2022年, 第34卷, 第7期　刊出日期：2022-07-20

  

• 全选
  |

综合论述
• Select
  脱硝用催化剂毒化研究现状及展望

  文桢晶1,2，黄帮福1,2，杨征宇1,2，代蒙1,2，李婉君1,2

  钢铁研究学报. 2022, 34(7): 605-612. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20210264

  摘要 ( )   可视化   收藏

  摘要：脱硝催化剂易被烟气复杂成分毒化导致失活，故研发具有良好抗毒化能力和低温催化活性的催化剂是研究重点。综述了脱硝用催化剂毒化研究现状，重点阐明了工业烟气中SO2和H2O、碱金属(K)、碱土金属(Ca、Mg)、重金属(Zn)对脱硝用催化剂的毒化机制和炭基催化剂的中毒问题。针对当前炭基催化剂毒化机制尚不清晰且重金属对其毒化严重等问题，指出了今后研究重点是深入重金属锌对炭基催化剂中毒机制研究，并对提高催化剂的抗硫抗水性、耐碱/碱土金属及重金属中毒能力进行了展望。
冶炼与加工
• Select
  GCr15轴承钢RH和VD真空精炼过程钢洁净度对比

  温昕1，任英1，张立峰2

  钢铁研究学报. 2022, 34(7): 613-621. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20210207

  摘要 ( )   可视化   收藏

  摘要：对比了RH和VD真空精炼工艺生产的GCr15轴承钢精炼过程的洁净度水平，研究了钢液中总氧（TO）、总氮（TN）、总硫（TS）以及夹杂物变化规律。轴承钢对洁净度要求较高，RH精炼工艺在降低钢中TO、TN含量，固相夹杂物去除，循环效率上均具有优势。经过RH精炼后，钢液中TO含量下降了61%，TN含量下降了15%，夹杂物数密度降低了75%；VD精炼过程中，钢渣反应剧烈，脱硫效果优异，VD精炼后钢液中TS含量下降了50%，但钢液循环速率远落后于RH精炼，且更容易发生卷渣。不同液相分数的夹杂物与钢液的接触角不同，液相分数小于27%的夹杂物与钢液不润湿，容易碰撞长大和上浮去除，而液态夹杂物黏附功更大，难以从钢液中去除。
• Select
  复吹转炉“留渣双渣”脱磷工艺试验

  孟华栋，杨勇，姚同路，贺庆，林腾昌，李龙飞

  钢铁研究学报. 2022, 34(7): 622-628. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20210210

  摘要 ( )   可视化   收藏

  摘要：在国内某转炉钢厂采用“留渣双渣”工艺技术进行脱磷工艺试验。结果表明：随着转炉前期脱磷率不断升高，终点脱磷率不断提高。铁水硅含量对前期脱磷率的影响最大。根据铁水成分，在冶炼前期适当降低供氧强度、降低气固氧比、加入适量石灰及烧结矿，均有利于前期脱磷率的提高。在一倒时每吨钢液加入4~8kg石灰，不影响出钢温度，可提高一倒-终点阶段脱磷率，同时可提高终点脱磷率。从终点的控制效果可知，终点炉渣碱度应保持不小于3.0，炉渣中FeO质量分数在16%~20%，并适当降低终点出钢温度在1610~1630℃，有利于终点脱磷率的提高。通过加强熔池搅拌，促进钢渣反应趋于平衡，有利于终点磷分配比提高，从而可进一步提高终点脱磷率。
• Select
  全水口自旋流连铸水口钢水流动行为

  张翔，谢清华，倪培远，厉英

  钢铁研究学报. 2022, 34(7): 629-638. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20210219

