2012年, 第47卷, 第5期　刊出日期：2012-05-15

  

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综合论述
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  中国钢铁工业的系统节能和科学用能

  蔡九菊，孙文强

  钢铁. 2012, 47(5): 1-8.

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  分析了自1980年以来中国钢铁企业吨钢能耗的下降趋势，应用吨钢能耗e-p分析法和c-g分析法，剖析了中国钢铁企业的能耗现状及其影响因素。结合热力学第一定律和第二定律，得出了同时使用“系统能效”和“能级差”方能从“数量”和“质量”两个方面实现科学用能的结论。在科学用能理论指导下，剖析了钢铁工业的节能潜力，指出科学地配置能源、科学地使用能源，科学地管理能源，深入挖掘“非平衡”状态下的节能潜力，将是下一个15年节能理论和技术的重要研究命题。
原料与炼铁
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  高配比褐铁矿的烧结配矿试验研究

  黄柱成，易凌云，胡 兵，姜涛

  钢铁. 2012, 47(5): 9-13.

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  以FMG褐铁矿为主，配加不同比例的进口矿进行烧结配矿试验研究，并优化出了各配矿条件下合理的工艺操作参数。试验结果表明：FMG矿与巴西矿搭配，混合料水分7.5％、焦粉用量4.9％时，转鼓强度为65.33％，利用系数为1.40t/(h·m2)；FMG、澳矿与巴西矿搭配，混合料水分7.5%、焦粉用量5.2％时，其转鼓强度为64％，利用系数为1.32t/(h·m2)；而其他配矿方案，烧结指标较差，难以达到生产要求。对以上2种烧结矿的矿相鉴定及冶金性能研究结果表明，2种烧结矿均具有良好的微观结构和冶金性能，能满足高炉冶炼的要求。
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  铁基材质高炉冷却壁的解剖研究与破损机制

  胡源申 ，张文明，岳海峰

  钢铁. 2012, 47(5): 14-19.

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  对使用开路循环水、预处理循环水、软水密闭、纯水密闭4种冷却水质和循环方式，使用灰铸铁、球墨铸铁、耐热铸铁、铸钢和铜5种材质的一代服役后高炉冷却壁进行了系统解剖研究。分析比较了不同材质冷却壁的力学性能、导热性能、抗结垢性能、易加工性能和经济性能，揭示了铁基材质冷却壁的微观破损机制和壁内水管的成垢机制。
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  3200m3高炉优化结构降低入炉矿成本的生产实践

  郝华强，何金贤，龚瑞娟，许秋慧，方丽萍，李雪松

  钢铁. 2012, 47(5): 20-22.

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  优化高炉结构的目的是使不断变化的炉料结构更加趋于合理化，是一项广泛应用在炼铁生产中重要的技术方法，具有稳定炉况、保质增产、降低成本等优点。唐钢炼铁南区3200m3高炉于2010年在保证炉况稳定的前提下，通过调整入炉矿结构，采取合理的技术操作措施，不仅优化了入炉矿结构，同时还改善了入炉自产烧结矿的性能，在取得较好的技术经济指标的基础上，通过降低入炉矿的成本，为生铁成本的降低打下良好的基础。自从优化结构以来，入炉矿的价格逐月由861.51元/t降至846.82元/t。
炼钢
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  20CrMnTiH齿轮钢大方坯轧制圆钢宏观碳偏析控制

  吴清明，许伟阳，颜慧成，徐瑞军，刘建，仇圣桃

  钢铁. 2012, 47(5): 23-28.

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  湘钢用20CrMnTiH大方坯（300mm×430mm）生产轧材时出现较为严重的锭型偏析，对圆钢的性能不利。通过连铸调整工艺，适当提高比水量（由0.27L/kg提到0.35L/kg），和降低结晶器电磁搅拌强度(由400A降到200A和0)，轧材质量得到改善。对比调整前后工况，发现电磁搅拌减小时连铸坯等轴晶比例降低，无电磁搅拌时连铸坯碳偏析形式较有电磁搅拌的相差大，且其轧材没出现锭型偏析，轧材的碳偏析和硬度分布也趋向均匀。
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  帘线钢中氮含量对TiN析出的影响

  陈书浩，王新华,何肖飞,曾建华,王万军

  钢铁. 2012, 47(5): 29-34.

