2009年, 第44卷, 第2期　刊出日期：2009-02-15

  

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综合论述
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  现有主要炼铁工艺的优缺点和研发方向

  周渝生;钱晖;张友平;李肇毅;范建峰

  钢铁. 2009, 44(2): 1-0.

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  对现有主要炼铁工艺的优缺点和研发的方向做了简要评述。讨论了中国炼铁工艺的差距和努力方向。在今后相当长时期内大型高炉流程仍将是主要产铁设备，高炉流程优化的目标是用足设计炉顶压力，进一步降低能耗，应通过开发以煤代焦的新技术，将大型高炉的入炉焦比降低到200 kg/t以下，节省焦炭等优质资源、改善环保。降低铁水成本，减少污染物排放量，实现炼焦厂、烧结厂的清洁生产，建设生态型钢铁企业。直接还原炼铁工艺的研发方向是加强研究粉煤加压气化生产合成煤气及利用炼钢炼焦剩余煤气，用于大中型直接还原竖炉或流化床生产优质直接还原铁。完善改进引进的COREX3000工艺，开发使用粉矿、粉煤的技术设备，开展创新非高炉炼铁技术，形成有中国特色的熔融还原工艺。
原料与炼铁
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  氢气还原氧化铁动力学的非等温热重方法研究

  庞建明;郭培民;赵沛;曹朝真

  钢铁. 2009, 44(2): 11-0.

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  用非等温热重分析法对氢气还原不同粒度细微氧化铁的动力学进行了研究。研究表明：铁矿粉粒度越小，起始反应温度越低，反应速度越快,反应达到平台期时所对应的还原率越高；平均粒度为3.5 mm的铁矿粉在400 ℃还原反应开始，700 ℃左右开始反应加快，达到平台期时的还原率为77%，而平均粒度为2 μm的铁矿粉在100 ℃已经开始反应，350 ℃反应加快，达到平台期时的还原率为98%，而且在600 ℃时还原率就达到了100%；铁矿粉粒度从3.5 mm降到2 μm后，还原反应的表观活化能从73.3 kJ/mol降低到30.46 kJ/mol；同时通过分析氢气还原氧化铁的反应机理得出，内扩散和界面化学反应均对整个反应过程起限制作用。
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  碱土金属化合物对焦炭反应性的影响

  郭豪;张建良;马欢;陈永星

  钢铁. 2009, 44(2): 15-0.

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  在焦炭干馏过程前向焦煤中加入催化剂，通过碳化干馏试验在实验室炼制出含有碱土金属化合物的焦样，并对焦样进行了反应性试验、XRD检测和SEM扫描电镜分析，研究了不同碱土金属化合物及碱土金属化合物的不同添加量对焦炭反应性的影响，得出了碱土金属化合物对焦炭反应性的影响规律并分析了碱土金属化合物的分布规律及赋存状态。
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  不同工况下铸铁冷却壁热负荷分析

  刘增勋;吕庆

  钢铁. 2009, 44(2): 20-0.

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  采用有限元软件ANSYS建立高炉冷却壁稳态传热模型，利用ANSYS单元生死技术模拟冷却壁表面渣皮熔化行为，以计算铸铁冷却壁在渣皮稳定、渣皮脱落、冷却壁烧损和冷却壁烧毁４种工况下的温度分布和热负荷。分析结果表明，冷却壁热负荷随着炉气温度的升高而增加，提高冷却水速度和壁体烧损变薄对热负荷的影响较小。渣皮脱落和冷却壁完全消失造成热负荷急剧增加。
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  从风口喷吹熔剂对炉料软熔性能和初渣性能的影响

  傅连春;毕学工;周国凡;胡涛;邢建通;宋书亭

  钢铁. 2009, 44(2): 23-0.

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  试验研究了从风口喷吹碱性熔剂对高炉炉料软熔性能和初渣性能的影响。结果表明，随着综合炉料碱度的减小，滴落温度略有降低，滴落初渣中FeO含量明显增加，初渣流动性改善。还发现，烧结矿碱度过高可能加大滴落初渣与炉腹初渣的碱度差距，对初渣的稳定性产生不利影响。理论计算分析表明，采用从风口喷吹熔剂的技术有利于提高高炉的产量。
炼钢
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  连铸中间包内夹杂物上浮规律的研究

  岳强;邹宗树;陈舟

  钢铁. 2009, 44(2): 28-0.

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  引入湍流涡旋的Kolmogoroff尺度作为区分钢液中夹杂物粒径大小的标准。对中间包内不同粒径夹杂物的上浮规律进行了理论分析，为中间包内夹杂物去除的实验研究提供了理论依据。采用不同的模拟介质对中间包内夹杂物的去除做了研究，验证了理论分析的正确性。
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  残余元素对低合金钢连铸坯高温延塑性的影响

  耿明山;王新华;项利;张炯明;肖寄光

  钢铁. 2009, 44(2): 32-0.

