2008年, 第43卷, 第10期　刊出日期：2008-10-15

  

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综合论述
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  钢铁材料基础研究的评述

  董瀚

  钢铁. 2008, 43(10): 1-0.

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  钢铁材料是不断发展的新材料，这获益于持续不断的基础研究。钢铁研究总院结构材料研究所是国内外在钢铁材料研发领域最完全的研发机构，它重视钢铁材料的基础研究工作。评述了近年来钢铁材料基础研究的发展，包括提高钢材强度的基础研究、改善钢材寿命的基础研究和提高钢制部件服役安全性的基础研究等。通过这些基础研究，形成了创新性的微合金化技术、变形诱导相变理论、晶粒细化技术、在线软化退火技术、耐延迟断裂技术、抗疲劳破坏技术、氮合金化奥氏体钢技术、高韧性超高强度钢技术、热成形马氏体钢技术、核电用钢技术等。基础研究将会促进新一代钢铁材料的不断涌现。
原料与炼铁
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  焦粉粒度对铁矿石烧结过程的影响

  欧大明;孙骐;沈红标;阎丽娟;石洪志

  钢铁. 2008, 43(10): 8-0.

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  铁矿石烧结中焦粉的燃烧过程取决于焦粉的粒度。通过烧结试验，研究了焦粉粒度对烧结性能和质量的影响（针对含10% MAC粉的配矿）。通过降低细焦粉粒级（<0.25 mm和<1 mm）的百分比来增加焦粉平均粒度，从而可以明显提高烧结速度、成品率和生产率，而需要的焦粉量会更少。这是因为制粒后的烧结混合料里的较大焦粉颗粒燃烧效率更高，制粒效果更好，因而原始料层透气性和烧结透气性更好。能源利用率得到改进后，也会使烧结矿的RDI （还原粉化指数）改善。烧结矿矿相分析发现，即使用较粗焦粉的试验需要的燃料消耗率更低，但烧结成品包含的磁铁矿相更多，再生赤铁矿的含量更少。
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  高炉煤枪结构及形式研究

  苏允隆;李小静;金俊;宋灿阳;胡宾生

  钢铁. 2008, 43(10): 13-0.

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  在实验室研究了高炉用单煤枪、同轴氧煤枪和双煤枪喷吹对煤粉燃烧率的影响，结果表明：双煤枪喷吹时煤粉的燃烧率明显高于单煤枪和同轴氧煤枪，并在此基础上进一步研究了双煤枪的水平夹角、圆周夹角及相对位置等参数对煤粉燃烧率的影响。随着双煤枪水平夹角的增加，煤粉燃烧率趋于提高，当达到某一值后再进一步增加，煤粉燃烧率提高的幅度会有所降低；双煤枪圆周夹角变化对煤粉燃烧率影响不大；A枪固定在基准位置，将B枪由基准位置向远离炉膛的方向适当移动，有利于煤粉燃烧率的提高。
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  非晶态高炉渣的非等温析晶动力学研究

  戴晓天;郭培民;齐渊洪;张春霞;严定鎏;许海川

  钢铁. 2008, 43(10): 17-0.

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  采用差示扫描量热法(DSC)对非晶态高炉渣的析晶过程进行研究，得出不同升温速率下非晶态高炉渣析晶过程的DSC曲线，并根据动态DSC曲线用Kissinger法求出了析晶反应的活化能、反应级数及动力学方程中的指前因子等参数，建立了非晶态高炉渣析晶反应动力学的数学模型。实验所用非晶态高炉渣的析晶反应活化能为376.466 kJ/mol，该反应为一级反应。非晶态高炉渣的DSC曲线在1130~1310 K的温度区间内呈现出单一的晶化放热峰，峰顶温度、析晶温度和反应级数随升温速率的提高而提高。
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  攀钢高炉钒钛磁铁矿冶炼的技术进步

  付卫国;谢洪恩

  钢铁. 2008, 43(10): 21-0.

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  攀钢高炉钒钛矿冶炼投产30多年以来，冶炼技术经历了不断的发展和完善，随着精料水平及装备水平的提高，高炉冶炼不断强化，逐步形成了独特的钒钛矿高炉强化冶炼技术。技术经济指标大幅度提高，在入炉品位仅50%的条件下，高炉利用系数达到了2.5 t/（m3·d）以上。
炼钢
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  W9高速钢的电磁连续铸造研究

  冯明杰;王恩刚;战国锋;姜在伟;赫冀成

  钢铁. 2008, 43(10): 25-0.

