2011年, 第46卷, 第3期　刊出日期：2011-03-15

  

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综合论述
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  中国电站用钢技术现状和未来发展

  刘正东 程世长 唐广波 包汉生 杨钢 干勇

  钢铁. 2011, 46(3): 1-5.

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  超超临界火电机组和百万千瓦核电机组建设是我国优化电源结构和实现国家节能减排战略目标的最重要措施。钢铁材料技术是保证超超临界火电机组和百万千瓦核电机组建设顺利进行的最重要基础之一。本文介绍了迄今我国在超超临界火电机组和百万千瓦核电机组用钢方面的研发进展和取得的成就，并与国外同类技术的研发水平进行了对比。同时，本文也分析和讨论了我国超超临界火电机组和百万千瓦核电机组用钢技术的未来发展问题。
原料与炼铁
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  氧气高炉工业化试验研究

  高建军

  钢铁. 2011, 46(3): 6-8.

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  在8m3氧气高炉上进行了工业化试验，试验氧气高炉炉缸和炉身各设一排风口，炉缸风口喷吹氧气和煤粉，炉身风口喷吹预热的焦炉煤气。试验结果表明：氧气高炉可以实现全氧大喷煤炼铁生产，吨铁喷煤量可以达到450kg，生产效率大幅度提高；炉身喷吹180Nm3/tFe预热焦炉煤气以后，吨铁焦比降低90kg，煤比降低50kg，生产效率提高约20%；氧气高炉进行大规模工业化生产，如果炉顶煤气循环利用，有望大幅度降低燃料消耗，节省成本。
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  承钢钒钛磁铁矿烧结配矿正交优化研究

  孙艳芹

  钢铁. 2011, 46(3): 9-12.

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  承钢烧结生产目前主要以钒钛磁铁精矿为含铁物料，但其成品烧结矿强度低、低温还原粉化严重。针对这一问题，本文研究了承钢烧结原料烧结性能、烧结过程、烧结矿性能的研究。得出海砂配比为0%，黑山钒粉配比为14%，普通精粉配比为20%，钢渣配比为1%时为最优配矿。为承钢提高烧结矿质量提供理论依据。
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  高炉炉缸炭砖环裂机制初探

  潘宏伟

  钢铁. 2011, 46(3): 13-17.

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  本文对炉缸炭砖环裂的机理进行探讨。热力学计算表明，高炉炉缸仅存在纯的碱金属蒸气，不存在碱金属的氧化物和碳酸盐，并且碱金属蒸气压很低，不是对炉缸炭砖进行侵蚀的直接原因，而当前大多文献认为环裂是碱蒸气侵蚀的结果。炭砖传热性能较差时内部热应力较大，诱发炭砖产生微裂纹，纯的碱金属蒸气通过炭砖的微裂纹，不断向炭砖低温区进行流动和扩散，微裂纹是环裂产生的诱因。在炉缸的高压环境下，钾蒸气于处在800~900℃温度区间内的微裂纹里液化，并在微裂纹里逐渐富集形成纯的液态碱金属，液态碱金属与炭砖的硅铝质灰分反应，造成灰分体积膨胀30%-50%，加剧炭砖微裂纹扩展，形成裂纹，为碱蒸气流动和扩散提供更有利条件，是环裂产生的必要条件。计算表明，只有碱蒸气富集液化后才能与一氧化碳共同作用，在裂纹里形成活性炭沉积，活性炭在形成石墨过程中体积膨胀，这种反应持续不断地进行，对炭砖裂纹进行持续地膨胀挤压，炭砖裂纹不断扩展，最终割裂炭砖形成环裂。提高炭砖传热效果和阻止炉缸CO窜气是避免炭砖产生环裂的根本措施。
炼钢
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  高速重轨钢的脱氧与夹杂物控制

  齐江华

  钢铁. 2011, 46(3): 18-21.

