2012年, 第47卷, 第12期　刊出日期：2012-12-15

  

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综合论述
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  高性能船舶及海洋工程用钢的开发

  杨才福，苏航

  钢铁. 2012, 47(12): 1-8.

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  对高性能船舶及海洋工程用钢的需求背景与研究进展进行了综述，并介绍了高品质船舶及海洋工程用钢的发展方向。海洋石油工业的飞速发展给造船及海洋工程用钢提出了高强度、高韧性、大线能量焊接、良好的耐腐蚀性以及大厚度、大尺寸规格的要求。
原料与炼铁
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  高炉操作对炉缸侵蚀的影响

  杜屏，雷鸣，刘建波，田口整司

  钢铁. 2012, 47(12): 9-17.

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  沙钢宏发炼铁厂1号高炉因炉缸侵蚀于2011年1月进行大修。炉缸内第6、7层碳砖侵蚀最严重，呈异常三角形侵蚀。通过对炉缸碳砖的分析和操作条件的模拟，发现高炉锌负荷过高和铁水环流是加剧炉缸侵蚀的主要原因。宏发高炉的锌负荷偏高，使ZnO在炉缸第6、7层碳砖中严重富集，导致碳砖导热系数下降，热膨胀系数增加，加剧碳砖的熔蚀和热应力引起的侵蚀。另外，由于原料质量和操作原因，使得宏发高炉的铁口长度较短、无焦区偏小和死料柱的透气透液性有时较差，加剧了铁水环流对炉缸的侵蚀。可以通过控制入炉锌负荷，延长铁口长度、控制死料柱的尺寸、提高焦炭质量和控制合适的喷煤比来改善炉缸的侵蚀。
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  进口高铬型钒钛磁铁矿的烧结基础特性

  张勇，，周密，储满生，薛向欣，姜茂发

  钢铁. 2012, 47(12): 18-23.

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  采用微型烧结装置对进口高铬型钒钛磁铁矿以及现场实际使用的若干种烧结用铁矿粉的烧结基础特性进行了系统研究，为高铬型钒钛磁铁矿烧结配矿提供理论依据和技术参数。试验结果表明，不同铁矿粉的烧结基础特性差异较大。在所研究的铁矿粉中，进口高铬型钒钛磁铁矿粉的同化温度高(1335℃)、液相流动性差(流动性指数1.95)、粘结相自身强度弱(抗压强度1445N)、连晶固结强度差(抗压强度365N)；而国产混合粉的同化温度适中(1291℃)、液相流动性好(流动性指数4.20)、粘结相自身强度相对高(抗压强度2010N)、连晶固结强度稍好(抗压强度622N)。从烧结基础特性角度出发，基于本企业当前的原料条件，进行高铬型钒钛磁铁矿烧结生产时，应尽可能与国产混合粉搭配使用。
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  炉缸煤气流分布的影响因素

  陈川，程树森

  钢铁. 2012, 47(12): 24-29.

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  高炉大型化是炼铁发展的趋势，随着高炉炉缸直径的不断变大，中心不活跃区域越来越大，如何引导煤气到达炉缸中心已成为炼铁工作者关注的焦点。为了解决上述难题，通过建立炉缸煤气流动三维模型，应用CFX数值模拟软件计算煤气流速，分别研究了炉缸直径、焦炭粒径、空隙度以及鼓风动能对炉缸煤气流分布的影响。结果表明：即使炉缸内焦炭粒径及空隙度分布均匀，边缘煤气流速依然大于中心煤气流速，并且炉缸直径越大，中心煤气流越弱。炉缸内焦炭粒径和空隙度分布影响煤气流分布，提高炉缸中心焦炭粒径和空隙度有利于引导煤气到达炉缸中心。同时，为了保障高炉稳定顺行，鼓风参数必须和炉缸透气性协调一致，不能过于依靠提高鼓风动能吹透中心。
炼钢
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  应用烟气分析动态控制技术冶炼高硅铁水的实践

  吴明，石知机

  钢铁. 2012, 47(12): 30-32.

