2011年, 第46卷, 第12期　刊出日期：2011-12-15

  

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综合论述
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  中国高速铁路用钢轨的质量现状及分析

  张银花，周清跃，陈朝阳，刘丰收

  钢铁. 2011, 46(12): 1-9.

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  简要介绍中国高速铁路用钢轨标准的先进性和国内钢厂经过改造后的钢轨生产技术。结合近年来钢轨实物质量的抽检结果，采用数理统计的方法，对中国钢轨的质量现状进行分析研究，并与进口的高速铁路钢轨进行了对比。研究结果表明：中国高速铁路用钢轨标准各项指标与欧洲钢轨标准相当；国内4家钢厂经过技术改造之后，生产设备和工艺已处于世界先进水平；国产钢轨的内部和外观质量与进口高速铁路钢轨处于同一质量水平。针对钢轨生产中和使用初期反映出的问题，建议钢厂采取有效措施，减小化学成分范围和波动值；优化轧制和矫直工艺；涂刷防脱碳涂料，减小脱碳层深度；严格执行钢轨质量监督检验机制，进一步提高和稳定钢轨质量。
原料与炼铁
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  新型含硼季铵盐对焦炭热态性能的改善研究

  张泽志 ,,李龙，王留成，王福安

  钢铁. 2011, 46(12): 10-14.

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  以含硼季铵盐（N-甲基溴代十二烷基二乙醇胺硼酸酯）作为新型焦炭劣化抑制剂，考察其对焦炭的热态性能改善影响，并对焦炭结构和形貌进行表征，初步探讨了含硼季铵盐改善焦炭热态性能的机理。结果表明：喷洒含硼季铵盐溶液后焦炭热态性能指标得到明显改善，1.0%的含硼季铵盐能使焦炭反应性CRI降低8.69%，反应后强度CSR提高7.94%，焦炭表面积、气孔直径和深度显著减小，减弱了二氧化碳对焦炭的侵蚀劣化作用，这为改善焦炭性能指标开拓了新途径。
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  无钟炉顶溜槽内颗粒的三维运动

  滕召杰，程树森，杜鹏宇

  钢铁. 2011, 46(12): 15-19.

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  颗粒在高炉内的运动包括溜槽内运动及空区运动。炉料在空区的运动过程由溜槽末端的速度决定。因此，正确描述颗粒在溜槽内的运动对高炉精准布料十分重要。描述溜槽内颗粒运动的数学模型已有不少，但已有的数学模型是描述颗粒在溜槽内沿直线运动的一维模型。通过对实际高炉布料过程料流轨迹的监测发现，颗粒在溜槽内的运动并非一维运动，而是三维运动。笔者通过对颗粒在溜槽内的受力分析，建立颗粒运动的三维数学模型，准确计算炉料颗粒的落点，分析空区的料流宽度，分析溜槽长度，溜槽转速以及溜槽倾动距对颗粒三维运动的影响。计算结果与实测数据相吻合。
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  承钢2500m3高炉布袋除尘系统改进后的工作状态

  陈树军,，吕 庆，张淑会

  钢铁. 2011, 46(12): 20-23.

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  经过技术改进和生产实践，承钢各高炉煤气除尘系统完成了湿法向干法除尘的转变。其中2500m3高炉干法除尘系统取消了重力除尘器，采用单一布袋除尘器进行除尘工作，成功实现了炼铁技术的一次重大突破。研究表明，承钢高炉取消重力除尘器后，进入布袋除尘器煤气中大颗粒增多，使得布袋除尘效率提高；布袋进出口压差减小，煤气通过布袋除尘器的压力损失降低；布袋煤气入口温度提高。
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  适合磁铁矿球团的新型粘结剂研究

  贾彦忠，李仕超，梁德兰，胡长松，张丽肖，王祥臻

  钢铁. 2011, 46(12): 24-28.

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  目前球团粘结剂主要成分是膨润土，但膨润土的使用会降低球团品位，为此，人们一直致力于寻求优质膨润土或开发新型的粘结剂。通过分析新型球团粘结剂A的基本物化性质、小饼试样的工艺性能得到预热与焙烧的最佳条件，在最佳条件下进行焙烧验证试验。试验使用优质钠基膨润土做基准试验，与新型粘结剂A比较。结果表明：在相同条件下，配加1%的新型粘结剂A的球团矿连晶更好，强度更高，可以完全替代膨润土。且配加新型粘结剂A的球团矿在较低温度下预热和焙烧就能达到工艺生产要求，有助于节能。使用新型球团粘结剂A代替膨润土应用于球团生产，具有一定应用前景。
炼钢
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  微合金钢红送裂纹形成的试验研究

  夏文勇,，朱正海，干勇

  钢铁. 2011, 46(12): 29-32.