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  以U75V高速重轨为例，对冶炼过程的全氧含量和夹杂物的形貌、尺寸及成分进行了系统分析，对重轨钢精炼过程的脱氧与夹杂物控制进行了探讨。结果表明，炉渣碱度高有利于Si的脱氧， LF精炼后可将钢中全氧含量降至15ppm以下，但高碱度会导致钢中脆性夹杂物增多；高真空虽然对碳脱氧有利，但易引起钢中Al含量升高，不利于夹杂物的形态控制。RH与LF相比，排除小颗粒夹杂的能力更强，RH精炼后，钢中的夹杂物已经非常细小，保护浇注的力度和中间包去夹杂能力是最终决定钢中是否存在大型夹杂物的关键。高速重轨钢的冶炼可以在LF精炼过程中采用较高的炉渣碱度，而在RH精炼过程中，应适当降低炉渣碱度和减少精炼时间。
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  单嘴精炼炉真空处理过程钢液流动行为模拟研究

  秦哲

  钢铁. 2011, 46(3): 22-25.

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  根据相似理论，以国内某厂80吨单嘴精炼炉1：4的水模型模拟了单嘴精炼炉吹气流量、吹气位置等工艺参数对混匀时间的影响。在水模型研究的基础上通过数学模型仿真计算，分析了不同吹气流量、吹气位置对单嘴精炼炉内流场的影响，数值计算结果与实验结果吻合较好。研究结果表明：吹气流量为6Nl/min、吹气位置r/R=0.5范围内有利于混匀时间的缩短。
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  基于遗传特性的坯壳应力场分析

  刘增勋 李哲 艾立群 贾雅楠

  钢铁. 2011, 46(3): 26-28.

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  在考虑连铸坯壳应力遗传的特性基础上，建立结晶器内坯壳的二维应力分析模型，利用ANSYS的初应力方法实现了坯壳应力遗传行为。分析结果表明，与传统应力模型的分析结果相比，遗传分析模型坯壳内位移和应力分布规律基本相同，而应力值存在明显差距。
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  RH-KTB脱碳过程中的数学模拟

  李朋欢

  钢铁. 2011, 46(3): 29-33.

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  在质量平衡模型的基础上，考虑钢包顶渣与钢液之间的传氧行为，建立了能够同时准确预报碳氧含量的脱碳模型。考察了提升气体流量、真空度压降模式、KTB吹氧时机以及初始碳氧含量对RH脱碳的影响。根据模型计算结果，提出了合理初始氧碳比，并以此作为KTB吹氧的判断依据。
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  重轨钢超声波探伤不合原因分析

  吉玉

  钢铁. 2011, 46(3): 34-37.

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  针对重轨钢出现超声波探伤不合格的情况，通过金相制样，大样电解等手段，利用扫描电镜配合能谱仪分别对钢轨点状报警和连续报警试样进行了研究。结果表明，钢中大型夹杂物是造成重轨钢探伤不合的主要原因，点状报警主要由单个大颗粒夹杂物引起，而连续报警主要由细长条或链状夹杂物引起。对大颗粒夹杂物的来源进行了分析，在工艺采取了相应的改进措施后，重轨的探伤合格率明显提高
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  BOF-LF-RH-ASP流程冶炼IF钢的工艺研究

  袁晓峰

  钢铁. 2011, 46(3): 38-41.

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  研究了济钢BOF-LF-RH-ASP生产IF钢的工艺流程和关键冶炼技术，解决了冶炼过程中增碳、增硅和可浇性差的问题，成功开发的DDQ级IF钢板，满足客户对深冲性能的要求。
压力加工
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  中低牌号无取向电工钢轧制工艺研究

  李正荣 叶晓瑜

  钢铁. 2011, 46(3): 42-46.