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  介绍了马钢120t转炉冶炼高硅铁水生产低碳低磷钢时，应用烟气分析动态控制炼钢技术。制定合适的装入、造渣、供氧制度，采用留渣双渣操作法，精确掌握倒渣时机，优化造渣过程和控制喷溅；确保终点w(［P］)低于0012%，平均喷溅率由18.2%降低到5.1%，金属吹损由10.3%降低到8.2%，终点w(［C］)-t的命中率从81.5%提高到91.7%，实现优质低耗炼钢技术。
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  微合金钢凝固前沿脆性区溶质的偏析特性

  曾亚南，孙彦辉，蔡开科

  钢铁. 2012, 47(12): 33-38.

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  针对目前微合金钢凝固过程中产生大量裂纹缺陷的现状。以B-F偏析模型为基础对微合金钢凝固过程进行了理论分析，并结合Gleeble-1500热模拟试验，系统研究了SAPH440微合金钢凝固前沿脆性区的溶质偏析及裂纹敏感性。结果表明：微合金钢凝固过程中，固相率在0.75~1.00之间时，C、Mn元素偏析较轻，S、P、Ti元素偏析严重，Mn对S偏析有抑制作用，Mn的质量分数增加到1.2%时，S的偏析度降低至20.7；对凝固脆性区的影响程度顺序为Mn>S>C>P>Ti，S的质量分数由0.002%增加至0.02%，凝固脆性区由25K扩大至33K；Mn的质量分数从0.2%增大到1.6%时，裂纹敏感区间由15K扩大至38K。同时Gleeble-1500热模拟试验证实钢脆化的原因与试样的凝固组织无直接关系。
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  轻压下条件下管线钢铸坯凝固组织与中心偏析的关系

  张正群，王新华，黄福祥，许志刚，尹雨群，唐春霞

  钢铁. 2012, 47(12): 39-44.

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  为研究在动态轻压下条件下等轴晶和柱状晶组织与管线钢板坯中心偏析的关系，试验通过改变中包钢水过热度来获得铸坯中心不同凝固组织，并分析不同凝固组织内的中心偏析情况。试验铸坯分别采用热酸腐蚀、化学分析的方法，定性、定量分析过热度在11~32℃之间，铸坯厚度方向上元素含量分布和不同凝固组织中的偏析形貌。结果显示：过热度在14℃以下的坯样中心为等轴晶组织，过热度在20℃以上的坯样中心完全为柱状晶组织；在现有轻压下条件下，中心为等轴晶和过热度为32℃时中心柱状晶组织的坯样中心偏析度均较低，但因铸坯中心整个等轴晶区内会分布着偏析点，因而较之中心柱状晶组织，中心为等轴晶组织中点状偏析分布范围较宽；当中心为柱状晶组织时，适当提高过热度、优化压下量，可降低中心偏析度，提高中心偏析评级。
压力加工
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  基于万有引力优化的支持向量机模型在板形识别中的应用

  牛培峰,,李鹏飞,,李国强，马云飞,

  钢铁. 2012, 47(12): 45-49.

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  针对目前板形模式识别模型泛化能力不高、训练速度慢等缺陷，以1次、2次、3次、4次勒让德正交多项式为板形缺陷基本模式，提出了由支持向量回归机（SVR）构建的模式识别模型；为了提高该模型的精确度，引入万有引力算法（GSA）优化SVR的参数，由此构成GSA-SVR预测模型。仿真试验结果表明:GSA-SVR模型不仅识别结果精度高，而且与PSO-BP神经网络模型相比泛化能力更强，训练速度更快，其识别结果可以为板形控制提供有效的依据。
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  热轧工艺对TSCR流程生产取向硅钢组织和性能的影响

  裴英豪,项利，施立发，王立涛，陈其安

  钢铁. 2012, 47(12): 50-54.

