2011年, 第46卷, 第10期　刊出日期：2011-10-15

  

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综合论述
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  大型高炉热风炉技术的比较分析

  钱世崇,张福明,李欣,银光宇,毛庆武

  钢铁. 2011, 46(10): 1-6.

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  主要针对5000m3级别大型高炉的高风温热风炉技术进行技术比较分析，选择5000m3级别大型高炉的设计实例，在风温、风量、燃烧介质等热风炉设计参数相同的同口径条件下，对Didier外然式热风炉和顶燃式热风炉进行本体表面积和表面散热比较，同时通过数值模拟分析，比较这2种热风炉的高温烟气速度分布、高温烟气流场分布、格子砖顶面温度分布，为大型高炉热风炉形式的合理选择提供建设性建议。通过比较分析，顶燃式热风炉的本体结构技术、流场热传输技术较其他形式热风炉具有明显优点，顶燃式热风炉技术是目前高风温热风炉技术发展的趋势，对于大型高炉采用顶燃式热风炉技术可以取得可观经济效益。
原料与炼铁
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  碱度对司家营铁矿粉烧结矿矿相结构的影响

  刘丽娜，韩秀丽,，李昌存,，李杰

  钢铁. 2011, 46(10): 7-10.

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  通过偏光显微镜对不同碱度司家营铁矿粉烧结矿矿相结构及冶金性能进行了系统研究。结果表明：随着碱度的提高，铁酸钙含量明显增加，磁铁矿、赤铁矿和玻璃质含量逐渐降低；矿相结构由斑状—粒状、骸晶结构过渡到交织熔蚀结构；磁铁矿由自形、半自形晶过渡到他形晶；赤铁矿由菱形定向排列过渡到他形晶；铁酸钙主要由他形晶、板柱状过渡到针状；转鼓强度有明显增加，低温还原粉化性能和还原性都得到明显的改善。
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  高炉铜冷却壁合理操作建议

  吴桐，程树森

  钢铁. 2011, 46(10): 11-15.

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  从铜冷却壁引进到目前的短短十几年间，中国大于1000m3的高炉，在炉腰炉腹和炉身下部已普遍使用铜冷却壁。由于使用时间短，铜冷却壁热面裸露和结瘤频繁，严重影响生产。企业迫切需要知道何种操作因素控制铜冷却壁的渣皮脱落。目前，一些钢厂通过调整冷却水量和冷却水温度来实现挂渣稳定性和挂渣厚度控制，但往往收效甚微,为此建立了炉墙传热数学模型。研究结果表明：在适当范围内，调节水温或水速对挂渣厚度影响甚微;影响挂渣厚度最主要的因素是边缘煤气温度和冷却壁热负荷;根据铜冷却壁边缘煤气流对挂渣厚度的影响，将其分成剧变区、渐变区、缓变区和微变区。鞍钢，唐钢，武钢等钢厂高炉生产实践证实了上述结果的正确性。研究结果澄清了影响铜冷却壁挂渣厚度的一些模糊认识，对铜冷却壁高炉生产有重要的指导意义。以炉墙传热模型为基础开发的挂渣厚度在线监测系统已成功应用于国内某钢厂高炉，并经过实测检验，为铜冷却壁操作提出了35～58kW/m2的热负荷控制标准。
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  含碳球团生产珠铁的试验研究

  丁银贵，王静松，马赛，王广，薛庆国

  钢铁. 2011, 46(10): 16-20.

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  采用以铁精粉、煤粉和石灰石为主要原料制成含碳球团，在1573、1623、1673K下进行了不同加热时间的还原试验研究，并分析计算了炉料带入硫的去向。试验结果表明：在温度为1673K、12min时，渣铁已经能够很好的分离。所得珠铁中碳、硫的质量分数分别为3.53%和0.17%，珠铁的内部组织结构主要由珠光体和渗碳体组成。渣中以硅酸钙(CaSiO3)和硅酸二钙(Ca2SiO4)为主，含有少量的钙镁橄榄石(CaMgSiO4)和玻璃体。计算得知：炉料带入的硫中24.61%进入渣、61.91%进入铁、13.48%进入空气。
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  高炉喷吹混煤时碳与二氧化碳反应的探索

  张华

  钢铁. 2011, 46(10): 21-26.