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  摘 要： 热轧轧制工艺对产品性能和轧制稳定性影响很大，特别是对终轧温度和相变温度的影响尤为重要。有些钢种可以在铁素体区轧制，如IF钢，在铁素体区轧制与在奥氏体区轧制时的变形抗力相当，由于铁素体区轧制温度和加热温度较低，可以节约能源。有些钢种要求必须在铁素体区轧制，如Si+Al含量较低的无取向电工钢，为获得高的磁性，精轧时一般采用在奥氏体区开轧、铁素体区终轧，终轧温度在Ar3相变点以下。但是，当在两相区轧制时，因奥氏体和铁素体变形抗力不同，其轧制过程不稳定，同时因变形抗力不同而引起变形不均匀，热轧塑性明显降低，板形变坏，易出现边裂，严重者甚至出现批量轧废。本文以50W1000为例，通过对其变形抗力进行研究，详细分析了几种轧制方式的优缺点，得出把两相区控制在F4与F5之间为最佳轧制工艺的结论。采用新的轧制工艺后，50W1000热轧精轧的稳定性明显改善，热轧产品合格率由开发初期的40%左右提高到95%以上，解决了电工钢开发的热轧技术难题，为中低牌号无取向电工钢轧制及其它在铁素体区轧制钢种的开发提供了技术思路。
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  1580mm热带钢轧机板形控制系统

  何安瑞 邵健 孙志军 刘超伟

  钢铁. 2011, 46(3): 47-50.

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  自动板形控制系统包括板形控制软件、硬件及网络配置和检测仪表。作为1580mm热连轧计算机控制系统的一项重要内容，自动板形控制系统的功能包括过程控制系统的板形设定控制及与之相关的板形自学习和基础自动化系统的弯辊力前馈控制、凸度反馈控制及平坦度反馈控制等。在经历基本设计、详细设计、编程调试和模型参数调整后，自动板形控制系统实现了稳定运行，并成功轧制最宽1510mm、最薄1.45mm的带钢产品，轧制单位内带钢凸度和平坦度偏差基本控制在±15μm和±20IU内。
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  板宽和轧辊凸度对热轧板带凸度控制的影响

  赵铁勇 肖宏 王健 杨霞

  钢铁. 2011, 46(3): 51-54.

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  针对以往文献在研究板带宽度变化对出口板凸度的影响时没有考虑辊系凸度这一因素，应用三维刚塑性有限元法分析轧件的塑性变形，影响函数法计算辊系的弹性弯曲变形，三维弹性有限元法分析轧制力引起的工作辊压扁变形，开发了一个分析板带热轧过程的分析软件。利用该软件研究了支承辊、工作辊的凸度从-0.5 mm到0.5 mm变化时，板宽的变化对出口带钢板凸度的影响规律。结果表明，支承辊、工作辊凸度为零时，板凸度随板宽的增大呈下开口抛物线型分布，峰值拐点对应的板宽约为辊身长度的70%，当工作辊辊凸度由-0.5 mm逐渐增大到0.3 mm时，板凸度的峰值拐点对应的板宽由1300 mm转变到900 mm，当凸度大于0.3 mm时拐点消失，随板宽的增大板凸度逐渐减少。而支撑辊凸度的变化只是影响了出口板凸度值，峰值拐点的位置和辊凸度为零时相同。
钢铁材料
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  碳和氮含量对V(C，N)在形变奥氏体中析出的影响

  方芳 雍岐龙 尹云洋

  钢铁. 2011, 46(3): 60-65.

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  采用Thermo-Calc和经典动力学理论对两组C、N含量的中碳V--N微合金化钢分别进行了热力学和动力学分析，研究了V(C，N)在形变奥氏体中的析出规律。结果表明，在1000—800 ℃温度区间变形时，形变储能ΔGs的存在导致V(C，N)的形变诱导析出；当N含量增加0.005%时，V(C，N)的析出开始时间（5%析出量）缩短近一个数量级；当N含量较高时（大于0.01%），C含量对V(C，N)在奥氏体中析出行为的影响几乎可以忽略。
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  Q345R钢板超声波探伤不合的原因分析

  谭清元

  钢铁. 2011, 46(3): 66-70.

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  为找出Q345R钢板超声波检测不合原因，采用低倍、金相、扫描电镜检验和断口形貌分析对探伤不合钢板进行研究，发现引起探伤不合的主要原因是钢板中心聚集的条状MnS、氮化物夹杂以及马氏体、贝氏体硬性组织的出现而产生的微裂纹，并提出相应的改进措施。
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  正火温度对09MnNiDR钢组织性能的影响

  胡昕明

  钢铁. 2011, 46(3): 71-74.