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  取向硅钢热轧板中组织、织构梯度对发展完善的二次再结晶十分关键，通过对2种不同热轧工艺生产取向硅钢的组织、织构进行研究，结果表明：采用后道次大压下热轧工艺时热轧板表层再结区晶粒平均尺寸增加，再结晶区厚度增加，高温退火后二次晶粒尺寸减小；采用后道次大压下热轧工艺热轧时，热轧板中平均等效应变高，热轧板厚度心部{100}〈011〉和{100}〈001〉位向取向强度降低，({111}~{113})〈110〉位向取向强度提高，高温退火后{110}〈001〉位向偏离角降低，磁性能提高。
钢铁材料
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  50mm厚高强度低合金钢Q550D的成分优化

  杨俊，肖强健，李玉路，王小军，张青学，杨云清

  钢铁. 2012, 47(12): 55-58.

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  为了解决50mm厚高强度低合金钢Q550D的低温冲击值不稳定的问题，对其合金成分进行了调整试验研究，结果表明，新成分50mm厚Q550D成品钢板强度稳定，伸长率较好，1/4厚度处的-20℃低温纵向冲击值都稳定在239~324J之间，试验批次一次性性能合格率达到100%，成品组织得到了明显改善，吨钢成本也有很大的降低，说明高强度低合金钢中的析出强化元素和固溶强化元素应视钢水冶炼情况及轧制工艺进行适当添加。同时对本钢种低温冲击不稳定争论较大的淬透性问题进行了端淬试验研究，结果表明，原成分钢的淬透性比新成分钢的淬透性要好，说明原成分钢板低温冲击值不稳定并不是钢的淬透性不好，而是成分设计不合理。
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  轧后热处理温度对热轧钢轨组织和性能的影响

  吴庆辉，杨忠民，杨超飞，陈颖，王慧敏

  钢铁. 2012, 47(12): 59-63.

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  通过在Gleeble-1500热模拟试验机上对珠光体钢轨的轧后热处理模拟试验，研究了热轧后不同加热温度进行奥氏体化后，同一等温温度下得到的珠光体轨钢的显微组织和力学性能。试验结果表明：与热轧态相比，热处理后的钢轨钢在保持硬度稳定的基础上，冲击韧性随着奥氏体化温度降低得到明显改善。观察轧后热处理钢轨的组织，从原始奥氏体晶粒尺寸、相变后珠光体组织中珠光体域的尺寸和珠光体片层间距大小等方面，对轧后热处理温度对热轧钢轨性能的影响规律和原因进行了分析，阐明了轧后热处理温度对于控制珠光体钢轨的组织和性能的影响作用。
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  新型中锰马氏体高强度钢的耐磨性能

  孙荣民，徐文欢，王存宇，邱建备，曹文全

  钢铁. 2012, 47(12): 64-70.

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  利用销盘式磨料磨损试验和三体冲击磨料磨损试验研究碳质量分数分别为0.12%和0.19%新型中锰马氏体高强度钢的磨损行为，并与Hardox450钢和21C钢进行耐磨性能对比。用磨损失重量表征耐磨性能，利用LOM、SEM和XRD等设备研究材料磨料磨损机制。结果表明，新型中锰钢耐磨性能与Hardox450钢及21C钢相当。在销盘式磨料磨损试验和三体冲击磨料磨损试验中，马氏体高强钢的耐磨性能与材料的硬度呈线性关系，硬度越高，材料耐磨性越好。由于锰的添加，新型中锰钢的优点不仅在于具有锰的固溶强化特性提高耐磨性能，还在于该钢的淬透性几乎与该钢的冷却速度无关，因而该钢具有大规模工业生产的潜力。
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  冷却速度对10Ni5CrMo钢组织和性能的影响

  田景云，罗志俊，沈俊昶，苏航，尚建丽

  钢铁. 2012, 47(12): 71-75.