  摘要 ( )   可视化   收藏

  摘要： 全水口自旋流连铸是从源头上优化结晶器流场的重要技术，利用数值模拟手段，研究了拉坯速度和旋流发生装置入口尺寸对自旋流连铸钢水流动行为的影响。研究表明，拉坯速度和入口尺寸对水口内钢水旋流具有重要影响，旋流强度随拉速增大而增大，随入口面积增大而减小，且随钢水向下流动近似呈线性减小；当旋流装置入口流速为1.1m/s时，水口内钢水旋转速度达4.10m/s，受旋流影响水口中心钢水反重力向上流动；水口流场沿径向可分为湍流各向同性区、各向异性区和近壁区，随入口速度增加湍流各向异性区范围增大。研究明确了全水口自旋流连铸过程钢水旋流行为的关键控制因素，为旋流连铸的参数优化提供了支撑。
• Select
  高压辊磨对含硫酸渣超细铁精粉生球性能的影响

  李亚飞1，杨涛1，刘在春1，周江虹2，雷杰1，王平1

  钢铁研究学报. 2022, 34(7): 639-647. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20210220

  摘要 ( )   可视化   收藏

  摘要：为解决某钢铁企业配加20%(质量分数)硫酸渣超细铁精粉成球性差、生球性能弱的问题，开展了高压辊磨预处理球团原料实验。探究了辊速、辊压、辊磨比例等因素对混合料的成球性和生球性能的影响，研究了在适宜辊磨参数条件下配加有机黏结剂对球团爆裂性能的提升作用。结果表明：在辊速280r/min、辊压1.0MPa、辊磨比例100%条件下，混合料成球性能和生球性能显著提高，其中，静态成球指数由0.28提高至0.81，生球落下和抗压强度分别由2.9次/(0.5m)、13.62N/个提高至4.2次/(0.5m)、18.52N/个；同时当有机黏结剂配比为0.2%时，生球爆裂温度由385℃提高至445℃，生球落下和抗压强度进一步提高到6.4次/(0.5m)、20.22N/个，生球性能满足生产要求。
• Select
  电场作用下熔铁与铝碳质水口耐材间的润湿和侵蚀行为

  刘思旸1，白瑞强1，陈文2，杨鑫1，张军红1，何志军1

  钢铁研究学报. 2022, 34(7): 648-654. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20210218

  摘要 ( )   可视化   收藏

  摘要：探究了外加电场作用下铁熔体与水口组成材料间的润湿和侵蚀行为。通过高温电润湿实验可知，在铁熔体和水口组成材料基板间施加电场，促进了铁熔滴与固体基板间的润湿，且在一定电场强度范围内，固液相间的接触角随着电场强度的增加而减小，固液相间的润湿性变好。对电润湿后两相界面的微观结构进行了分析，结果表明外加电场促进了铁熔体与水口组成材料间的原子迁移，显著改善固液两相界面间的传质、扩散和溶解等作用。电润湿反应过程中铝碳水口表面经脱碳后产生了孔隙，并且在外加电场作用下铁熔体易于向水口基板内部渗透，导致铁熔体对铝碳水口的侵蚀程度较高纯石墨和氧化铝基板更为严重。
• Select
  数据驱动的热轧带钢头部终轧温度预计算优化

  荆丰伟，冯莹，陈兆宇，孙文权，张勇军

  钢铁研究学报. 2022, 34(7): 655-663. https://doi.org/10.3228/j.boyuan.issn1001-963.0210234

  摘要 ( )   可视化   收藏

  摘要：带钢头部终轧温度(finishing delivery temperature，FDT)的预计算是精轧设定中的一项重要内容。它不仅是带钢全长终轧温度控制的基础，而且关系到轧制速度、轧制力以及辊缝等模型参数的预设定，对成品带钢的质量控制起着关键性的作用。在实际生产中，带钢头部终轧温度主要是通过结合了统计经验和自适应修正的半机理模型来计算，但是由于带钢换热过程的复杂性难以用关系式精确表达，导致了带钢头部终轧温度的预计算精度不高。针对此问题，从数据驱动的角度出发，利用BP神经网络和改进粒子群优化算法（improved particle swarm optimization, IPSO），以半机理模型为主，IPSO-P网络模型为辅，建立了一种混合优化模型。通过仿真实验和实际生产对比，结果表明：相比于单纯的神经网络模型或者半机理模型，混合优化模型的预计算精度和收敛速度均有了很大的提高，达到9667%，具有良好的应用前景。
• Select
  冷轧薄板钙镁铝尖晶石类夹杂物成因分析