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  通过采用热重及反应物岩相观察，研究不同煤种在不同配比下混煤残碳与CO2反应行为，由热重曲线可知：2种煤混合时，在900~1100℃，混煤实际与加权失重率相差不大，甚至实际失重率小于加权失重率；在1100~1200℃，混煤的实际失重率大于加权失重率，最大时相差10%。3种煤混合时，煤粉的实际失重率既与温度也与挥发分有关。得出结论：在1100~1200℃时，高炉喷吹混煤反应性更强，焦炭的保护作用更为突出，高炉内煤粉利用率更高。从煤粉碳素熔损反应后形态来看，高煤质煤粉残碳先于低煤质煤粉残碳反应完全。煤粉的挥发分含量不同时，其反应形态也不同：低挥发分的混煤中，烟煤的内孔反应和气泡产生不剧烈；而在高挥发分的混煤中，烟煤残碳反应现象较为剧烈。
炼钢
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  超低碳钢的转炉终点控制

  李朋欢，包燕平，岳峰，黄杰

  钢铁. 2011, 46(10): 27-31.

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  通过对国内某厂300t转炉终点相关数据的理论分析，发现影响转炉终点水平的有：转炉炉龄、转炉终点温度以及吹氧量等。转炉吹炼过程中存在一个临界碳含量。当转炉终点碳含量低于临界碳含量时，脱碳变得困难，钢水过氧化严重。采用规则溶液模型计算转炉渣中FeO的活度，据此计算的临界碳含量（质量分数）为0.02%~0.03%。根据理论分析和实际统计结果，300t转炉理想的终点碳质量分数为0.03%~0.05%。
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  LF精炼过程中钢液氢含量的变化

  巨建涛，张敏娟，鲁慧慧，张朝晖

  钢铁. 2011, 46(10): 32-35.

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  为了研究LF精炼过程氢含量的变化规律，利用贺利氏定氢仪对LF精炼过程钢液氢含量进行测定。结果表明：LF升温阶段和钙处理及软吹氩阶段是LF精炼增氢的主要环节，增氢量(质量分数)分别为0.64×10-6和046×10-6，占LF精炼过程总增氢量的83.33%。 LF升温阶段增氢是由精炼渣和埋弧渣水分所致，LF钙处理及软吹氩阶段增氢是由于喂硅钙线速度过快导致钢液裸露。LF脱硫及合金化阶段是增氢的另一个重要环节，增氢量占LF精炼过程的16.67%，平均增氢量0.22×10-6，是大吹氩时间过长所致.同时研究表明，LF精炼结束随着钢水中氢含量的增大，钢板探伤合格率逐渐降低，其氢质量分数小于(3~4)×10-6时探伤合格率为100%。
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  关于KR脱硫工艺脱氧理论问题的研究

  李宁，郭汉杰，宁安刚

  钢铁. 2011, 46(10): 36-41.

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  利用脱氧平衡最低值理论公式，计算了1573K下铁水中基于［Al］-［O］平衡和［C］-［O］平衡的氧含量。计算得出［C］-［O］平衡和［Al］-［O］平衡的最低氧质量分数分别为34×10-6和0.015×10-6，但是计算的［C］-［O］平衡控制的最低氧含量相当于由［C］-［O］平衡决定的氧含量的近4倍。因此，在KR铁水脱硫过程中，铝脱氧控制铁水中的氧势。另外，计算结果表明，在铁水预处理过程中，硅的脱氧能力远不及碳和铝，且脱氧平衡最低值理论公式对铁水预处理也具有适用性。铝脱氧结果表明，每吨铁水中加入0.44kg的铝，可使铁水温度升高20℃左右，在一定程度上可弥补KR铁水脱硫过程中因搅拌、脱硫剂的加入所造成的温降。
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  帘线钢中酸溶铝含量的变化及其对夹杂物的影响

  陈书浩,王新华,何肖飞,姜敏,黄福祥

  钢铁. 2011, 46(10): 42-47.

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  研究了采用LD－RH－LF－CC工艺流程生产帘线钢时，钢中酸溶铝含量的变化情况。研究发现，精炼过程中酸溶铝含量略有下降，但连铸过程中酸溶铝含量急剧下降。夹杂物中Al2O3含量随着酸溶铝含量的上升而逐渐增大。SiO2含量降低时夹杂物熔点提高。采用低碱度、低Al2O3含量的顶渣精炼工艺，严格控制钢中w(［Als］)在0.0005%～0.001%范围内，促进夹杂物上浮，有利于钢中氧化物夹杂的数量减少、尺寸细小和塑性化。
压力加工
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  单锥度辊冷连轧机的板形调控特性

  杨光辉，曹建国，张杰，贾生晖，曾伟

  钢铁. 2011, 46(10): 48-51.