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  采用Gleeble1500热模拟试验机测试了含有一定量残余元素Cu、As和Sn的低合金钢连铸坯的高温延塑性。低合金钢的第Ⅰ脆性温度区在ts～1340 ℃之间，第Ⅲ脆性温度区在920～730 ℃之间。由于钢中Cu、As和Sn等残余元素含量比较高，因此第Ⅲ脆性温度区比较宽，深度比较大。
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  非脱磷铁水在210 t转炉高拉碳法冶炼高碳钢的生产工艺研究及实践

  田志红;李永东;王海宝;张小明;刘启江;李鹏程

  钢铁. 2009, 44(2): 36-0.

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  采用前期双渣法、高拉补吹法在210 t转炉上开展了高拉碳法冶炼高碳钢的大工业试验， 出钢碳质量分数为0.04%～0.07%。对于非脱磷铁水冶炼高碳钢，脱磷是高碳出钢的关键环节。试验结果表明：前期双渣法5 min内可将铁水中磷的质量分数由0.078%～0.094%降至0.027%～0.038%；高拉补吹法在碳的质量分数为0.8%～1.1%时拉碳，钢水中磷的质量分数为0.014%～0.023%；这２种方法出钢钢水磷含量低，出钢后钢水回磷少，可以实现出钢时碳的质量分数为0.4%～0.7%，满足成品磷的质量分数小于0.015%。高碳条件下炉渣的高氧化性利于钢中磷的去除，实现高碳出钢。高拉碳法工业应用后，高碳钢平均出钢碳的质量分数由原来的0.22%提高到040%左右，钢中全氧的质量分数平均降低1.6×10-6，氮的质量分数平均降低5.1×10-6。
轧钢
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  辊式水平矫直对重轨断面尺寸的影响分析

  周剑华;吴迪;赵宪明;林刚;王永明

  钢铁. 2009, 44(2): 40-0.

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  采用ANSYS/LSDYNA软件模拟了八辊复合矫直机水平矫直60 kg/m重轨过程，计算了矫直前后轨头宽度、轨底宽度和轨高的变化，并对60 kg/m重轨实际矫直前后的断面尺寸进行了测量。矫直后轨头宽度增加量在0.1~0.5 mm范围内所占比例约为82.9%，轨底宽度增加量在0.1~0.4 mm范围内所占比例约为68.6%，轨高减小量在0.2~0.6 mm范围内所占比例约为71.4%。模拟结果和实测断面尺寸的变化量基本吻合。矫直辊压下量和重轨弯曲度的减少，可以降低矫直对重轨断面尺寸的影响。
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  宽带钢热连轧机动态板形控制策略的研究与应用

  彭鹏;杨荃;何安瑞

  钢铁. 2009, 44(2): 44-0.

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  为了提高板形控制精度，对凸度平坦度控制耦合关系以及板形板厚控制耦合关系进行深入的研究分析，并采用相应的解耦控制策略是十分必要的。在板形板厚解耦设计的基础上，分析了不同控制方案下凸度平坦度控制之间的耦合影响关系，建立了相应的凸度平坦度耦合模型，并对其耦合特性进行了分析比较；之后，针对耦合模型特点进行凸度平坦度半解耦设计，以补偿凸度控制和平坦度控制之间的耦合影响关系，进而设计凸度平坦度解耦控制系统，并给出热连轧机组凸度平坦度解耦控制应用策略，组成完整的动态板形控制系统。在某厂1580 mm四辊七机架热连轧机组投入使用后，较好地补偿了板形板厚控制、凸度平坦度控制之间的耦合影响关系，板形控制精度明显提高。
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  应用极限差值法优化设计极薄规格冷轧带钢规程

  陈建兵;许健勇;沈耀

  钢铁. 2009, 44(2): 48-0.

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  论证分析了传统方法设计冷轧规程，特别是极薄规格规程时迭代过程容易发散的原因。提出应用极限差值法优化设计冷轧规程，结合显式轧制力公式，规避了迭代发散问题，可用于各种目标函数下的规程优化设计。实例验证迭代计算13次即可得到满足工程精度的优化规程；与现场实际参数对比，最大偏差在7%以内，相比简易有限元方法20%的偏差大为改进，同时不受初始值设置限制，迭代不会发散，特别适合极薄规格冷轧带钢规程优化设计。
钢铁材料
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  连续退火过时效温度对热处理双相钢组织性能的影响

  韩会全;霍刚;刘彦春;王国栋

  钢铁. 2009, 44(2): 52-0.