  赵显久1,2，张捷宇2,3，李传军2,3

  钢铁研究学报. 2022, 34(7): 664-671. https://doi.org/10.3228/j.boyuan.issn1001-963.0210182

  摘要 ( )   可视化   收藏

  摘要：针对超低碳铝脱氧镇静钢在冷轧冲压过程中出现开裂情况进行了电镜和能谱成分分析，确定了主要夹杂物含有Al2O3、CaO及MgO，为钙镁铝尖晶石类夹杂物。研究了该问题炉次的钢包顶渣组分、中间包覆盖剂及涂层侵蚀情况，讨论了夹杂物的来源。结果显示，Al2O3为脱氧产物及二次氧化的产物；CaO的来源为渣中较高活度的CaO与钢水中酸溶铝Als反应导致Ca元素进入钢水，进而与钢水中的O生成CaO。MgO主要为中间包覆盖剂氧化镁及涂层融蚀的氧化镁进入中间包渣系，与钢水中的Als反应导致Mg元素进入钢水，再与钢水中的O生成MgO。
材料研究
• Select
  配分工艺对中碳Ti-Mo高强Q&P钢组织和性能的影响

  官计生1,2，刘曼1，徐光1

  钢铁研究学报. 2022, 34(7): 672-678. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20210133

  摘要 ( )   可视化   收藏

  摘要：采用盐浴实验、扫描电镜、透射电镜、拉伸实验和磨损实验等手段，研究了配分工艺对中碳TiMo钢组织和性能的影响，分析了不同配分工艺处理下的组织演变和性能变化。结果表明，显微组织主要由回火马氏体、渗碳体、(Ti，Mo)C粒子组成。随着配分时间的延长和配分温度的升高，板条马氏体数量减少，马氏体板条厚度增加，边界钝化。此外，随着配分温度从310℃提高至400℃，抗拉强度、硬度和低温冲击韧性同时下降，分别降低约250MPa、56HV和15J。最后，Ms以下温度配分（310℃）试样的耐磨损性能明显优于Ms以上温度配分（400℃）试样。Ms以下温度配分试样磨损表面形貌以塑性变形为主，Ms以上温度配分试样磨损表面以犁沟为主。
• Select
  DP980钢及DP980钢激光焊接接头的高周疲劳性能

  翟战江1,2，赵琳2，彭云2，朱娇3，黄天峰1

  钢铁研究学报. 2022, 34(7): 679-686. https://doi.org/10.3228/j.boyuan.issn1001-963.0210212

  摘要 ( )   可视化   收藏

  摘要：为了研究DP980钢的高周疲劳性能，采用疲劳试验机对DP980钢和DP980钢激光焊接接头进行高周疲劳试验，得到Basquin方程，并利用光学金相显微镜和扫描电镜进行组织和断口分析。结果表明：DP980钢激光焊接接头的焊缝根部和顶部出现形状凹陷，焊接接头的质量为中等。DP980钢疲劳极限为341MPa，DP980钢激光焊接接头的疲劳极限为148MPa，激光焊接接头的疲劳极限较母材的疲劳极限降低约50%。对于DP980钢而言，铁素体/马氏体晶界是裂纹萌生的主要位置，疲劳断口为准解理断口。对于DP980钢激光焊接接头而言，疲劳裂纹源位于焊缝凹陷处，而非热影响区及母材，疲劳断口为解理断口。DP980钢和DP980钢激光焊接接头的疲劳裂纹扩展区均有明显的疲劳条带，并伴随有二次裂纹。
• Select
  碳含量和晶粒尺寸对高碳钢表面脱碳类型和深度的影响

