2011年, 第46卷, 第1期　刊出日期：2011-01-15

  

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综合论述
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  关于不锈钢精炼的过程模型与质量控制

  肖丽俊 徐匡迪

  钢铁. 2011, 46(1): 1-1.

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  近年来中国不锈钢的产量及国内市场消费量均已达世界第一，2009年不锈钢产能为1400万吨，其中先进装备产能达到70%以上，产业集中度要高于其它钢铁产品。然而在精炼生产过程控制、产品质量方面，与国外仍有一定的差距。鉴于此，介绍了国内外不锈钢精炼的数学、物理及过程控制模型，讨论了不锈钢中非金属夹杂物的形成机理及其在精炼、连铸过程的控制，并对国外生产洁净不锈钢以及铁素体不锈钢中的C、N控制、奥氏体不锈钢中的T[O]含量控制以及430系不锈钢中夹杂物控制及精炼时最佳搅拌强度也进行了讨论。
原料与炼铁
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  煤焦显微结构特征与焦炭性质的关系

  张代林 曾涛 李伟锋 王培珍 郑明东

  钢铁. 2011, 46(1): 14-14.

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  本文通过对13种不同变质程度的单种煤的煤岩性质以及对应的40kg实验焦炉所炼焦炭的性质进行测定和分析，研究结果表明：焦炭光学组织指数（OTI）与单种煤镜质组平均最大反射率存在正相关线性关系；通过多元线性回归分析，确定了镜质组反射率分布和焦炭光学组织组成的定量关系；同时也发现焦炭的抗碎强度M40和反应性CRI受到焦炭光学组织组成的影响：焦炭光学组织中镶嵌状结构所占比例越多，焦炭的抗碎强度M40越高，其反应性CRI也较低。
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  太钢4350m3高炉提高煤比的生产实践

  唐顺兵

  钢铁. 2011, 46(1): 19-19.

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  摘 要 太钢4350m3高炉通过加强原燃料质量管理，在高富氧率大喷煤量操作下实现合理的煤气流分布和稳定的操作炉型，使煤比得到逐步提高。2007年5月后煤比一直在180kg/t以上运行，2008年有8个月煤比在200kg/t以上。
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  菲律宾红土镍矿液态还原研究

  潘成 白晨光 吕学伟 胡途 黄润

  钢铁. 2011, 46(1): 24-24.

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  为提高菲律宾红土镍矿金属回收率，改善熔炼条件，本文在实验室条件下采用正交试验，研究了熔炼温度、配碳量以及碱度对Fe、Ni回收率及合金中Fe、Ni含量的影响。实验结果表明，温度对Fe、Ni回收率影响最大，配碳量次之，碱度影响最小，温度为1550℃，配碳量为6.0%，碱度为1.1时，Fe、Ni回收效果较好，回收率接近用Factsage进行计算所得到的理论值；对合金中Fe、Ni含量影响最大的是碱度，其次是温度，影响最小的是配碳量，当温度为1450℃，碱度为1.0时合金中Fe、Ni含量较高。
炼钢
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  转炉烟道内二次燃烧和传热传质过程的研究

  刘锟 刘浏

  钢铁. 2011, 46(1): 29-29.

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  采用非预混燃烧模型和离散传播辐射模型，对转炉烟道内的流动、传热、传质和燃烧反应进行三维数值模拟，研究炉气转变为烟气的规律和烟道内烟气浓度分布特点。结果表明，烟道内大体可分为三个区域：炉口燃烧区，卷吸的空气在烟罩附近与炉气发生燃烧反应；烟道混合区，燃烧后的烟气与未燃炉气逐渐混合，但仍有较大的成分波动；弯头混合区，烟气进一步混合，烟气成分趋于均匀。为提高烟气取气成分的代表性，取样探头的安装位置应选在烟道弯头后面，从弯头外侧插入0.8m。
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  板坯动态二冷增量型PID控制研究

  孙猛 王叶婷 沈厚发

  钢铁. 2011, 46(1): 34-34.

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  建立了考虑铸坯纵向导热的板坯传热瞬态模型，采用增量型PID控制方法开发了动态二冷控制软件Visual Cast。通过Gleeble实验获得钢的热塑性，并制定了铸坯的目标温度。结果表明：与传统的一级水表相比，当拉速发生变化时Visual Cast能够迅速做出反应，合理调整水量，保持铸坯表面温度不发生剧烈波动，从而保证铸坯质量，满足现场生产要求。
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  SiO2-Al2O3-CaO-MgO系夹杂物低熔点区域优化及控制的热力学计算

  张博

  钢铁. 2011, 46(1): 39-39.