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  为了拓展宽幅硅钢等对边降有特殊要求的高端产品的规格，提升某1700mm冷连轧机组的带钢边降控制功能，克服生产中存在的单锥度辊窜辊行程小、窜辊功能使用不充分、边降波动明显等问题，对单锥度工作辊辊形及边降控制窜辊策略进行了研究，提出了单锥度辊边降控制段的设计方法。运用ANASYS 9.0建立了单锥度辊轧机三维有限元仿真模型，分析了轧机的板形控制特性。采用影响系数法，建立了冷连轧静态综合分析数学模型，研究了来料厚度波动和来料硬度波动对冷连轧机生产产生的影响。通过分析可以看出：单锥度辊轧机通过工作辊窜辊可增强其辊缝横向刚度，提高了轧机克服来料波动能力和轧制的稳定性。现场轧制试验表明：采用该单锥度辊及窜辊策略，带钢边降由14.9μm下降至7.5μm，边降波动被控制在±5μm范围内，边降波动得到了一定的抑制。
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  冷轧机附加倾斜后双侧非对称轧制力的计算

  刘宝权,，张鸿，王自东，王军生，张岩

  钢铁. 2011, 46(10): 52-56.

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  对冷轧带钢轧制过程中因辊缝倾斜调整过量所导致的单边浪缺陷和断带进行了分析，应用影响函数法计算辊系变形，通过迭代计算出附加倾斜后的传动侧轧制力、操作侧轧制力、辊间压力分布、单位宽度轧制力分布、出口厚度横向分布、出口横向张应力分布。理论计算和实际测量结果表明，冷轧机双侧轧制力差值与倾斜调整量呈近似线性增长的规律。根据轧制力差值与倾斜量之间的比例关系，用实测轧制力差值对倾斜值进行动态限幅，可有效避免冷轧过程中断带事故的发生。
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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(10): 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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  基于CSP工艺Fe-3%Si钢热轧过程中的再结晶行为

  李伟，金自力，计云萍

  钢铁. 2011, 46(10): 61-65.

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  以CSP工艺生产的Fe-3%Si钢为研究对象，采用Gleeble-1500D热模拟试验机研究了Fe-3%Si钢在不同条件下热变形时的再结晶行为以及晶粒尺寸的变化，分析了变形工艺参数对再结晶行为以及晶粒尺寸的影响。结果表明：单道次压缩中，应力-应变曲线出现多峰现象，动态再结晶临界应变量仅为0.066。双道次压缩中，每个道次内都发生了间断动态再结晶；静态再结晶分数随着变形温度和道次间隔时间的增加而逐渐增大。
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  冷却工艺对Si-Mn系热轧双相钢组织和性能的影响

  董毅，韩斌，时晓光，徐鑫，刘仁东

  钢铁. 2011, 46(10): 66-69.

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  通过热轧试验研究了3种冷却工艺对传统成分Si-Mn系热轧双相钢组织及性能的影响。试验结果表明：在3种冷却工艺条件下，试验钢的最终组织为铁素体和马氏体双相组织。当终轧后采用空冷+超快冷的冷却工艺时，钢板的屈强比最低，伸长率和n值最大，晶粒尺寸较大，但强度相对最小；当终轧后采用层流冷却+空冷+超快冷的冷却工艺时，钢板的晶粒尺寸最小，强度最大；而终轧后直接采用连续的层流冷却工艺时，得到的钢板性能介于两者之间，但冷却工艺相对简单。
钢铁材料
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  首钢SWRH82B线材异常组织成因分析

  孔祥涛，陈兆阳，周德，程四华，王丽萍，李三凯

  钢铁. 2011, 46(10): 70-74.

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  首钢第一线材厂在生产SWRH82B线材过程中，盘条检测芯部出现异常组织现象：珠光体与残余奥氏体共存、索氏体与网状铁素体共存、索氏体与马氏体共存。通过对生产数据跟踪和扫描电镜观测发现，在冶炼、连铸过程中不稳定操作，铸坯中溶质元素碳、锰和铬元素偏析，钢液铬合金元素熔解不均匀，碳、锰和铬综合作用明显提高奥氏体的稳定性，大大推迟了奥氏体向珠光体的转变时间，在A1～Acm温度之间时间相对较长，形成残余奥氏体组织和珠光体、索氏体共存的局面；钢中溶质元素富集造成吐丝温度与相变之前冷速过快，形成片层间距不同的屈氏体和马氏体快冷低温组织。
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  16Cr14Co12Mo5耐热耐蚀轴承钢强韧化机制的研究

  王康,，杨卯生，樊刚，俞峰，鲍俭,，闫文凯,

  钢铁. 2011, 46(10): 75-79.