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  采用光亮连续退火模拟实验机研究了0.08C1.7Mn0.03Si钢在不同连续退火过时效温度下组织和性能的变化规律，并构造了各相在连续退火工艺期间的反应关系式。试验结果表明：过时效温度在450 ℃时，组织中的第二相主要为粒状贝氏体＋马氏体，350 ℃时为板条状贝氏体＋马氏体，250 ℃时为马氏体或MA岛；过时效温度降低，试验钢抗拉强度明显升高，屈服强度明显降低，而n值、值和杯突值变化不大；350 ℃过时效时，试验钢的伸长率有增高的趋势，因此调整第二相组分比例可能是提高试验钢塑性的有效手段。
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  Q235碳素钢拉伸塑性变形过程中组织转变的 EBSD “原位”分析研究

  丁大伟;徐学东

  钢铁. 2009, 44(2): 56-0.

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  利用设计的“原位”观察方法，在配备EBSD的场发射扫描电子显微镜中，对Q235碳素钢固定区域拉伸过程中的应力应变曲线上各个特征点进行EBSD试验, 得到了Q235碳素钢与应力应变曲线各特征点相对应的晶粒取向图，为进一步研究该材料形变过程中的组织提供了基础数据。由于形变过程中位错开动、运动及相互作用等因素，大角度晶界在总晶界中的比例在应变1％处达到一个峰值。
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  CSiMnCrNb钢双相组织性能的柔性控制

  周乐育;刘雅政;孙景宏;方圆;宋仁伯

  钢铁. 2009, 44(2): 60-0.

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  根据CSiMnCrNb试验钢的双道次变形和分段冷却热模拟试验结果，进行了试验钢控轧控冷试验，分析了工艺参数对试验钢组织和性能的影响，获得了具有不同力学性能的铁素体+马氏体或铁素体+贝氏体双相组织。结果表明，试验钢两段轧制分段冷却后550 ℃卷取获得铁素体+马氏体双相组织，屈服强度415 MPa，抗拉强度710 MPa，伸长率23.0％，屈强比0.59。500 ℃卷取得到铁素体加粒状贝氏体双相组织，与550 ℃卷取相比，屈服强度升高35 MPa，抗拉强度降低45 MPa，伸长率略微降低。
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  两种不同冶金工艺生产的60Si2CrVA弹簧钢的高周疲劳性能

  郝立群;惠卫军;项金钟;惠荣;翁宇庆;

  钢铁. 2009, 44(2): 64-0.

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  采用旋转弯曲疲劳试验研究了两种不同冶金工艺生产的60Si2CrVA弹簧钢的高周疲劳破坏行为。结果表明，尽管两种试验料的氧含量接近，但两者夹杂物特征的差异使其疲劳性能存在明显的差异。与采用电炉+LF+VD+CC工艺生产的X8料相比，采用转炉＋LF+RH+CC工艺生产的X6料中的夹杂物数量明显减少，夹杂物尺寸较小，同时还减少了不规则的多棱角富Al2O3夹杂，因而后者的疲劳强度得到明显提高，并具有良好的疲劳寿命稳定性。
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  403Nb叶片钢高温热压缩静态再结晶研究

  宁小智.;王立民;刘正东;杨钢;张家涛

  钢铁. 2009, 44(2): 69-0.

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  利用Gleeble3500热模拟试验机对403Nb马氏体叶片钢进行二道次高温热压缩试验，对不同温度、应变速率、道次间隔下发生的静态再结晶进行了研究和计算，得到403Nb静态再结晶、静态再结晶激活能和静态再结晶晶粒尺寸模型。
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  高强度船板钢奥氏体晶粒长大的规律

  彭晟;朱松鹤;张恒华;邵光杰;许珞萍

  钢铁. 2009, 44(2): 72-0.

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  利用光学显微镜和H800透射电镜研究了不同加热温度和不同保温时间下高强度船板钢奥氏体晶粒长大规律。结果表明，该钢在高温加热时具有较好的抗晶粒粗化能力，奥氏体晶粒粗化温度在1250 ℃左右；在1100 ℃和1200 ℃保温时，奥氏体晶粒等温长大规律较好地服从抛物线型经验表达式；随着温度的升高，钢中的第二相质点逐渐减少，当加热至1250 ℃时，钢中仅存TiN颗粒。
环保与能源
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  硼铁矿火法分离过程的AT&T矩阵系统评价

  钱洪伟;薛向欣

  钢铁. 2009, 44(2): 75-0.

