2010年, 第45卷, 第3期　刊出日期：2010-03-15

  

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综合论述
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  低碳经济与钢铁工业

  徐匡迪

  钢铁. 2010, 45(3): 1-1.

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  气候变暖除自然原因(火山、太阳活动等)外，还受到工业革命250多年来，应用化石燃料大量排放温室气体的影响。钢铁工业以碳冶金为基础，生产过程的CO2排放(以下按国际惯例简称为碳排放)占全球总量的5%～6%。中国因处于工业化、城镇化的中期，钢铁产销量大，故钢铁工业的碳排放已达到全国总排放的15%左右。在2020年前各国钢铁工业的主要对策是长流程节能减排，与扩大电炉炼钢为核心的短流程。中国钢铁工业的燃料比与国际先进水平相比尚有15%～20%的差距，有较大减排空间。同时，还应考虑高炉炉气循环，及重整后焦炉煤气从高炉炉身喷入，通过H2/CO气体的间接还原，进一步降低碳排放10%～20%。到21世纪中叶(2050年左右)，当可再生能源及核能成为一次能源的主流时，有可能推出"氢还原"-下一代钢铁生产技术。
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  双辊薄带连铸技术状况的调查分析

  张兴中

  钢铁. 2010, 45(3): 13-13.

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  调查了双辊薄带铸轧生产线的运行状况。整理出其工业化应用所需要的基础数据，如用于相关设计和决策的连浇时间、作业率等。给出了生产能力的算例。利用经典的传热凝固理论和经验对双辊连铸的关键参数进行界定，导出了辊缝d（铸带厚度）和辊径D、液位h和最大浇铸速度Vcm的关系，Vcm= 。总结分析了双辊铸带宏观偏析有别于连铸坯的现象和机制。
原料与炼铁
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  细粉煤微波加热除湿试验研究

  吴海勇 曾加庆 吴伟 刘浏

  钢铁. 2010, 45(3): 18-18.

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  在实验室条件下，研究了细粉煤在微波加热过程中水分含量变化以及升温特性，考察了不同初始水分含量、微波加热功率、不同粒径大小以及试样重量等因素对微波加热除湿细粉煤效果的影响。结果表明，微波加热能够有效地除湿细粉煤，微波加热功率对细粉煤除湿率的影响最大。随着时间的延长，试样的除湿率趋于一致并且受其他因素的影响较小。微波加热细粉煤的升温过程可以分成三阶段，第一阶段料温迅速上升；第二阶段出现100℃恒温平台，水分快速得到去除；第三阶段已大部分去除水分，试样温度缓慢上升。
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  高炉无钟布料器螺旋布料理论的研究

  彭先龙

  钢铁. 2010, 45(3): 23-23.

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  从螺旋布料的定义着手，在螺旋布料过程中同时考虑溜槽旋转运动和倾动对炉料运动的影响，建立了炉料运动方程，从而推导出可以实现螺旋布料的溜槽倾动方程。最后给出与环形布料相同的计算实例，并用MATLAB解此方程，计算结果表明利用该方程可以获得溜槽的倾动规律，实现螺旋布料。
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  钒钛磁铁精矿粒度对烧结性能的影响

  张义贤

  钢铁. 2010, 45(3): 27-27.

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炼钢
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  钢种和断面对连铸板坯轻压下效率的影响

  林启勇

  钢铁. 2010, 45(3): 32-32.

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  结合轻压下效率的理论计算式，考察了钢种、板坯断面对连铸板坯轻压下效率的影响规律。结果表明：压下效率与板坯宽度、厚度呈线性增加关系，板坯宽度每增加15%，压下效率增加约4%；板坯厚度增加15%，压下效率增加约32%；钢种的两相区温度宽度越小，压下效率越高；板坯宽度与钢种对压下效率的影响较小，板坯厚度对压下效率的影响大。
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  IF钢连铸头坯洁净度研究

  崔衡 岳峰 包燕平 王敏 吴维双

  钢铁. 2010, 45(3): 38-38.

