2012年, 第47卷, 第10期　刊出日期：2012-10-15

  

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综合论述
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  特殊钢精炼中的脱氧及夹杂物控制

  徐匡迪，肖丽俊

  钢铁. 2012, 47(10): 1-13.

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  特殊钢是针对客户提出的质量要求，钢厂不断改进工艺，逐步提高成分、尺寸精确度和洁净度的各类钢的总称。钢中总氧量 ［TO］是衡量钢洁净度的重要标识，对于不同的钢种，其控制要求也不尽相同。在脱氧精炼过程中，存在着脱氧元素-钢中溶解氧、钢-渣、钢液-夹杂物、钢液-耐火材料、渣-耐火材料的反应与平衡，对钢中夹杂物的数量、组成和形态具有重要影响。通过热力学计算，比较了不同脱氧剂的脱氧能力，并介绍了典型特殊钢种（轴承钢、弹簧钢、帘线钢、电工钢、易切削钢等）精炼过程中的脱氧及夹杂物控制，分析和讨论了不同脱氧元素与钢液、熔渣以及耐火材料之间的相互作用机制。
原料与炼铁
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  薄壁高炉的合理内型

  项钟庸，欧阳标，王筱留

  钢铁. 2012, 47(10): 14-19.

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  近年来，中国高炉结构向薄壁发展。薄壁高炉的优点是能够在一代炉役内在固定的内型下生产，因此寻找与薄壁相适应的合理内型成为薄壁高炉成败的决定性因素之一。通过厚壁高炉内型的合理化过程，以及总结已投产薄壁高炉内型的实绩，分析研究了薄壁高炉内型各参数的关系，提出薄壁高炉内型设计方法，并推荐相应炉容的薄壁高炉内型的尺寸。
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  COREX 3000竖炉布料的离散元模型

  李强，冯明霞，邹宗树

  钢铁. 2012, 47(10): 20-23.

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  竖炉内煤气流的分布主宰着其内温度分布、煤气利用率和金属化率的高低，其上部调节方式仅有布料模式。通过引入离散颗粒动力学理论，基于经典牛顿力学和颗粒碰撞软球模型建立了针对COREX 3000竖炉布料过程的离散元数值模拟模型，模型直观可视化再现装料过程,可定量获得料流轨迹、炉料落点及形成料堆的过程。应用模型进一步分析混装2种不同粒径颗粒，获得了炉料运动及形成的料堆过程，发现混装布料过程粒度偏析严重。建立的模型可为寻找和优化合理的布料模式提供重要研究基础。
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  纤维素用作COREX型煤粘结剂的试验研究

  钱晖，周渝生，杨俊和，张琢

  钢铁. 2012, 47(10): 24-26.

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  以甲基纤维素（MC）和羟丙基甲基纤维素（HPMC）为粘结剂，通过系列试验考察了型煤的落下强度、快速热解后半焦的机械强度、半焦与CO2的反应性及反应后强度等各项指标。经与块煤对比，型煤所形成的半焦颗粒较大，但型煤半焦与CO2反应后的强度不如块煤。型煤中配入炼焦用强粘煤后可以显著改善型煤的热性能，使其各项指标均能达到甚至超过块煤水平。试验结果表明：以纤维素为粘结剂的型煤可用作COREX燃料，从而为改善COREX燃料条件、拓宽COREX可用资源提供了新的技术途径。
炼钢
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  微合金化钢连铸坯角部横裂纹形成机制

  王明林，杨春政，陶红标，张慧，刘建华，吴夜明

  钢铁. 2012, 47(10): 27-33.

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  为研究微合金钢连铸坯角部横裂纹缺陷形成机制问题，从理论上研究了连铸过程第二相粒子的析出行为，并在板坯连铸生产中进行“卧坯”试验。研究结果表明：X65管线钢中碳氮化钛、碳氮化铌、氮化铝的开始析出温度分别为1508、1123、1165℃，析出峰值温度分别为1360、870和840℃；“卧坯”试验发现结晶器内及垂直段无裂纹，在距弯月面3270mm处，即对应于弯曲开始后710mm开始出现多处外弧横裂纹，而弧形段内无内弧裂纹，在弯曲段铸坯角部温度处于钢的第Ⅲ脆性区，同时外弧受拉应力，这是造成外弧角横裂产生的主要原因。
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  150t转炉喷粉提钒的水模拟研究

  白瑞国,，吕明，朱荣，鲍翔，张兴利,，高海,

  钢铁. 2012, 47(10): 34-39.

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  利用水模拟试验，将转炉提钒喷粉过程的气粉混合物近似看作一种密度较大的气相流，通过测定电导率对比不同喷粉流量和喷粉位置混匀时间的变化，研究150t提钒转炉喷粉的搅拌效果和冲击特性。研究发现：采用底吹喷粉时，容易发生钢水倒灌堵塞喷粉枪；采用低于熔池液面300mm转炉侧部30°喷吹时，混匀时间仅为54.5s；侧吹30°下部关于轴A的对称位置应为最佳喷粉位置，有利于增强提钒熔池搅拌能力，促进提钒反应进行，为实现转炉喷粉高效提钒提供理论支撑。
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  钢包运行控制优化实践

  陈红，吕永康，张继斌，杨锦文

  钢铁. 2012, 47(10): 40-44.