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  采用AT&T矩阵系统评价方法研究了硼铁矿火法分离过程的资源环境影响状况。通过分析硼铁矿火法分离过程的资源化表征，改进并完善了AT&T矩阵系统评价对象，即提出硼铁矿火法分离过程PLCA、TLCA、FLCA，分别进行了AT&T矩阵评价，并提出了系列改进建议；同时勾勒出了因子（阶段）环境效应图例。研究结果表明，硼铁矿火法分离过程的资源化利用方式体现了以硼为主，多种元素综合利用的环境管理思路；积极构建基于硼铁矿火法分离过程FLCA的工业生态园是减缓资源消耗、降低环境压力的有力措施之一，但也指出了在工业生态园建设进程中应注意决策选择所肇始的区域经济与行业环保发展不协调等问题。
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  含钒转炉渣中和钛白废酸的试验研究

  钱强

  钢铁. 2009, 44(2): 80-0.

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  攀钢在钒钛资源综合利用过程中产生了大量的含钒转炉渣和钛白废酸固、液废弃物，通过实施“以废治废”的新型利用理念，在常温下，液固比为5∶1进行配比，浸泡1 h后钒浸出率达到71.16％，酸浸液可作为提钒原料使用，而酸浸渣则可作为石膏替代品，在达到中和目的的同时，实现废弃资源的再利用。
装备技术
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  中厚板热处理线的开发与应用研究

  李静;李小占;王京;蔡庆伍;温治;陆岳嶂

  钢铁. 2009, 44(2): 83-0.

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  为提高中厚板热处理线的装备水平及制造能力，满足高品质、高强度、高韧性钢板的生产需求，通过技术集成，采用脉冲数字化燃烧控制技术、炉后快速冷却装置、常化炉仪控及电控系统和计算机在线优化控制，自主开发了常化炉自动化控制系统及NCC控冷技术，形成了一套完整的中厚板常化+控冷生产工艺。该项技术完全达到中厚板热处理线的要求，炉温控制精度在±10 ℃以内，产品合格率达到96%以上。
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  达涅利康力斯氧气顶吹转炉工艺过程控制系统

  G.J.Apeldoorn;R.Klinge;J.S.de Vries;W.E.Heijne

  钢铁. 2009, 44(2): 88-0.

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  概括描述了达涅利康力斯公司氧气顶吹转炉副枪系统、动静态过程模型、废气分析系统、智能喷枪系统和底部搅拌系统等技术，以及二级系统/动静态过程模型的配置。提供了一些IJmuiden厂和一家中国用户厂过程控制系统近几年的有关运行数据。
技术交流
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  冷轧板夹杂与氧化铁皮压入的原因与形貌辨析

  伍康勉;朱远志;周春泉;成小军;肖爱达;胡大

  钢铁. 2009, 44(2): 93-0.

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  对夹杂物与氧化铁皮压入导致的冷轧板的典型缺陷的形貌与形成原因进行了分析与研究，并进行了模拟轧制试验。研究结果表明，夹杂物所致的冷轧板主要缺陷中以连铸卷渣为主。连铸卷渣亦导致冷轧板表面的麻点（麻面）缺陷，形貌与氧化铁皮压入导致同类缺陷相近，但亦有区别。缺陷暴露规律的模拟轧制试验结果与实际缺陷的形貌有很好的一致性，为研究缺陷形成原因与演变规律的有效手段。对典型缺陷的取样分析并结合模拟轧制试验结果证明，连铸坯深层带状卷渣可导致冷轧板带状表面翘皮（夹层）缺陷，连铸坯深层块状卷渣可导致冷硬板中部穿裂，连铸至末机架前的辊道划伤导致氧化铁皮压入是冷轧板表面黑（灰）线（带）缺陷的形成原因之一。
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  超高碱度对烧结矿性能与工艺参数的影响

  蒋大军;何木光;甘勤;何群

  钢铁. 2009, 44(2): 98-0.

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  进行了超高碱度烧结， 适宜工艺参数，不同SiO2含量，烧结强化措施的实验室试验研究。试验结果表明，在碱度2.0～3.2范围内，随着碱度的上升，ISO转鼓指数上升，利用系数提高，烧结速度加快，成品率下降。在碱度2.0～2.8范围内，指标几乎成直线上升，碱度2.8以后部分指标开始出现下降趋势，碱度2.8是攀钢现有烧结矿的最适宜碱度。随着碱度的提高，烧结矿中钛赤铁矿与钛磁铁矿减少，铁酸盐含量增加，钙钛矿约有增加，硅酸盐变化不大。还原性与低温还原粉化率均得到改善，软化与熔融开始温度上升，软化区间与滴落区间减薄，有利于改善高炉透气性。在超高碱度2.8条件下，应用正交试验对工艺参数寻优，并进行了强化措施试验。在目前生产条件下有必要将碱度从2.4提高至2.8，SiO2质量分数为5.0%合适，根本途径在于钒钛精矿提铁降硅降钛。