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  本文应用氧氮成分分析、大样电解分析、扫描电镜分析、能谱分析等分析手段，研究了转炉－RH－连铸生产IF钢头坯洁净度的变化规律，并与正常坯洁净度水平进行对比分析。结果表明：沿拉坯方向头坯T[O]和[N]含量呈明显下降趋势。头坯大型夹杂物含量都明显高于正常坯，并沿拉坯方向总体呈减少趋势，4.4m后大型夹杂物含量接近正常坯水平。铸坯中的大型夹杂物在厚度方向分布不均匀，内弧含量要明显高于外弧含量。头坯中大型夹杂物主要是140μm~300μm和大于300μm两类，分别占总夹杂物含量的22.6%和56.8%，此类夹杂物主要来源于结晶器卷渣、中间包卷渣、二次氧化产物以及钢包引流砂。
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  高效节约型建筑用H型钢Ti脱氧及夹杂物析出行为研究

  杜松林

  钢铁. 2010, 45(3): 42-42.

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  通过热力学计算和实验室热态试验，研究了建筑用H型钢不同脱氧工艺时钢液中夹杂物形态、组成、尺寸和类型，分析了Ti含量对钢中夹杂物析出行为影响规律。在此基础上，在马钢三钢轧总厂的建筑用H型钢生产过程中对Ti脱氧工艺进行了工业实践，并与现有工艺进行对比，结果表明，经过Ti脱氧，钢液中全氧和溶解氧具有较低水平，钢中夹杂物尺寸小且具有良好的塑性，轧材的废品率降低，产品力学性能得到了提高。
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  莱钢低硫钢冶炼过程硫含量控制实践

  王玉春

  钢铁. 2010, 45(3): 49-49.

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  结合莱钢J55、l360等低硫钢冶炼的生产实践，分析了“铁水预脱硫处理——转炉——LF钢包精炼——连铸”全流程各工艺环节的硫含量控制技术，指出铁水预脱硫处理、转炉冶炼、LF精炼过程硫含量控制技术是低硫钢冶炼的关键技术环节。通过采用全流程硫含量控制技术，生产出了最低硫含量达到0.002%的低硫钢。
压力加工
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  带钢冷连轧板形功效系数自学习计算模型

  刘佳伟

  钢铁. 2010, 45(3): 52-52.

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  板形控制中引入功效函数有助于更充分地发挥轧机的板形控制能力,改善带钢的板形质量。本文建立了基于功效函数的冷轧机板形控制模型, 同时给出了相应的自学习模型,并将其应用到1450冷连轧机组的生产实践,达到现场实际要求,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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  基于DRNN－PID的板形板厚解耦控制

  杨景明 杜鹏 车海军 张林浩

  钢铁. 2010, 45(3): 57-57.

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  针对板形板厚综合系统具有强耦合、非线性、含纯滞后环节的特点,建立了板形板厚耦合模型，并在对其进行神经网络解耦设计的基础上提出了基于对角递归神经网络(DRNN)整定PID的板形板厚解耦控制方法，然后根据带钢冷轧情况提出神经网络解耦对不同塑性刚度参数的实际适用范围。仿真结果表明，该解耦控制系统具有比传统前馈补偿解耦PID控制效果好、响应速度快、自适应跟随能力强等优点，并且符合实际轧制要求，有效的提高了板形板厚的控制精度。
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  基于张力调节的热连轧精轧机组宽度控制的研究

  王爱丽

  钢铁. 2010, 45(3): 62-62.