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  在对析出相行为进行试验研究的基础上，结合铸坯热应力变化与组织演变分析讨论了微合金钢红送裂纹的形成机制。结果表明：铸坯输送方式的不同以及装炉温度的变化对装炉时铸坯中析出相的行为具有显著影响，但不同输送方式以及不同装炉温度条件下再加热结束后的铸坯中析出相的存在状态较为相似；微合金钢红送裂纹是在析出相行为、组织演变和热应力变化三者的共同作用下形成的，其中起主导作用的是铸坯组织的演变，即两相区中奥氏体晶界先共析铁素体网膜的生成。
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  400mm特厚板坯表面横裂纹控制技术

  朱志远，甄新刚，蒋海涛，李景光，王玉龙，白占禄

  钢铁. 2011, 46(12): 33-36.

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  研究了钢水成分、结晶器保护渣、结晶器振动、浸入式水口、二次冷却制度等连铸工艺技术对400mm特厚板坯表面横裂纹的影响。试验结果表明，对于400mm特厚板坯，钢的化学成分及第Ⅲ脆性区的高温延塑性，是形成表面横裂纹的内因；二冷区强冷及矫直力是形成表面横裂纹的外因。在此基础上，提出了改善400mm特厚板坯表面横裂纹的有效措施：浸入式水口采用凹底结构、液渣层厚度控制在8～13mm、二次冷却制度采用弱冷方式、垂直段板坯表面温度控制在1100℃以上、矫直段表面温度控制在940℃以上。研究结果经实际应用后，特厚板坯表面横裂纹的发生率降低到4.88%，铸坯表面质量得到很好的改善。
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  宽度变化对板坯连铸结晶器流场影响的数值模拟

  唐德池，冯捷，李永林，朱立新

  钢铁. 2011, 46(12): 37-39.

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  运用fluent 6.3对板坯连铸结晶器进行数值计算，研究结晶器宽度对流场的影响。结果表明：对于230mm厚结晶器，随结晶器宽度增加，其液面的最大水平流速减小，但减小的幅度趋缓，液面最大垂直速度和冲击点处速度逐渐减小；宽度分别为1400、1600和2150mm时，液面水平流速达到最大时分别为距离窄边460、540和750m处，冲击点位置分别距离液面0.37、0.40和0.46m，冲击点的速度分别为5.2、4.4和2.5cm/s。
压力加工
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  基于案例推理的层流冷却自学习方法研究

  彭良贵,刘恩洋,张殿华，杨贵玲，郭宏伟，王丰祥

  钢铁. 2011, 46(12): 40-43.

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  采用案例推理技术研究了热轧带钢层流冷却数学模型中的长期自学习系数的确定方法。基于现场大量生产数据，从如何有效利用经验知识入手，对层流冷却工况和所采用的自学习系数进行案例构造，采用绝对过滤和相对过滤方法进行案例检索，根据当前工况和历史案例工况的相似度决定是否进行自学习系数的重用或修正。现场实际应用表明：对已轧过的钢种规格带钢，该方法能有效地避免再次轧制时带钢头部过冷现象，能显著提高带钢头部卷取温度的设定精度，能有效地提高换规格轧制时带钢头部卷取温度的控制精度。
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  CSP流程生产经济型热轧双相钢的工艺与组织性能

  韩斌，谭文，汪水泽，张超，蔡晓辉

  钢铁. 2011, 46(12): 44-48.

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  为了在CSP产线上开发新一代经济型热轧双相钢，并确定生产的最佳成分和工艺，介绍了在武钢CSP生产线进行580MPa级热轧双相钢的工业化生产试制情况。分别采用C-Mn-Si系和C-Mn-Si-Cr系钢为原料，通过控制轧制和基于超强冷却设备的控制冷却工艺，成功开发出抗拉强度580MPa级热轧双相钢。通过比较分析2种成分钢的力学性能和微观组织，结果表明：经济型的C-Mn-Si系钢相对于C-Mn-Si-Cr系钢具有屈服强度低、屈强比小、伸长率大的特点，虽然马氏体量相对较少，但具有马氏体呈岛状更加均匀分布在铁素体晶界上等典型双相钢的特征，同时提出了生产过程中控制铁素体析出量和促进马氏体形成的具体措施。
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  唐钢FTSC工艺生产SS400热板卷的轧制孔洞缺陷控制

  付建军，郝占全，杨晓江，杨杰，刘太新，董福胜

  钢铁. 2011, 46(12): 49-52.