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  通过显微组织观察和力学性能测定，研究了正火温度对09MnNiDR钢组织性能的影响。结果表明，正火钢的组织为等轴铁素体和珠光体，随着正火温度的提高，钢的屈服强度和抗拉强度下降，延伸率基本不变，冲击韧性得到明显提高。同时应用透射电镜对正火钢珠光体和析出相进行研究，探讨其强化机理。
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  高铌X80管线钢焊接粗晶区组织和性能研究

  焦兰

  钢铁. 2011, 46(3): 75-78.

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  采用热模拟技术研究高铌X80管线钢的在不同的焊接热循环条件下的贝氏体组织的转变及冲击韧性的变化。结果表明：在不同的焊接热循环条件下，焊接粗晶区组织主要是板条贝氏体和粒状贝氏体。t8/5为10s时，适量的粒状贝氏体起到了分割板条贝氏体的作用，且MA岛的数量较少，呈粒状均匀分布于奥氏体内，使的冲击韧性达到最佳。t8/5减小会导致粗大板条束和条状MA岛的产生；t8/5增大，导致大量粒状贝氏体的产生，均会导致韧性的降低。
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  稀土钇对奥氏体耐热钢高温拉伸性能影响及作用机制

  陈雷 王龙妹 刘晓 杜晓建

  钢铁. 2011, 46(3): 79-82.

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  摘 要：利用Gleeble-3800热力模拟实验机在750~1200℃，应变速率为0.005s-1条件下进行了含与不含钇的奥氏体耐热钢21Cr-11Ni-1.5Si-N的高温拉伸实验，研究了钇对耐热钢高温拉伸性能的影响及作用机理。结果表明，钇通过细化晶粒、强化晶界提高了实验钢在750~850℃的热塑性和抗拉强度；由于钇抑制了动态再结晶和再结晶晶粒长大，使得在850~1050℃二者热塑性相当，而在1050~1200℃，含钇实验钢热塑性显著增加。另外，含钇实验钢经热加工后存有纤维组织；纤维状组织稳定性高，通过加热和动态再结晶也难以消除，而且其周围晶粒组织明显细小。
环保与能源
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  烧结工序能量平衡及节能诊断分析

  张志远

  钢铁. 2011, 46(3): 83-86.

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  根据唐钢炼铁厂北区#2烧结机和环冷机的运行参数，进行了烧结机与环冷机的能量平衡计算，并结合生产设备及工艺特点，分析和诊断了烧结工序的能源消耗状况。结果表明，#2环冷机存在着烟罩内串风严重、台车底部漏风较大的问题，并提出了相应的改进措施。其节能诊断方法可为炼铁厂烧结工序的节能降耗提供依据。
技术交流
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  新一代大型钢厂精准设计评价指标体系中权重分析软件的开发和应用

  钢铁. 2011, 46(3): 87-91.

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  本文在新一代板材钢厂精准设计评价指标体系的基础上，以大型板材厂为对象，采用改进的层次分析法为核心算法开发了指标权重分析软件，邀请了71名不同背景的专家采用该软件对各指标的权重进行了判定。对专家判定结果的分析表明，总体上综合指标中经济投资水平指标的权重最大，而流程运行高效化和生态化水平指标的权重相对较低。专家的工作背景对指标的权重值有明显的影响，工作单位为企业、职称为正高级、工作时间20年以上、工作岗位为管理的专家得到的各指标权重值相差较小。流程运行高效化和生态化水平指标的权重随专家职称的提高以及工作时间的增加而增大。
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  中厚板超声波探伤合格率提高攻关实践

  崔冠军

  钢铁. 2011, 46(3): 92-96.

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  本文针对连铸中厚板探伤合格率低的状况，运用统计分析方法，找出当前探伤合格率分布规律，并针对典型的钢种和规格范围进行缺陷部位检测取样，利用金相﹑扫描电镜和能谱等检测手段，对钢板探伤不合格部位的组织和成份进行分析。根据分析结果，采取相应的一系列控制措施，使钢板的超声波探伤合格率由攻关前的50.4%提高到了92.3%。