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  本文建立了TWC（张力宽度控制系统）宽度控制系统控制在精轧区由不同原因引起的宽度偏差。调节的机理是通过改变活套电机电流和角度来调节精轧机架间的张力。针对由不同的原因引起的宽度偏差，本文给出了相应的控制策略和方法以及控制模型。该控制系统由四个控制模型组成，分别控制由粗轧出口引起的宽度偏差、材料硬度引起的宽度偏差、周期性宽度误差和随机性宽度误差。该控制系统投入使用后，带钢宽度的均一性得到明显改善。
钢铁材料
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  含钒微合金钢的析出行为研究

  方芳 雍岐龙 杨才福 张永权 苏 航

  钢铁. 2010, 45(3): 66-66.

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  在Johnson-Mehl-Avrami动力学方程的基础上，建立Fe-C-V-N合金体系中V(C，N)的析出动力学方程，研究了4种N含量的低碳钒微合金钢 (Fe-C0.05-V0.08) 中V(C，N)的形核机制及在奥氏体中的析出过程。结果表明，V(C，N)主要形核位置在位错线上，平衡析出的鼻点温度在820 ℃左右，析出开始时间随N含量的增大而减小。利用Gleeble-1500D热力模拟实验机进行了应力松弛实验，根据曲线拟合得到的鼻点温度为850 ℃，将理论计算与实验值的差异缩小到30 ℃以内。
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  三元第二相平衡固溶的计算方法及其工程应用

  雍兮 曹存根 张利平

  钢铁. 2010, 45(3): 70-70.

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  钢中第二相的合理控制对于提高钢铁材料的综合性能具有重要意义，而第二相控制的关键在于准确掌握第二相在铁基体中的固溶与析出行为。多元第二相平衡固溶的定量计算是第二相固溶与析出行为研究中的一个难点问题。本文以铌、钒、钛的微合金碳氮化物为例讨论了钢中三元第二相平衡固溶的热力学模型与计算方法及其在含钛渗碳齿轮钢产品开发中的应用。由于该方法求解计算量较大，我们在其基础上开发了一套可以自动计算和对比分析其中各个控制参量的通用分析计算软件，该软件可以有效应用于微合金钢的成分设计、生产工艺控制和钢种开发等，具有重要的工程应用价值。
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  时效工艺对非调质钢螺栓组织和性能的影响

  蔡璐

  钢铁. 2010, 45(3): 75-75.

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  冷作强化非调质钢螺栓经时效处理可以稳定组织、提高强度、降低残余应力。采用热处理加热装置进行系列工艺试验研究时效规律，借助光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验机等设备，分析时效工艺对材料组织及性能的影响。研究结果表明，提高时效温度和延长时效时间皆使硬度升高；适合生产的最佳时效工艺为250~300℃，2.5小时，时效工艺和表面处理工艺可以同时进行；柯氏气团、铁素体中亚晶的形成和弥散碳、氮化合物析出是时效强化的主要原因。
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  回火温度对热轧双相钢组织和力学性能影响研究

  胡学文 周乐育 刘雅政 张宜

  钢铁. 2010, 45(3): 78-78.

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  研究了100～300℃回火对0.054C-1.18Si-1.16Mn-0.49Cr成分热轧双相钢DP600的显微组织和力学性能的影响，结果表明，回火温度主要影响热轧双相钢中铁素体位错密度和马氏体微观结构；随着回火温度的增加，热轧双相钢中铁素体位错密度降低，马氏体部分发生分解，析出碳化物；回火温度对抗拉强度影响不大，对屈服强度和屈强比的影响显著，175℃以上回火，热轧双相钢屈服强度显著提高，并出现屈服平台，150℃以下回火热轧双相钢屈服强度增加不显著，不出现屈服平台。
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  铝含量对GCr15钢带织构和深冲性能的影响

  胡文豪

  钢铁. 2010, 45(3): 82-82.