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  运用钢包运行周期方法详细统计了钢包在各环节的停留时间,研究了温降规律，计算出钢包运行周期和合理钢包运行个数，并发现钢包运行期间存在的主要问题是：钢包实际投入运行的个数较多,空包运行时间较长，在线烘包时间较短。通过对钢包运行的优化控制，不但缩短了钢包运行的周期，确定出合理的钢包运行个数，而且使空包运行速度加快，钢包运行的工序时间缩短了10min，基本实现了正常生产情况下的红包出钢。钢包的运行控制对节省能源、降低钢包个数，特别是稳定和降低钢水的浇铸温度、促进连铸的顺行和提高铸坯的质量均有着重要意义。
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  酒钢CSP流程SPCC钢LF精炼渣-钢平衡及渣成分优化

  程子建，,郭靖,程树森

  钢铁. 2012, 47(10): 45-51.

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  利用热力学计算软件FactSage确定了精炼渣中MgO质量分数合理范围为4%~8%，以6%最佳。由工业取样结果结合FactSage分析了1873K时SiO2-CaO-Al2O3-6%MgO准三元系液相区及CaO饱和的固液两相区渣-钢平衡。结果表明:高碱度高w(CaO)/w(Al2O3)(C/A)精炼渣有利于钢液的低氧低硫和低硅控制，但并非造得越“白”越好，相反过高的CaO对脱氧和硅含量控制不利。通过钢渣平衡分析得到了酒钢SPCC精炼渣优化成分范围(质量分数)为：CaO为50%~55%，Al2O3为30%~36%,SiO2为1%~6%,MgO为4%~8%，6%为最佳，碱度为9.0~14.0,w(CaO)/w(Al2O3)为1.5~1.8，实验室渣-钢平衡试验和工业生产结果均验证了优化的渣系较原渣系精炼效果更加优越，能够同时降低钢中总氧、硫和硅含量，也能有效控制钢中夹杂物的成分。
压力加工
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  二辊斜轧延伸大口径P92厚壁管分层缺陷倾向性研究

  尹元德，，李胜祗，康永林，王鹏展，王向东，李国涛

  钢铁. 2012, 47(10): 52-56.

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  为研究不同轧辊转速、送进角、轧辊入口锥角等工艺参数对大口径厚壁P92钢管二辊斜轧延伸过程分层缺陷形成倾向性的影响，借助于商用有限元软件MSC.SuperForm，对不同工艺条件下大口径厚壁P92钢管二辊斜轧延伸过程进行了三维热力耦合模拟；采用Oyane韧性断裂准则分析了轧件损伤场及钢管分层缺陷的倾向性。研究结果表明：钢管内表邻近顶头接触区存在破裂高危带，轧件最大损伤特征值随轧辊转速的降低、送进角和轧辊入口锥角的增大而减小，发生分层缺陷的倾向性降低。此研究为揭示钢管分层缺陷形成机制，确定缺陷发生的敏感工况，制定防止或减轻分层缺陷的有效措施提供科学依据。
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  超快速冷却工艺对钢材强度的影响

  袁鹏举，，吴迪，付常伟，赵宪明，霍喜伟

  钢铁. 2012, 47(10): 57-60.

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  阐述了轧材超快速冷却机制，利用东北大学试验装置对H型钢进行了超快速冷却试验研究，重点分析了莱钢Q235B，Q345B钢种轧后不同冷却速度、不同冷却方式对轧材组织和性能影响规律。试验表明：使用单段式冷却，冷速达到444.4℃/s时，屈服强度可提高205MPa；使用两段式冷却，一次冷却和二次冷却的冷速分别为385和297℃/s时，屈服强度可提高230MPa。2种冷却方式均能大幅度提高轧材强度，两段式冷却效果明显高于单段式冷却，为实现低成本生产H型钢及生产更高级别高强钢提供了技术支持。
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  J55热轧板卷边部裂纹成因及控制分析

  刘国梁,倪有金,季晨曦,崔阳,陈瑾，包春林

  钢铁. 2012, 47(10): 61-65.

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  利用金相、扫描电镜等对J55边部裂纹进行了观察，并对边部裂纹的产生原因进行了分析，研究表明：连铸坯表面的角横裂纹是热轧板卷边部裂纹产生的主要根源，连铸坯角部过冷导致奥氏体晶界细小的AlN、Nb(N，C)析出，加剧了连铸坯对裂纹的敏感性，连铸坯经过轧制后，连铸坯表面的角横裂纹扩展成为热轧板卷的边部裂纹。
钢铁材料
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  YB70钢氢致韧性损伤研究

  张静武,，牛建平，刘文昌,，苑辉,，陈蕴博，李永兵

  钢铁. 2012, 47(10): 66-69.