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  研究了W9高速钢的电磁连续铸造工艺和铸坯的凝固组织特征，并与普通的模铸高速钢中共晶碳化物的类型和分布情况进行了比较，测定了在不同制备条件下高速钢莱氏体网的厚度和凝固冷却速度。结果表明：电磁连续铸造得到的高速钢铸坯表面光滑、振痕轻微、外观形状规整、内部组织致密无缺陷，莱氏体网明显变薄，晶粒明显细化；M2C和MC型碳化物的析出量增多，M6C型碳化物的析出量减少，合金碳化物变得细小、均匀和弥散；铸坯边部的凝固冷却速度为3.4×104 K/s，r/2处为6.5×103 K/s，心部为3.9×102 K/s，冶金质量明显优于普通模铸。
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  超低氧弹簧钢60Si2MnA精炼过程夹杂物的研究

  王郢;李宏;郭佳;王新华;王万军

  钢铁. 2008, 43(10): 29-0.

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  采用LDLFVDCC的工艺路线，出钢采用Al脱氧，造高碱度低氧化性精炼渣，生产超低氧弹簧钢60Si2MnA。研究了精炼过程中夹杂物的成分、尺寸、形貌等变化情况。探讨了夹杂物中MgO和CaO的来源。计算得出了60Si2MnA与CaOAl2O3SiO2系平衡时的等氧活度和等硅线。
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  梅钢中磷铁水低磷钢冶炼问题的探讨

  唐洪乐;汪洪峰;孙晓辉

  钢铁. 2008, 43(10): 34-0.

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  梅钢铁水中磷含量偏高，冶炼低磷钢种有困难，通过对国内外降磷方法所采用的“铁水炉外预脱磷”、“SRP法”及“转炉双渣法脱磷方法”的比较分析，摸索出适合梅钢自身特点的方法——转炉同炉铁水脱磷炼钢工艺。通过在冶炼中采用前期造渣、中途倒渣的方法，将磷的质量分数降到≤0.01％，满足了生产低磷钢的要求。
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  电渣重熔过程中氢含量的控制

  耿鑫;姜周华;刘福斌

  钢铁. 2008, 43(10): 38-0.

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  电渣重熔钢锭中的氢主要来源于自耗电极中的原始氢、电渣重熔用渣料带入的水分及其水合物和电渣重熔过程中气氛中的水分，所以为了有效地控制电渣锭中的氢含量，必须对制造自耗电极的原始钢水进行脱气处理，严格烘烤电渣重熔用渣料以及降低电渣重熔过程中气氛中的水分压。
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  预熔脱磷剂进行铁水脱磷的实验研究

  魏颖娟;袁守谦;张西锋;王伟;梁德安;张启业

  钢铁. 2008, 43(10): 42-0.

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  在实验室条件下，以CaOFe2O3CaF2为预熔脱磷剂的主要渣系，对预熔脱磷剂的配比关系、加入量、处理温度、初始铁水磷含量以及预熔渣粒度进行了研究。结果发现：在1350 ℃条件下，w(CaO)/w(Fe2O3) 约取1.0，在加入量为10％的预熔脱磷剂能将铁水中的磷降低到0.0079％，脱磷率为96.24％，且初始铁水磷含量以及预熔渣粒度对脱磷率影响不大。
压力加工
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  一种新型中厚板头部厚度控制方法

  孙涛;杜平;刘相华;刘军川;闫金龙

  钢铁. 2008, 43(10): 47-0.

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  基于中厚板轧制过程中头部厚度超差原因，分析了传统的头部补偿方法的不足之处。在此基础上开发了一种新型头部厚度控制的方法，可以在不同钢种和不同规格的轧制条件下，利用轧制过程实际数据，进行轧件塑性系数计算，自动修正头部沉入量；采用指数型补偿曲线，使钢板切头之后成品厚度尺寸达标并且切头质量减少，提高了产品的成材率。
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  工程实用平整轧制压力模型及其自学习技术研究

  白振华;康晓鹏;龙瑞兵;吴首民

  钢铁. 2008, 43(10): 51-0.