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  本文在杭州钢铁集团公司大生产的条件下，分析了不同铝含量对退火后GCr15钢带的织构、金相组织、晶粒取向、硬化指数n和塑性应变比r以及凸耳指数Δr的影响。试验结果表明，在[Al]s=0.017~0.027%的范围内，铝对高碳的Gcr15钢带的深冲成型性能影响规律与铝对低碳钢板基本一致，随着钢中铝的含量的升高，r值升高，且｛111｝面有利织构含量增加，但相同铝含量下GCr15钢的r值比低碳钢却要小很多，n值则相差不大，Δr指数比低碳钢更小，晶粒取向也有明显的区别，说明高碳的GCr15钢各向性能比较均匀，能满足一般用途的深冲成型要求。
环保与能源
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  宝钢外排综合废水人工湿地生态净化回用处理中试研究

  徐竟成 徐立 黄翔峰 李光明 张宜莓 朱荣健

  钢铁. 2010, 45(3): 87-87.

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  钢铁企业外排综合废水的处理回用是降低吨钢耗新水量的有效途径。通过宝钢围厂河调研可知，围厂河接纳的废水资源量丰富，但较高的Fe、Mn浓度限制了其资源化利用。本研究将锰砂作为填料应用于人工湿地中处理宝钢外排综合废水，结果表明，锰砂人工湿地可有效去除废水中的Fe、Mn等污染物，出水达到了《城市污水再生利用工业用水水质》（GB/T 19923-2005）和宝钢生产用水的水质要求。锰砂人工湿地运行稳定，受HRT、季节、温度等影响较小，运行成本较低。外排综合废水的资源化利用，不仅减少了排入环境水体的废水量，并且具有良好的经济效益。
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  迁钢2号高炉高风温研究

  陈冠军

  钢铁. 2010, 45(3): 92-92.

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  本文从迁钢2号高炉系统投产运行现状，分析了风温限制环节，并从设备和材料方面考察了其实现高风温的可行性。采用运行参数校核计算1300℃风温，利用仿真软件研究了煤气流量和空气预热温度变化对热风炉流场、温度场的影响，从理论上研究热风炉风温影响因素和存在问题。研究结果表明通过调整热风炉操作参数，可以有效提高风温。通过迁钢2号高炉开展高风温试验，总结分析了实现高风温的具体措施，阐明高风温不仅与热风炉操作紧密关联，而且原燃料、高炉操作等因素直接影响高炉使用高风温。研究结果表明，高风温必须与大喷煤、富氧等技术相结合，才能实现并发挥节能作用。本次高风温试验初步实现最高风温1280℃的目标，上述研究为进一步提高风温试验提供参考。
装备与控制
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  炼铁、炼钢和连铸电气自动化技术及创新

  Barbara Angermayr Peter Juza Peter Schanza 西门子工业解决方案集团

  钢铁. 2010, 45(3): 95-95.

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  西门子奥钢联能够为炼铁和炼钢设备(包括连铸机)提供全面的自动化方案包。可靠的供电和传动方案、创新性工艺包以及工艺控制和工艺优化系统保证了稳定的生产及能源和原料的合理使用。 我们在方案包中集成的工艺知识，是炼铁和炼钢工艺达到高效率和优化控制的决定性因素。无论对于小规模改造，还是对于全新生产设备，这些工艺包都已被证实是最佳方案。 高炉和烧结厂专家系统一再证明了自己的优势，即降低能耗和让工艺能够使用低品位原料(比如粉矿和粉焦)。炼钢优化方案包能够优化废钢和合金原料的加入成本，显著缩短投资回报期。在连铸生产中，各种成熟的创新工艺包以及工艺模型立刻能够产生改善质量和增加产能的收益。SIMETALCIS部件的模块化设计使其既可以作为独立系统而安装，也可以集成到现有自动化环境中。 对于下面将要介绍的多种工艺，可以提供全集成式自动化系统和模块化方案包，比如： • 过程控制，即顺序控制和闭环控制基础自动化系统 • 工艺控制包 • 工艺优化方案包 • 生产计划系统MES • 能源管理系统EMS • 计算机辅助质量控制系统