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  研究了攀钢新钢钒公司生产帘线钢72A过程中钢中氮含量变化对钢中TiN夹杂析出的影响。研究发现，随着钢中氮含量的升高，钢中析出的TiN夹杂数量变多，尺寸变大。热力学研究表明，在帘线钢中TiN一般只能在固相区形成，考虑元素偏析对凝固前沿元素富集的影响，凝固过程中TiN能在固液两相区析出。在帘线钢生产过程中，为了控制钢中TiN的析出，除了控制钛含量，控制钢中氮含量及氮偏析更加重要。理论计算结果表明，当钢中钛的质量分数控制在0.0003%~0.0005%区间时，将钢中氮的质量分数控制在0.0017%~0.0029%区间内能显著降低乃至杜绝帘线钢中TiN的析出。攀钢将帘线钢中钛、氮的质量分数分别控制在0.0005%以下和0.002%以下，显著减少了钢中TiN的析出，个别炉次中没有发现尺寸大于2μm的TiN夹杂。
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  含硼钢板坯边角裂纹的成因与控制

  王朝阳,，祭程，巩文旭，朱苗勇

  钢铁. 2012, 47(5): 35-38.

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  采用金相显微镜、扫描电镜和Gleeble-3800热模拟试验机分析了含硼微合金化钢板边角部表面裂纹的形成原因。发现二冷矫直区铸坯内弧边角部温度位于该钢种第3脆性温度区间内，拉速较低和二冷水表及喷嘴布置不合理导致了内弧两边角部温度较低。采用提高拉速、遮挡矫直区铸坯角部喷嘴和适当降低二冷水表等“热行”方法后，结合调整动态轻压下参数使得铸坯角部温度明显提高，铸坯的边角裂纹和内部质量均得到显著改善。
压力加工
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  2250mm宽带钢热连轧生产线凸度控制优化

  王晓东，李飞，李本海，李彬，王秋娜，张宝辉

  钢铁. 2012, 47(5): 39-44.

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  首钢迁钢2250mm热连轧生产线在达产初期出现了带钢凸度控制稳定性差的问题，甚至出现负凸度现象。对此热轧生产线的生产数据进行了分析，同时对轧辊温度与辊形进行了实际测量。究其原因为CVC辊形对热凸度和磨损辊形较为敏感，工作辊冷却水能力不足引起的轧辊热凸度过大破坏了CVC辊形曲线的板形控制能力。由于改造轧辊冷却水系统费用较高，需要停产，为了解决凸度控制稳定性问题，采用了辊形优化设计的方法。对精轧机组的CVC工作辊辊形进行了优化，空载辊缝凸度调控范围从［－0.7mm，0.7mm］增大到［－1.2mm，12mm］。同时，为了改善CVC工作辊与支撑辊辊间接触状态，设计并应用了CVC支撑辊辊形。此CVC辊形配置解决了首钢迁钢2250mm热轧线凸度控制稳定性差的问题，板形控制精度由原来的67%提高到了93％以上。
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  中厚板轧后超快速冷却系统流量调节技术

  胡啸，苑达，王丙兴，田勇，王昭东，王国栋

  钢铁. 2012, 47(5): 45-48.

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  中厚板轧后超快速冷却水流量的控制速度直接影响轧机的轧制节奏，水流量的控制精度直接影响钢板冷却过程的控制精度。以应用于多家中厚板厂的一种新型超快速冷却设备为例，分析其电动调节阀的调节特性，给出提高流量调节速度和流量调节精度的有效方法，为超快速冷却设备和控制系统的优化设计提供参考依据。
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  基于改进混洗蛙跳算法的冷连轧轧制规程优化

  赵新秋，王艳胜，郑剑，杨景明，车海军

  钢铁. 2012, 47(5): 49-53.

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  轧制规程优化是使轧制过程达到最佳状态的重要保证。综合考虑影响冷连轧轧制过程的多种因素，以等功率裕度和克服划痕为目标函数，建立了轧制规程多目标优化模型，并采用自适应混沌变异蛙跳算法对轧制规程进行优化设计。该算法是在基本蛙跳算法中，加入自适应混沌变异操作，具有较好的寻优精度和收敛速度。对某钢厂1370mm冷连轧机轧制规程进行优化的结果表明，优化后的规程较好地实现了各机架等功率负荷分配，降低了划痕出现的概率和程度，大大地提高了产品质量，增加了经济效益。
钢铁材料
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  Nb-Ti微合金钢的静态再结晶行为

  陈俊，周砚磊，唐帅，刘振宇，王国栋

  钢铁. 2012, 47(5): 54-58.

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  通过双道次压缩试验研究了Nb-Ti微合金钢的静态再结晶行为，确定了应变诱导沉淀析出前Nb-Ti微合金钢的静态再结晶激活能，并建立了静态再结晶动力学模型。采用面积法及积分-能量法计算的软化率，很好地反映了微合金钢的静态再结晶行为及应变诱导沉淀析出行为。应变诱导沉淀析出的鼻尖温度在900～925℃之间，静态再结晶的临界温度（SRCT）高于950℃。
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  热轧和退火后汽车用热镀锌440 MPa级高强IF钢析出物分析

  陈斌锴，张启富, 江社明，郝晓东

  钢铁. 2012, 47(5): 59-63.