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  针对唐钢FTSC薄板坯连铸连轧线生产SS400热板卷的轧制孔洞缺陷，对连铸坯的低倍组织、铸坯温度分布和动态软压下工艺进行了研究。结果表明：铸坯存在内部横裂纹和疏松缺陷，内部裂纹产生在0扇形段，裂纹处硫元素呈正偏析；铸坯内部裂纹和疏松缺陷在后续轧制中不能够焊合，是导致轧制孔洞缺陷的直接原因。通过优化动态软压下参数，将压下终点向前提和减小0扇形段的压下量；增加二次冷却强度，提高冷却均匀性；提高钢水质量、加强设备精度管理和推进恒拉速操作，可以完全避免中碳钢SS400热轧板卷轧制孔洞缺陷的产生。
钢铁材料
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  SWRH82B高碳热轧盘条性能时效规律与原因分析

  赵捷,,朱树行,王志奇,,阎振,宁保群,包俊成

  钢铁. 2011, 46(12): 53-58.

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  对大规格SWRH82B高碳钢盘条自然时效后的力学性能变化规律进行了较为系统的研究；借助OM、SEM、EDS和XRD等对其显微组织、夹杂物成分与分布、宏观与微观断口形貌、物相结构和残余应力等进行测试与分析。结果表明，82B盘条的断面收缩率随时效时间延长明显升高。满足盘条力学性能所需的时效时间与初始性能和环境温度有关；盘条中的夹杂物分布不均，且存在尺寸较大的复合脆性夹杂物，导致出现“黑心+白点”特征的断口形貌；时效后残余应力的释放和晶格畸变的减小是引起盘条断面收缩率提高的主要原因。
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  410S不锈钢焊管弯裂原因分析

  张正法

  钢铁. 2011, 46(12): 59-61.

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  用作摩托车排气管的410S铁素体不锈钢焊管在弯曲成形时从焊接接头开裂，针对焊管弯裂的成因进行了试验分析，找出了弯裂原因为粗大的铁素体晶粒、马氏体及高温脆化引起的焊接接头塑、韧性降低，并提出了改善或避免该缺陷的措施，即适当加快焊接速度以减小焊接热输入量，使焊缝及热影响区变窄并降低铁素体晶粒的粗化倾向。
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  工程机械用钢Q800D/E直接淬火工艺研究及应用

  余伟，刘丽华，武会宾，霍松波，洪光涛

  钢铁. 2011, 46(12): 62-66.

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  采用低碳Mn-Mo-Nb-Cr-Ni系的成分设计，并通过炉卷轧机高密层流冷却装置直接淬火工艺，配以合适的回火制度，生产了屈服强度高于800MPa，-40℃冲击功达到100J以上的高强工程机械用Q800D/E钢板。回火温度升高过程中，Q800D/E钢板中的析出物呈现先长大而后重新形核析出随后再粗化的过程，是其强度随回火温度升高呈现先下降后上升而后再下降的原因所在。
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  Crofer22 APU铁素体不锈钢的氧化行为研究

  肖旭,,陈雯,王立民,杨钢,刘正东

  钢铁. 2011, 46(12): 67-70.

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  Crofer22 APU铁素体不锈钢是固体燃料电池连接体的备选材料之一。通过增重法研究了Crofer22 APU铁素体不锈钢在800℃空气中的抗高温氧化动力学，并结合X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）等手段，对氧化膜的形貌和组成进行了分析。结果发现，Crofer22 APU 铁素体不锈钢在800℃下 0~100h 的平均氧化速率为0.032g/（m2·h）；100~450h的平均氧化速率为0.0091g/（m2·h）；450~550h的平均氧化速率为50×10-4g/（m2·h）。氧化膜分为内外两层，内层主要是含SiO2的氧化物，外层主要是含Cr2O3的氧化物。
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  固溶处理对00Cr27Ni7Mo5N不锈钢的组织及力学性能的影响

  黄盛,,宋志刚,郑文杰,尹建成

  钢铁. 2011, 46(12): 71-75.

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  研究了不同固溶处理温度对特超级双相不锈钢00Cr27Ni7Mo5N组织及力学性能的影响。采用光镜、扫描电镜、能谱仪、显微硬度、冲击和拉伸测试等手段研究σ相的析出规律及其对力学性能的影响。运用Thermo-Calc热力学软件计算00Cr27Ni7Mo5N相含量随温度的变化，并与测试结果进行对比分析。研究结果表明,当固溶温度在800～1050℃之间，00Cr27Ni7Mo5N有大量金属间化合物σ相析出，导致钢的强度和硬度增加，塑韧性显著下降。当固溶温度在1070～1200℃时，钢中σ相溶解，钢的塑韧性提高，硬度下降。1100℃固溶处理时，00Cr27Ni7Mo5N具有最佳的综合力学性能。
环保与能源
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  转炉钢渣的物理化学和矿物特性分析

  张朝晖，焦志远，巨建涛，鲁慧慧

  钢铁. 2011, 46(12): 76-80.

