具有重要影响。运用扫面电镜分析、热力学计算、锻造实验、切削实验等方法研究了氧含量和锻造比对易切削不锈钢中硫化物的类型和形貌的影响,以及对切削性能的影响。实验结果表明:随着铸态钢中氧含量的增加,MnS包裹(Mn,Cr)O等氧化物的复合硫化物数量增多,第Ⅰ类硫化物的比例上升,硫化物数量减小,尺寸和面积比增加。在锻造过程中,高氧含量(TO质量分数0.021%)钢样中复合硫化物沿锻造方向变形较小,平均长宽比小于3,钢中硫化物呈纺锤形或球形均匀分布。切削实验发现,高氧含量钢样(TO质量分数0.021%)比低氧含量钢样(TO质量分数0.007%)具有更小的切削力和表面粗糙度,刀具使用寿命增加了44.1%,切削性能整体得到提高。
  • 谌康1,2,王毛球2,徐乐2,蔡文河1,杜双明1,刘长福1
    钢铁研究学报. 2021, 33(5): 426-436. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20200104
    摘要 ( )   可视化   收藏
    摘要:利用旋转弯曲疲劳试验研究新型扭杆弹簧用N1钢和45CrNiMoVA钢的疲劳性能,并通过对2种试验钢组织、硬度、强度、夹杂物类型及大小、疲劳裂纹扩展速率以及氢含量的对比,探讨影响扭杆弹簧用钢旋转弯曲疲劳性能的因素及其疲劳失效机制。结果表明,推荐热处理制度的45CrNiMoVA钢和N1钢旋转弯曲疲劳极限强度分别为892和926MPa,超高强度钢的屈服强度也是衡量疲劳极限强度的因素,N1钢屈服强度高出45CrNiMoVA钢约100MPa,是其疲劳性能优于45CrNiMoVA钢的重要原因。在高应力状态下,N1钢的疲劳寿命明显优于45CrNiMoVA钢的重要原因是N1钢的疲劳裂纹扩展速率低于45CrNiMoVA钢;而在低应力状态下,较高的屈服强度、较低的裂纹扩展速率和氢含量是N1钢疲劳极限高于45CrNiMoVA钢的重要原因。
  • 黄瑞,赵四新,黄宗泽
    钢铁研究学报. 2021, 33(5): 437-442. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20200114
    摘要 ( )   可视化   收藏
    摘要:以实验室冶炼的铬锰钼系含硼调质钢为材料,通过末端淬火实验和微观组织分析,研究了硼元素对铬锰钼系含硼调质钢淬透性的影响。结果表明,硼元素对实验钢所表现的淬透性效果,仅在一定的区间(J11~J40)内作用明显,在这个区间内,淬透性随酸溶硼(Bsol)含量的增加而升高,且当Bsol质量分数为0.0012%左右,其淬透性最好。但是,如钢中添加了合金元素如V、Nb等,易形成含硼析出相,会降低酸溶硼中有效硼的占比,进而影响以Bsol含量来判断淬透性的准确性。研究结果可为含硼调质钢生产实践和新工艺的制定提供一定的参考依据。
  • 曾泽瑶1,2,杨钢2,杨银辉1,龚志华2
    钢铁研究学报. 2021, 33(5): 443-451. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20200110
    摘要 ( )   可视化   收藏
    摘要:添加Cr元素设计具有形变诱导孪生效应(twinninginduced plasticity, TWIP)的高强不锈钢,采用亚点阵晶格模型运用Matlab计算得到设计合金层错能(stacking fault energy,SFE)为37.65mJ/m2。通过(900~1200)℃×1h热处理发现晶粒尺寸、退火孪晶数量、初始晶粒尺寸和孪晶片层厚度均随着固溶温度的升高而增加;观察拉伸断口剖面发现在大晶粒中形变孪晶数量多相互交错程度高,形变孪晶不断切割奥氏体晶粒使得材料发生大的无颈缩延伸,应变硬化平台(θ=0)出现较早,随着应变增大,高固溶温度下的混晶组织使得该平台呈交替出现。固溶温度从900℃升高至1200℃,原始奥氏体晶粒尺寸由25.1μm增大至64.91μm时,冲击吸收功由231J减少至202J,断裂方式为韧性断裂,强塑积由47GPa·%增至69GPa·%。通过动电位极化曲线分析实验钢在3.5%(质量分数)NaCl中的具有相对较低的腐蚀电位(Ecorr=-302mV)和腐蚀电流密度(Icorr=1.03×10-6A/cm2),观察分析夹杂物容易成为点蚀诱发源,腐蚀过后观察到其表面产生大量的腐蚀坑洞。