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  通过TEM和EDS对汽车用热镀锌440MPa级高强IF钢热轧和不同退火工艺条件下的析出物的形貌、分布和成分特征进行研究，并分析了退火工艺参数对析出物的影响。结果表明，热轧和退火得到的析出物主要有TiN、NbC、TiC、Fe(Ti+Nb)P等。退火后的析出物数量都明显多于热轧板中的析出物数量，并且随着退火温度的升高和保温时间的延长，原来粗大析出物细化、分解，而原来细小析出物得以粗化、长大。
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  夹杂物特征参数对拉伸载荷下X80管线钢中裂纹萌生及扩展影响的原位观测

  仝珂，卫尊义，朱丽霞，何小东，曾燕屏

  钢铁. 2012, 47(5): 64-68.

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  采用扫描电镜原位观测的方法，跟踪观察了拉伸载荷作用下X80管线钢中不同尺寸、形态的夹杂物导致裂纹萌生与扩展的微观力学行为。结果表明：在拉伸载荷作用下，夹杂物面积越大，夹杂内萌生的裂纹条数越多，第1条裂纹萌生时的应力越小；夹杂物的形态和面积决定第1条裂纹的萌生位置；当夹杂物呈不规则形态且棱角较多时，裂纹在萌生初始阶段就向基体扩展，但之后继续加载时裂纹不会继续在基体中扩展；夹杂物对X80管线钢的拉伸性能无显著影响。
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  超低碳13Cr-5Ni-2Mo马氏体不锈钢热变形行为及本构关系

  张威，闫东娜，邹德宁，刘环，韩英，范光伟

  钢铁. 2012, 47(5): 69-74.

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  利用Gleeble-3800热模拟试验机对超低碳13Cr-5Ni-2Mo马氏体不锈钢进行单道次高温压缩试验，研究其在900～1 200 ℃、0.1～50 s-1条件下的热变形行为，并讨论了不同变形条件下的微观组织演变规律；基于Sellars双曲正弦模型构建了超低碳13Cr-5Ni-2Mo 马氏体不锈钢的高温流变应力本构方程。研究结果表明，变形温度越高、应变速率越低，则流变应力越小，峰值应变也越小，微观组织由动态回复型向动态再结晶型转变，并且晶粒逐渐长大、粗化。在高温区变形，随着应变速率的升高，动态再结晶晶粒明显细化。所建立的本构方程具有较高的精确度，能反映超低碳13Cr-5Ni-2Mo 马氏体不锈钢的高温变形力学行为，可为热加工数值模拟研究提供参考。
环保与能源
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  首钢京唐BSK顶燃式热风炉的燃烧技术

  张福明，胡祖瑞，程树森，李欣

  钢铁. 2012, 47(5): 75-81.

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  为开发5500m3高炉BSK顶燃式热风炉技术，对顶燃式热风炉的燃烧机制和燃烧特性进行了研究。采用CFD数学仿真模拟研究了BSK顶燃式热风炉环形陶瓷燃烧器的燃烧机制，解析了顶燃式热风炉燃烧室内气体的混合、流动以及燃烧过程，计算分析了顶燃式热风炉燃烧过程的速度场、温度场以及浓度场分布。通过对实体热风炉的冷态测试，验证了CFD数学仿真计算的结果。研究结果表明，BSK顶燃式热风炉采用旋流扩散燃烧技术使燃烧过程速度场、温度场和浓度场分布均匀对称，并可以有效控制火焰长度和火焰形状，使煤气在拱顶空间内充分燃烧。速度场、温度场和浓度场的分布与煤气和助燃空气的初始分布有直接关系。通过燃烧器喷嘴结构优化设计可以显著提高空气与煤气混合的均匀性，改善燃烧室内浓度、温度分布以及火焰形状。
技术交流
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  特厚桥梁钢板Q370qE-Z35的开发

  唐郑磊，许少普，崔冠军，杨东，李红洋，袁恒

  钢铁. 2012, 47(5): 82-86.

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  南阳汉冶特钢有限公司将自主研发的水冷模用于特厚桥梁钢的开发试验，通过成分设计、轧制、热处理工艺设计，采用100t转炉—模铸—3800mm轧机—热处理的工艺研制开发过程，获得了细小、均匀的内部组织，钢板的各项性能指标均符合国家标准要求，成功研制出150mm厚的Q370qE-Z35特厚、大单重桥梁板。