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  为了合理回收转炉钢渣中的铁，以临钢钢渣为原料，采用光谱半定量全分析、X衍射、扫描电镜、和电子探针等方法分析试样的物理化学和矿物特性，并对原渣的粒度和金属分布进行测定。结果表明：转炉钢渣中主要物相是硅酸二钙、硅酸三钙和熟石灰，含铁物相主要有金属态（Fe）、简单化合态（Fe2O3、Fe3O4、Fe2O3·nH2O和FeCO3等）、铁酸盐（2CaO·Fe2O3等）和固溶体（MgO·2FeO），全铁品位高达23.39%，分布比较分散；钢渣比较难磨且具有选择性破碎特性。研究结果为后续钢渣加工和综合利用提供了依据。
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  热风炉组热工过程模拟研究

  刘怡，郑忠，陈开，陈映明

  钢铁. 2011, 46(12): 81-85.

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  为实现热风炉组高效地向高炉提供所需风温和风量，通过分析热风炉组燃烧期和送风期的操作制度与规则，并利用二维非稳态传热原理建立反映热风炉组热工过程的仿真模型；以单一热风炉模型为基础，研究在不同操作制度下热风炉组燃烧期、送风期计算方法，以及热风炉组单炉送风时的混风计算，使热风炉在燃烧过程处于最佳燃烧状态和送风过程提供稳定高风温。建立热风炉组热工计算系统，并以某钢厂热风炉为对象进行仿真试验，结果表明该模型运行符合热风炉实际工作情况，?僮魅嗽倍匀确缏泻侠碛行У目刂铺峁┲傅肌? 关键词： 仿真模拟； 操作制度； 传热
装备技术
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  整辊镶块智能型冷轧带钢板形仪的研制与工业应用

  刘宏民,，于丙强,，杨利坡,，彭艳,

  钢铁. 2011, 46(12): 86-89.

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  为提高冷轧带钢板形检测精度，研制出一种新型的冷轧带钢板形仪——整辊镶块智能型板形仪。该板形仪提出与国际上流行的分段式检测辊不同的结构形式，研制了整辊镶块式检测辊，以避免传统检测辊辊片之间由于热膨胀不同对带钢表面造成的划伤；提出与国际上流行的干式集流环不同的信号集流传输方式，研制了喷淋湿式集流环，以提高检测精度和使用寿命；提出与国际上流行的采集卡形式不同的信号处理方式，研制了嵌入式DSP板形信号处理硬件系统，以提高检测精度和抗干扰能力；研发了具有误差补偿、模式识别、目标板形制定和闭环控制计算功能的板形信号处理软件系统，以实现板形仪的智能化。该板形仪经在鞍钢1250mm冷轧机上实际工业考验证明，测量信号稳定可靠，而且实现了板形闭环控制。
技术交流
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  高建筑用Q345GJC-Z35特厚钢板的研制

  朱书成，于飒，高照海，李忠波，袁永旗

  钢铁. 2011, 46(12): 90-93.

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  利用250mm连铸坯料，在3800mm宽厚板轧机上针对Q345GJC-Z35钢种进行了厚50～80mm钢板的TMCP工艺试验，确定了相应的热轧及控冷工艺条件。结果表明：采用碳的质量分数低于0.11%添加微量复合铌、钒、钛元素，按照2阶段控制，当轧到成品钢板厚度的2～3倍时开始待温，精轧开轧温度小于860℃，终轧温度为820～860℃，生产的Q345GJC-Z35高强度厚板的性能完全超出国家标准GB19879—2005要求，而且其钢板的平均断面收缩率都大于50%，远高于Z35钢板的技术要求。实现了钢板很好的强韧性匹配，工艺上不用后续热处理，减少了工艺流程，节约了成本。
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  残余奥氏体对贝氏体钢轨性能的影响

  陈昕，，金纪勇，杨玉，刘宏，刘春明

  钢铁. 2011, 46(12): 94-97.

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  无碳化物贝氏体组织中的残余奥氏体对提高贝氏体钢轨的韧塑性作出了突出贡献，为了在铁路运营时使钢轨仍保持较高的韧塑性，需要控制好贝氏体钢轨残余奥氏体的稳定性。通过对热轧空冷、热轧空冷+低温回火贝氏体钢轨在不同环境温度下残余奥氏体稳定性的分析，回火贝氏体钢轨在不同试验温度（包括低温）条件下拉伸性能的分析，在模拟钢轨运营的试验条件下疲劳性能的分析及相应条件下残余奥氏体含量的测定，说明低温回火处理提高了贝氏体钢轨中残余奥氏体的稳定性，模拟钢轨运营的试验条件下，贝氏体钢轨中的残余奥氏体基本是稳定的。