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  为了预测CaO-Al2O3-SiO2-MgO系夹杂物具有良好变形能力的成分控制范围，本文首次通过热力学软件FactSage对CaO-Al2O3-SiO2-MgO系液相投影图、低熔点区域大小进行了计算分析，并以阀门弹簧钢60Si2CrA为例，对CaO-Al2O3-SiO2-MgO系低熔点夹杂物的生成条件进行了探讨。结果表明：随MgO、Al2O3含量的增加，CaO-SiO2-Al2O3-MgO系夹杂低熔点区域都是先增大后减小，MgO和Al2O3含量分别为15%和20%时，夹杂物具有最大的低熔点区域。在1873K精炼温度下，若使60Si2CrA钢中的夹杂物成分分别落在CaO-SiO2-Al2O3-15%MgO系和CaO-SiO2-20%Al2O3-MgO系的低熔点区域，同时保证[O]尽可能低，则夹杂物成分应分别控制在CaO/SiO2=1，Al2O3=20%和CaO/SiO2=1，MgO=15%的周边区域，此时，前者和后者钢液中[O]和[Al]应分别控制在10～30ppm，10～45ppm和10～30ppm，15～40ppm。
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  45号钢中氧化夹杂物行为研究

  杨浩 唐 萍 文光华 胡道峰 张杰新

  钢铁. 2011, 46(1): 45-45.

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  南钢45#钢的主要问题是铸坯和轧材裂纹率高，轧材易在热墩或热墩后的机加工过程中出现不同程度的开裂。究其原因是由于钢中大量的氧化夹杂物使得其塑性、韧性及疲劳强度降低、加工性能变坏所致。因此，通过控制转炉终点碳含量和出钢过程温度以减少氧化夹杂物生成、增加软吹氩时间以促进夹杂物的上浮和去除、加强保护浇注以防止钢液二次氧化等措施，降低了45#钢钢中氧化夹杂物的数量，避免了加工开裂。
压力加工
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  无取向电工钢边部减薄控制技术研究

  李俊洪 李军 邓菡 邓澄 熊旭

  钢铁. 2011, 46(1): 49-49.

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  叠片系数是冷轧无取向电工钢的重要质量指标。为了提高叠片系数，必须保证无取向电工钢板形良好以及横向厚差小。针对攀钢冷轧厂四机架HC轧机轧制无取向电工钢的边部减薄问题，以无取向电工钢横向厚差最小作为目标函数，建立了一套针对无取向电工钢边部减薄控制的辊型曲线优化数学模型，开发了无取向电工钢专用辊型曲线，使无取向电工钢横向厚差从25微米降低到10微米以下，取得了良好的控制效果。
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  热带地下卷取机助卷辊主要参数的研究

  连家创

  钢铁. 2011, 46(1): 52-52.

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  助卷辊主要参数包括压紧力、送进力、辊缝值和分布位置的确定，对地下卷取机的设计和控制具有十分重要的意义。本文在上世纪六十年代我国自行设计制造三辊式地下卷取机的基础上，逐步建立了上述主要参数的计算模型，为热带地下卷取机的设计和控制提供了理论基础。
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  基于粒子群遗传优化的热轧带钢头尾宽度控制

  田野 高晓华

  钢铁. 2011, 46(1): 55-55.

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  为了提高热轧带钢粗轧阶段头尾宽度控制精度，通常采用头尾形状短行程控制（short stroke control，SSC）的方法。针对传统短行程控制模型在实际应用中头尾宽度控制精度低的现实情况，采用一种全新的群智能寻优方法——粒子群遗传优化（particle swarm genetic optimization，PSGO）算法，结合现场工艺和实测数据优化短行程控制模型参数。现场实际应用表明：采用PSGO算法优化后的热轧带钢头尾短行程控制模型，能够将带钢头尾与稳定段宽度超差控制在1.8mm之内，缩短了超差长度，将带钢头尾切损率减低到2%以下。
钢铁材料
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  超快冷方式下热轧双相钢的生产工艺

  蔡晓辉,刘旭辉,,刘振宇

  钢铁. 2011, 46(1): 57-60.

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  研究了超快冷方式下热轧双相钢的生产工艺，采用分段冷却方式，介绍了空冷温度、空冷保温时间、卷取温度、过钢速度等工艺参数的制定原则，结合相变理论，采用模拟计算方法，得到各个参数的参考值范围。该工艺应用于热轧现场获得良好性能的双相钢，其抗拉强度达到700MPa。
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  不同卷取温度低碳钢性能及硫化物析出的研究

  王岩 赵爱民 陈银莉 左碧强 薛俊平

  钢铁. 2011, 46(1): 60-60.