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  采用Gleeble-1500热模拟试验机，建立了10Ni5CrMo钢的连续冷却转变曲线。分析了10Ni5CrMo钢在不同冷却速度下的组织转变规律。结果表明：当冷却速度小于0.2℃/s时，钢中得到粒状贝氏体组织；当冷却速度为0.5℃/s时,组织为粒状贝氏体和下贝氏体；当冷却速度在1～2℃/s时，组织为板条状的马氏体和贝氏体的混合组织；当冷速进一步增大，达到5℃/s时 ，钢中得到了单一的马氏体组织。为了研究冷却速度对强度和低温韧性的影响，在实验室采用不同冷却方式模拟不同的冷却速度并进行冲击和拉伸试验，试验结果表明：不同冷却方式下钢的强度相差不大，低温冲击韧性有较大提高。对不同冷却方式下的精细结构进行深入分析，马贝混合细化了板条块及板条束。研究认为适当比例的马贝混合组织能提高10Ni5CrMo钢的低温韧性。
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  冷处理对16Cr14Co12Mo5轴承钢组织和性能的影响

  郑善举，，杨卯生，雷霆，王康

  钢铁. 2012, 47(12): 76-80.

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  通过对16Cr14Co12Mo5 轴承钢经冷处理后的组织和性能进行研究,发现与淬火态相比，试验钢经两次冷处理和高温回火后，表面硬度达到50.7HRC，抗拉强度Rm达到1820MPa,屈服强度Rp0.2达到1410MPa,冲击功为75.0J，试验钢的强度和硬度得到了显著提高。经XRD检测，经过两次冷处理后残余奥氏体体积分数由26.0%下降到3.1%。研究表明，经过2次冷处理并配合高温回火后，钢中残余奥氏体88.1%转变为马氏体，残余奥氏体含量明显降低，组织变得稳定，并且在回火过程中伴随有一定量微细第二相的析出。
环保与能源
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  太钢节能减排的进展探讨

  闫振武

  钢铁. 2012, 47(12): 81-85.

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  太钢是中国特大型钢铁联合企业和全球产能最大、工艺技术装备最先进的不锈钢企业。自2005年以来，在不锈钢系统改造中，配套建设了相应的节能环保项目，采用国际最先进的技术，实施从矿山到轧钢的全流程工艺技术升级，实现了主体技术装备的升级换代。目前已经形成了年产1000万t钢的能力，其中不锈钢产能300万t。通过对钢铁工业整体总的节能方向分析，结合太钢近几年节能现状，从能源管理方面、节能减排工艺与技术方面，围绕各种余热余能利用、高炉渣、钢渣的综合利用和对钢厂废气的净化处理方案，实施了具体措施，取得了显著效果。2005至2010年间，吨钢综合能耗由703kg/t下降到559kg/t，降幅达20.5％，吨钢新水消耗由7.18t/t下降到1.91t/t，降幅为73.3％；最后提出了太钢今后节能减排工作的方向和措施。
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  高炉低碳炼铁分析

  左海滨,张建良,王筱留

  钢铁. 2012, 47(12): 86-94.

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  从分析目前高炉炼铁碳消耗的本质出发，针对给定的原燃料条件，利用模型计算分析了当前主要低碳炼铁途径的节碳潜力。结果表明：对于普通高炉而言，间接还原达到平衡时的煤气利用率为56.99%，降低燃料比2837kg/t。氧气高炉炉顶煤气完全循环利用条件下，最低燃料比为385.6kg/t。喷吹焦炉煤气可以降低燃料比，每增加10m3喷吹量，可降低焦比5.0kg/t左右；此外喷吹量存在极值，随着富氧率提高，获得最低燃料比的喷吹量增大，且最低燃料比降低。最佳喷吹条件为富氧率6%～8%，喷吹量160～180m3/t，可节约焦比53～54kg/t。使用高反应性焦炭可以降低热储备区温度，使间接还原平衡时CO浓度降低，平衡CO浓度从70%～60%，每降低25%，理论上可降低燃料消耗10.3～12.2kg/t，且降低幅度逐渐减小。