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  针对传统的以赫希柯克公式为基础的轧制压力模型不适合于平整轧制的问题，经过大量的现场数据回归与理论分析，充分考虑到不同平整机组的设备工艺特点与实际工况，综合轧制速度、变形抗力、张力、伸长率等平整轧制工艺参数的影响，根据平整轧制过程轧辊与带材交界面处接触弧更具平面性质而非圆柱表面性质的特点，在罗伯茨平整轧制压力模型的基础上，提出了一套工程上实用的平整轧制压力计算模型，同时给出了相应的模型自学习方案，并将其应用到宝钢冷轧薄板厂1220平整机机组的生产实践，95%以上的钢卷轧制压力预报值与实际值的相对误差在10%以内，达到了工程要求，取得了良好的使用效果，具有进一步推广应用的价值。
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  热连轧AGCLP多变量系统解耦控制策略

  曲蕾;王京;宗胜悦

  钢铁. 2008, 43(10): 55-0.

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  针对热轧带钢连轧过程中，张力干扰引起厚度控制精度降低的情况，在综合分析厚控系统与活套系统之间相互作用基础上，建立了多变量、强耦合厚度活套非线性动态模型，提出将逆系统理论应用于该模型的解耦控制策略。在证明AGCLP系统可逆的条件下，建立了该模型的逆系统，将原非线性系统解耦成为AGCLP复合伪线性系统，采用线性控制理论设计解耦控制器，实现了AGCLP非线性系统解耦控制。仿真结果验证了所建模型的合理性和控制方案的可行性。
钢铁材料
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  FTSR轧制含Nb钢的组织演变

  张晓芳;王荣武;周晓光

  钢铁. 2008, 43(10): 59-0.

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  结合FTSR薄板坯连铸连轧自身的特点，设计了FTSR轧制含Nb钢BG510L的化学成分和轧制工艺，通过轧卡试验进行了组织演变的观察与分析，结果表明：FTSR薄板坯连铸连轧生产线轧制的BG510L钢的组织较为细小，粗大的铸坯组织经一道次轧制后发生了充分的再结晶，奥氏体晶粒明显细化，在FTSR工艺中，没有出现明显的混晶组织，表明该工艺可以轧制更高级别的钢种。
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  钢中铈与锡相互作用的研究

  张金柱;陈旭;赵跃萍

  钢铁. 2008, 43(10): 62-0.

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  采用中频真空感应熔炼炉、X射线衍射仪、金相显微镜、电子探针、显微硬度计等实验分析方法，研究了稀土金属铈与低熔点金属锡在钢中的相互作用。结果表明，钢液中铈和锡浓度均较高的条件下，铸态试样中可析出化合物Ce3Sn7相，沿晶界分布。经奥氏体区高温退火处理，钢中的Ce3Sn7相化合为三元FeCe3Sn6相。退火状态下FeCe3Sn6相的显微硬度大于基体的显微硬度。FeCe3Sn6相在干燥器内稳定，在纯净水和酸性水溶液中不稳定。
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  稀土改善430铁素体不锈钢冲击韧性的作用机理

  徐飙;冯海波;王龙妹;徐民;王福

  钢铁. 2008, 43(10): 67-0.

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  采用金相、扫描电镜和能谱等分析手段，研究了微量稀土对430铁素体不锈钢在室温和低温下的横向冲击性能的影响。研究结果表明，稀土夹杂物减缓了裂纹的扩展。加稀土的试样断口为韧性撕裂，不加稀土的试样断口为解理断裂。加微量稀土的试样横向冲击性能比不加稀土的试样大幅度提高，最高提高了5倍。
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  形变诱导铁素体相变热力学机制的探讨分析

  王倩;杨忠民;吴春京

  钢铁. 2008, 43(10): 70-0.

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  从热力学角度，对热模拟变形是否会改变顺磁性奥氏体的磁性自由能，为相变发生提供一定的驱动力这个问题进行了模拟研究。试验材料选用室温组织为顺磁性奥氏体的FeNiCr合金，利用X射线衍射仪和振动样品磁强计，测量了不同变形条件下样品的X射线衍射谱线和磁化强度，结果表明：一定条件的变形可以改变顺磁性奥氏体的磁化强度，且随着变形量的增加，磁化强度逐渐减小，磁性自由能随之降低；通过分析磁性自由能降低的原因，从磁性自由能角度，提出了形变诱导铁素体相变的热力学模型修正因子。
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  含Nb低碳FB钢组织与扩孔性能的研究

  商艳;丁桦;王卫卫;张建苏;杜林秀

  钢铁. 2008, 43(10): 74-0.