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  通过测量拉伸性能、TEM和SEM分析研究了YB70钢的氢致韧性损伤。结果表明，YB70钢拉伸试样充氢2h以上，其韧性损伤超过80%。在充氢拉伸试样的断口上观察到沿滑移面扩展的穿晶裂纹；基体和碳化物界面处的氢偏聚，使拉伸变形中在距界面约15nm处形成高密度位错缠结，裂纹在位错缠结处形核并沿滑移面扩展，导致了YB70钢的韧性损伤。
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  冷轧变形量对304不锈钢力学性能的影响

  周翠兰,刘红梅,白晋钢,聂志水,周禾丰,乔珺威

  钢铁. 2012, 47(10): 70-75.

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  研究304奥氏体不锈钢薄板的硬度随冷轧变形量的变化规律，为奥氏体不锈钢薄板工业生产提供指导。同时，采用金相显微镜、维氏硬度测量、X-射线衍射仪和透射电镜研究了不同变形量冷轧对304不锈钢显微组织和机械性能的影响。在室温对0.5mm厚退火板材进行冷轧，使冷轧变形量从10%增加到52%。结果表明，形变诱发马氏体相变是导致304不锈钢冷轧时产生加工硬化的主要原因，冷轧可以显著提高钢的强度和硬度。当冷轧变形至40%时，304不锈钢的维氏硬度是未变形时的2.2倍，屈服强度、抗拉强度分别增大到未变形时的4.2倍（880MPa）和1.8倍（1312MPa）。
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  09CuPTi系耐候钢组织性能及耐腐蚀行为

  吴红艳，杜林秀，刘相华

  钢铁. 2012, 47(10): 76-82.

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  在热连轧生产线上采用两阶段轧制生产了09CuPTi系耐候钢，研究了轧制工艺参数对耐候钢板微观组织和力学性能的影响规律。结果表明，3种工艺试验钢的显微组织均为针状铁素体和贝氏体。当终冷温度为530℃冷却速度为25℃/s时，组织以更细小均匀的板条贝氏体为主，屈服强度及抗拉强度分别为617MPa和702MPa，韧脆性转变温度较低，具有良好的强韧性。对轧后钢板进行了耐腐蚀试验，研究了09CuPTi-Nb钢工艺B成品和参考钢在模拟工业大气环境下的腐蚀演化行为。结果表明，在腐蚀初期腐蚀速度随干湿循环次数的增加而增大，在后期腐蚀速度逐渐降低，09CuPTi-Nb钢的腐蚀速率与SPA-H钢相当，但低于Q345钢。09CuPTi-Nb钢锈层分为内外两层，内锈层致密主要由α-FeOOH和少量γ-Fe2O3组成，Q345钢锈层主要由α-FeOOH、γ-Fe2O3和Fe3O4组成。电化学试验表明，腐蚀产物促进阴极过程，抑制阳极过程。
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  不同马氏体体积分数双相钢的显微组织变化特征

  邝霜，齐秀美，尉冬，刘光明

  钢铁. 2012, 47(10): 83-86.

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  采用光学显微镜表征了双相钢中不同马氏体体积分数情况下的组织特征，观察结果表明：低马氏体体积分数情况下，马氏体完全呈岛状或者颗粒状；随着马氏体体积分数的增加，组织中出现光学可见的板条马氏体，但颗粒状马氏体岛数量减少；当马氏体体积分数进一步增加，板条马氏体成为主导相，颗粒状马氏体岛几乎消失。结合热力学分析可知，马氏体量增加导致马氏体内部C、Mn含量的减少，这是马氏体形态变化的可能原因之一。
环保与能源
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  钢铁企业能源流管理模型与系统架构探讨

  丁毅 ,陈光,李莉,史德明,陈德敏,柳先辉

  钢铁. 2012, 47(10): 87-91.

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  通过对物流和能源流的解析，利用信息与控制技术构建能源流和物流信息化网络系统，建立了钢铁流程制造业多级、多层次、多视图的模型体系，实现能源流和物流的高效对接、在线调整和动态优化。主要包括能源中心硬件平台搭建，能源管理软件开发，建立了分工序能源流和物流耦合子模型，工序与工序之间、系统与系统之间关系模型，能耗优化数学模型。通过“能流网络”和“物流网络”的优化组合与协同集成，构建了能源精益化管控系统及决策支持系统，有效地提高了能源和资源利用率。
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  电炉渣资源利用特性及铬的浸出特性

  魏代修,徐安军,贺东风，田乃媛，杨泉

  钢铁. 2012, 47(10): 92-96.

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  研究了不锈钢冶炼工艺中EAF渣的资源利用特性和渣中铬的浸出特性，结果表明: EAF渣呈碱性，渣中物相主要有Ca2SiO4、Ca3Mg(SiO4)2、MgCr2O4等，值得关注的Cr2O3质量分数为2.92%，具有较高的回收价值，但是渣中的金属元素基本上均匀分布在各粒度段中，因此其回收利用具有一定的困难。钢渣中铬的浸出测试结果表明：EAF渣中的铬在去离子水中浸出量与钢渣粒径成反比，与反应时间、液固比成正比，电磁搅拌改善了浸出的动力学条件，有利于铬的浸出，浸出液中的Cr(Ⅵ)占浸出总铬的50%以上。在酸性情况下，浸出铬的质量增加，但均以毒性较小的形态存在。