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  摘 要：运用拉伸、金相、析出物定量分析、SEM、TEM和EDS等测试方法，对不同卷取温度低碳钢组织性能及硫化物析出进行研究。结果表明：随着卷取温度的升高，钢的强度和晶粒度等级下降。MnS析出主要分两个阶段：第一阶段主要为奥氏体区MnS和Al2O3的复合析出，析出尺寸普遍介于1μm-5μm之间，形状为条片状；第二阶段为MnS在卷取过程中析出，尺寸普遍介于200nm-600nm之间，形状为近球形。卷取温度的变化对化合S含量以及MnS析出尺寸分布范围影响较小。
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  铌含量对17%Cr超纯铁素体不锈钢组织与高温强度的影响

  谷宇 孙铭山 范光伟

  钢铁. 2011, 46(1): 70-70.

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  随着汽车行业的发展，汽车排气系统热端用铁素体不锈钢的使用温度越来越高，高温性能成为限制其发展的关键性能。本文研究了Nb含量对17%Cr超纯铁素体不锈钢组织与高温强度的影响，结果表明Nb含量较低（0.2 wt.%）时，Nb没有明显的强化作用，950℃高温下晶粒迅速长大，高温强度迅速降低；Nb含量较高（0.4 wt.%）时，在950℃高温下时效，材料中析出弥散第二相粒子Fe2Nb，阻止晶粒长大，提高强度，防止高温引起的材料软化。材料的高温强度是由固溶Nb以及Nb析出物的共同作用引起的，当固溶Nb析出形成析出物时，固溶Nb含量减少引起的强度降低以及析出引起的强度升高的竞争导致了材料的强度变化。
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  碳含量对508-3钢组织和性能的影响

  金 明

  钢铁. 2011, 46(1): 75-75.

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  本文研究了碳含量对508-3钢大锻件组织与性能的影响。实验结果表明，在一定的热处理制度下，大锻件表面、1/4T、1/2T（T为最大截面处的厚度）处，碳含量为0.19% 时，回火后贝氏体铁素体板条较窄，析出的碳化物颗粒变细，分布均匀，强度、塑性均得到提高且有良好的低温韧性。
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  弹簧钢55SiCrA轴向疲劳行为的试验研究

  肖金福 刘雅政 孙小军 孙景宏 谢建新 周乐育

  钢铁. 2011, 46(1): 80-80.

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  随着对汽车轻量化和安全性要求的不断提高，改善疲劳性能成为弹簧钢研究与开发的一个重要主题。本文在Amsler HFP 5000高频疲劳试验机上研究了弹簧钢55SiCrA轴向拉-压加载的疲劳性能，测定了其条件疲劳极限及S-N曲线，利用扫描电镜(SEM)和E-DAX对疲劳断口及夹杂物进行观察，对断口进行了宏观和微观分析，研究了疲劳破坏的机理。试验结果表明：试验钢的条件疲劳极限为820MPa，σ-1p/σb=0.562（Nf=107）；疲劳裂纹源主要起源表面，较大的夹杂物（约20、30μm）也成为了疲劳裂纹源；疲劳裂纹稳定扩展区的疲劳条带宽度约为1.5~2.0μm。
环保与能源
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  烧结余热回收发电关键技术

  胡长庆

  钢铁. 2011, 46(1): 86-86.

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  烧结余热发电技术是钢铁工业提高能源利用效率，实现可持续发展的重要途径之一。本文针对烧结余热资源品质较低、波动大等特点，提出并分析了余热回收与烟气处理、热源参数预测、余热回收工艺与废气温度调节、余热回收与烧结矿冷却制度优化、余热锅炉与发电系统选型优化等关键技术，认为：烧结余热回收应以冷却机废气余热回收为主，并重点保证系统稳定运行、提高余热回收效率，其中，热源参数预测技术是基础，热风循环技术是有效手段，余热锅炉和发电系统热力参数优化、参数匹配和动态特性优化是核心。
技术交流
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  客运专线用100米钢轨矫直断裂原因分析

  任安超

  钢铁. 2011, 46(1): 92-92.

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  客运专线用100米60kg/m重轨在焊轨厂拼焊后，当四面矫直时发生断裂。采用光学显微镜及扫描电镜（TEM）等方法对钢轨矫直时断裂原因进行了分析和研究。结果表明：钢轨断裂是由于距钢轨端部约100mm轨底边缘处存在凸台缺陷，此凸台在钢轨拼焊后进行除瘤时除瘤刀将其铲平，致使钢轨产生冷裂纹，进而在矫直时断裂。通过控制万能精轧上下辊的辊径差以及调整轧制线高度等方面，使钢轨出轧机时尽量保持平直，避免上翘或扣头，从而消除凸台缺陷的产生。