  王欢1，黄博远2，刘哲铭1，张成成2，张朝磊2，吴裕1

  钢铁研究学报. 2022, 34(7): 687-693. https://doi.org/10.3228/j.boyuan.issn1001-0963.20210390

  摘要 ( )   可视化   收藏

  摘要：硬线在加热、轧制等过程中会发生表面脱碳，严重影响工件的性能。通过等温加热实验，研究了加热温度和碳含量对硬线60、70和82B钢表面脱碳层类型和深度的影响，及原始奥氏体晶粒尺寸对弹簧钢60Si2MnA表面脱碳类型和深度的影响。结果表明：保温90min后，60钢在700~750℃时仅存在完全脱碳层，在850~900℃时仅存在部分脱碳层，其完全脱碳层深度随温度增加而逐渐减小，部分脱碳层则相反。70钢仅在850~900℃时存在部分脱碳层。82B钢的脱碳层深度随着温度增加先增加后减少至消失，然后又逐渐增加。硬线在碳含量处于γ单相区时主要发生部分脱碳，且深度随碳含量的升高而增大；碳含量处于α+γ两相区时主要发生完全脱碳，且深度随着碳含量增加先减小后增大。弹簧钢60Si2MnA的完全脱碳层深度随着原始奥氏体晶粒尺寸的增大逐渐减小。
• Select
  取向硅钢氧化膜结构对渗氮层深度的影响

  许光，朱业超，王自荣，杨秀枝，熊智威，蔡苗

  钢铁研究学报. 2022, 34(7): 694-700. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20210239

  摘要 ( )   可视化   收藏

  摘要：低温板坯加热技术生产取向硅钢，其关键点之一在于脱碳退火后要进行渗氮处理。通过控制脱碳气氛，获得不同的氧化膜结构；并进一步分析在近似渗氮量条件下，氧化膜结构对渗氮层深度的影响。结果表明：氧化膜分为外层颗粒状氧化膜和内层层片状氧化膜两部分。随着脱碳气氛露点增加，脱碳板O含量增加，氧化膜厚度增厚、层片状氧化膜占氧化膜总厚度的比例下降，渗氮层深度增加。当层片状氧化膜厚度占比较高时，［N］原子积聚在试样的极表层，形成氮沿厚度方向的单峰分布，渗层较浅。当层片状氧化膜厚度占比较低时，［N］原子会越过该层，而在次表层再次发生积聚；从而除了极表层的氮峰外，在次表层形成一个或多个氮峰，渗层较深。
• Select
  M50NiL轴承钢渗层碳化物特征与滑动磨损行为的研究

  吝欢1,2，王凯2,3，杨卯生2，曹建春3，宋波1，刘天祥2,3

  钢铁研究学报. 2022, 34(7): 701-712. https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20210258

  摘要 ( )   可视化   收藏

  摘要：研究了M50NiL轴承钢在不同磨损时间和外加应力作用下的磨损行为和机制。结果表明：渗碳层组织为孪晶马氏体和近球状MC、M23C6和棒状M2C型碳化物。外加应力对钢的磨损形式与形貌具有显著影响，钢的磨损形式为轻微粘着磨损和磨料磨损，摩擦因数较快保持稳定到0.02。延长磨损时间对钢的磨损性能与机制具有明显作用，磨损时间达到3万s，MC、M23C6、M2C脱落，部分碳化物破碎形成磨料磨损。磨损时间与外加应力耦合作用显著影响钢的磨损性能与质量，磨损时间为3000s，外加应力由0306MPa增至1530MPa，碳化物导致磨料磨损，磨损质量由025mg增至038mg；外加应力增至2142MPa，更多大尺寸碳化物脱落，导致钢的摩擦因数逐渐升高至0037，磨损质量达到033mg。