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  对16Cr14Co12Mo5耐热耐蚀轴承钢在1050℃高温淬火后，在490～540℃两次回火后的组织性能以及强韧化机制进行研究。结果表明：随着回火温度的升高，抗拉强度Rm逐渐增加，最大时超过了1900MPa，屈服强度Rp0.2在500℃回火后达到1400MPa，随后逐渐减小；断面收缩率和伸长率略有减小，而硬度略有增长。材料强韧化主要源于高位错板条马氏体以及其中残余奥氏体薄膜和沉淀析出的碳化物和金属间化合物。采取适宜淬回火工艺制度所导致弥散析出的碳化物和金属间化合物是试样的强度和韧性达到最佳配合的关键。
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  钼、铬对低碳铌钛微合金钢连续冷却转变行为的影响

  李冰，郑磊，崔天成，章传国

  钢铁. 2011, 46(10): 80-83.

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  为研究合金元素钼、铬对低碳铌钛微合金钢连续冷却转变行为的影响，采用Gleeble-3800热模拟试验机和热膨胀试验方法，测定了钼、铬含量不同的3种低碳铌钛成分微合金钢在不同冷却速度下的相变点，采用光学显微镜及扫描电子显微镜观察了其转变产物的微观组织，同时结合维氏硬度测试，绘制了动态CCT曲线。结果表明，钼和铬均降低奥氏体向针状铁素体转变的相变温度，并且在冷速大于1℃/s时，钼比铬的作用效果更加明显。钼、铬均能抑制先共析铁素体和珠光体的转变，扩大针状铁素体形成冷速范围，并能够显著细化组织。
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  时效温度对贝氏体型冷作强化非调质钢力学性能的影响

  杨金峰,,惠卫军,,于同仁,孙维,龙晋明

  钢铁. 2011, 46(10): 84-87.

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  研究了时效温度对一种低碳Mn-B-Ti系贝氏体型冷作强化非调质钢力学性能的影响。结果表明：试验料的强度随时效温度的升高先是增加，并在250℃时存在一个峰值，随后强度又随时效温度的升高而降低，当温度升高到400℃以上时强度明显降低；试验料的塑性和屈强比则随时效温度的升高逐渐增加，其中后者增加的幅度更显著。与未充氢试样相比，试验料拉拔并充氢后的延迟断裂性能显著降低。随着时效温度的升高，充氢试样中的氢含量降低，缺口抗拉强度RBN和延迟断裂强度比R缓慢增加，当时效温度大于200℃时，RBN和R则明显增加。因此，在满足保载永久伸长变形量及强度和塑性要求的前提下，应选择合适的时效温度，以保证材料的延迟断裂性能。
环保与能源
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  钢铁企业余热资源高效利用

  丁毅,,史德明

  钢铁. 2011, 46(10): 88-93.

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  钢铁工业是能耗大户，采取措施充分提高企业的余热资源的回收利用效率具有重要的意义。研究了钢铁企业余热资源分布及回收利用方式，结合马钢在烧结余热回收、转炉汽化蒸汽发电等方面的实践经验，分析提出了钢铁企业发挥能源转换功能、高效利用余热资源技术的前期研究结果及推广前景。
技术交流
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  HSLA Q345D中厚板韧脆转变温度测定与分析

  薛宪营，刘奉家，秦军，赵虎

  钢铁. 2011, 46(10): 94-98.

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  研究了Q345D低合金高强度中厚板冲击功、侧膨胀率和断面纤维率与温度之间的关系，并利用Boltzmann函数拟合法对不同厚度Q345D中厚板的韧脆转变温度进行了界定。结果表明：拟合所得到的韧脆转变温度各不相同，而且厚规格试样的韧脆转变温度低于薄规格试样的韧脆转变温度。经过优化Q345D连铸坯的连铸和控轧工艺，使Q345D低温韧性有了大幅度提高。
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  流程产能和作业率的影响因素

  于港，田乃媛，徐安军，贺东风

  钢铁. 2011, 46(10): 99-104.

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  炼钢-连铸区段是钢铁生产流程中的重要区段，此区段产能和工序作业率的核算一直是人们关心的问题。基于甘特图组合产能核算法，研究了产品大纲、拉速和公称容量对炼钢-连铸区段产能和作业率的影响规律。研究表明，拉速是影响流程产能和作业率的关键因素，公称容量的选择必须与拉速相协调，产品大纲对流程产能和作业率影响不大。针对不同的拉速水平，找出对应的公称容量和合理的产能规模。