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  通过TMCP试验，研究了不同Nb含量低碳FB钢的微观组织和扩孔性能。试验结果表明，随着终轧温度或卷取温度的降低，试验钢强度提高，而扩孔性能降低。随着Nb含量的增加，试验钢的抗拉强度与扩孔性能明显改善。当终轧温度控制在860 ℃，冷却中间温度在710 ℃，卷取温度在450 ℃时，Nb的质量分数约为0.02%的试验钢的铁素体晶粒尺寸细化到6.3 μm，抗拉强度达到570 MPa，扩孔率为91%左右，获得了良好的综合性能。
环保与能源
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  大型蓄热式环形加热炉冷态流场试验分析

  潘良明;程淑明;伍成波;雍海泉;季洪春

  钢铁. 2008, 43(10): 78-0.

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  根据模化理论，针对某大型高炉煤气双蓄热式环形加热炉，按照10∶1的比例建立了实物模型。根据二维PIV测试技术的原理，用高速摄像仪对各加热段炉膛进行示踪粒子拍摄和速度分布测量。研究发现从烧嘴喷出的气流，一般不会从正对的第一个吸风口吸出，越靠近均热段的喷口气流越不容易被最近的排烟口排出，从而延长了炉气在炉内的停留时间，避免了烟气短路；炉膛截面速度变化较大，距离烧嘴口越远，截面上速度越平缓；在一定的气流喷射角度下，喷嘴口两侧有气流旋涡产生；流量越大，气流越容易到达对侧炉墙。
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  焦化废水逆向喷淋进行烧结烟气脱硫试验研究

  成泽伟;张广彬;苍大强;宗燕兵

  钢铁. 2008, 43(10): 82-0.

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  建立逆向气液喷淋反应塔，利用焦化废水进行烧结烟气脱硫试验研究。研究烧结烟气SO2浓度、焦化废水pH值、温度等因素对脱硫效率的影响。当烧结烟气中SO2浓度为4000 mg/m3，温度控制在2 ℃，焦化废水pH值为9.0时，尾气中的SO2浓度降到118 mg/m3，脱硫效率达到97%。烧结烟气中SO2初始浓度增加可加快脱硫速率，增加脱硫量。升高焦化废水pH值、降低温度，有利于提高脱硫效率。
技术交流
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  马钢CSP工序过程磷的控制

  丁长江;周俐;范鼎东

  钢铁. 2008, 43(10): 86-0.

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  通过控制转炉工艺原辅材料质量，改进和优化加料、供氧等吹炼模型，实现了高的转炉吹炼终点［C］、T命中率；摸索出全程跟踪化渣技术，保证了吹炼过程的稳定性；提高挡渣效果，使大罐内渣层厚度由原来的100 mm以上降到50 mm左右。通过工艺优化提高了马钢CSP工序的脱磷效果，转炉的脱磷率提高到93%以上，终点磷的质量分数平均为0.0088%，过程总回磷小于0.005%，成品平均磷的质量分数为0.010%，提高了产品的质量。
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  CSP冷轧DQ级钢工艺优化

  李江;陈兴国;刘学良;贾友生

  钢铁. 2008, 43(10): 91-0.

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  通过炼钢CSP冷轧DQ级钢小批量的工业试验，研究了各工序工艺参数对DQ级钢力学性能的影响。研究结果表明，CSP冷轧DQ级钢生产可采用与常规热轧相似的化学成分；CSP采用“二高一低”工艺能有效减少氮化铝的析出；增加冷轧压下率、降低退火加热速度、减少平整伸长率，DQ级钢力学性能显著提高。研究成果运用于实际生产中，涟钢DQ级产品广泛进入了车辆冲压板市场。
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  以最低成本生产符合国际标准的混凝土配筋用棒线材和棒材盘卷

  Francesco Toschi;Glyn Ellis

  钢铁. 2008, 43(10): 95-0.

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  最近几年，混凝土配筋用棒材的生产成本有所提高。造成成本增加的因素很多，其中包括能源成本和人工成本，但最主要的因素则是合金和微合金，比如钒的成本占有较大比重。在钢中加入合金元素钒，通常用于满足钢材力学性能要求。世界上越来越多的目前仍采用微合金化方法提高混凝土配筋力学性能的钢材生产商，正在寻求一种可以减少、甚至不用微合金元素的替代方法，以降低生产成本。分析了美国和国际最新标准提出的要求，并详细讨论了用于降低生产成本的新工艺、新技术的优点和限制条件。