2012年, 第47卷, 第6期　刊出日期：2012-06-15

  

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综合论述
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  带肋钢筋的升级换代及相关的资源问题

  陈其安，车彦民，折启耀

  钢铁. 2012, 47(6): 1-8.

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  基于巨大的产量基数必须对中国带肋钢筋升级换代及其相关的资源问题做战略性分析。从资源的极致利用出发，中国地域间显著的差异性和带肋钢筋有限的销售半径将使其升级换代出现目标多元化和地域相关制备技术的显著特点并建议执行地域性标准。在升级换代中宜引入钢筋交变应变基准设计的概念以确保抗震性。从资源友好出发分析了现有带肋钢筋Q235+Mn型和Q235+Mn+MA型强韧化技术的不足，强调焊接连接不利于资源的有效利用；宜开展对用于机械连接的Q235+C型强韧化技术的探讨，以获得更加资源友好的效果，给出了初步的实验室研究结果。
原料与炼铁
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  高炉炉缸气隙的危害及防治

  邹忠平，郭宪臻

  钢铁. 2012, 47(6): 9-13.

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  从炉缸问题调查着手，通过大量理论计算指出了炉缸气隙的危害，并结合现场调查、施工和生产实践，分析了炉缸产生气隙的各种因素，最终提出了从设计、施工到高炉操作的这些炉缸长寿链上各关键环节系统防止炉缸气隙的有效措施，为高炉炉缸实现无气隙化操作、实现炉缸长寿提供了全面的解决方案。研究指出夹壳式冷却方式、热水烘炉、防止炉缸漏水是减小炉缸气隙最有效的措施。
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  喷煤对COREX熔融气化炉风口前理论燃烧温度的影响

  屈俊杰，吴铿，王崇茂，付平，湛文龙，邵腾飞

  钢铁. 2012, 47(6): 14-17.

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  风口前理论燃烧温度是衡量熔融气化炉风口前热平衡和预测炉缸热状态的重?问弧Ｒ谰菘悸荢iO2还原的理论燃烧温度计算公式，分析了在熔融气化炉喷煤对风口前理论燃烧温度的影响。计算了不同喷煤条件下，熔融气化炉风口前的理论燃烧温度。在此基础上讨论了喷煤比、挥发分及焦炭(半焦)进入燃烧区域的温度等参数的影响，为选择适合COREX熔融气化炉喷吹煤提供了必要的依据。
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  中性气氛下高铝中钛型高炉渣黏度的试验研究

  穆红旺，张淑会,吕庆，孙艳芹

  钢铁. 2012, 47(6): 18-21.

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  采用RTW熔体物性测定仪研究了中性气氛条件下高铝中钛型高炉渣的黏度和熔化性温度，得到了碱度和化学成分等因素对其黏度和熔化性温度的影响规律。结果表明：在中性气氛条件下，当炉渣碱度从0.92提高到1.12时，炉渣的黏度降低、熔化性温度升高；随着渣中MgO含量的升高，炉渣的黏度先降低再升高；增加渣中Al2O3含量，炉渣的黏度显著提高。当Al2O3的质量分数大于14.75%后对炉渣黏度的影响不明显；当TiO2的质量分数在10.57%~14.57%范围内增加时，高铝中钛渣的黏度随之降低，即在理想条件下，TiO2含量和温度的增加对炉渣黏度影响均不大。但当高炉冶炼钒钛磁铁矿时，炉渣中的Ti(C,N)等高熔点物质随原料中TiO2含量的增加和炉温的上升而增加，将对炉渣黏度产生很大的影响，故冶炼时应控制高炉内TiO2的还原以少生成高熔点钛化合物，并且严格控制铁水温度以使高炉接受矿石钛含量。
炼钢
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  钢液中夹杂物形核热力学的尺寸效应及临界晶核尺寸计算

  王国承，张立峰

  钢铁. 2012, 47(6): 22-26.

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  基于纳米热力学理论分析了钢液中非金属夹杂物的形核过程，建立了夹杂物形核的纳米热力学计算模型。通过考虑晶核尺寸对钢液-晶核界面能的影响，推导了钢液-晶核界面能与晶核尺寸之间的关系式；进一步分析晶核尺寸对晶核溶解度的影响，获得了考虑晶核尺寸因素的夹杂物形核过程总Gibbs自由能变化关系式；在此基础上，获得了基于纳米热力学的夹杂物临界晶核半径计算公式。以Al2O3夹杂为例，分别采用纳米热力学和经典形核热力学公式计算了临界晶核半径。结果表明：在相同条件下，基于纳米热力学计算得到的临界晶核半径值均大于经典热力学计算得到的临界晶核半径值；对于用铝终脱氧的一般情况，纳米热力学计算得到Al2O3夹杂物的临界晶核半径为1.40~2.72nm，经典热力学计算值为1.02~1.69nm。研究结果目前难以直接采用试验证实，但可从有关纳米体系热力学研究文献结果得到间接验证。
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  大方坯连铸M-EMS参数对磁场和流场分布的影响

  张静，王恩刚，邓安元，赫冀成

  钢铁. 2012, 47(6): 27-31.

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  采用数值模拟与现场实测相结合的方法，对大方坯结晶器电磁搅拌（M-EMS）过程进行了耦合数值模拟，研究了电磁搅拌参数及结晶器铜管厚度对钢液磁场和流场分布的影响。结果表明：当其他参数不变时，磁感应强度、电磁力和流速随着电流的增大而增加。磁感应强度随频率增加而减小，电磁力和流速随频率的增加而增大；且随着频率的增加，最大磁感应强度、电磁力和流速的变化值减小。对于连铸470mm×350mm大方坯，电磁搅拌电流和频率分别为550A和2Hz，结晶器铜板厚度为35mm时，能起到良好的电磁搅拌效果。
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  鞍钢转炉双渣深脱磷工艺研究与实践

  万雪峰，曹东，李德刚，廖相巍，王丽娟，常桂华

  钢铁. 2012, 47(6): 32-36.

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  在100t顶吹、180t复吹及260t复吹转炉上研究了双渣法深脱磷规律。通过工业性试验，研究不同吹炼时期冶炼特点，分析吹炼过程需要控制的原料及工艺制度等关键措施，研究结果表明：控制倒炉温度、碱度、渣中w（(FeO)）及熔渣流动性等因素均是取得良好脱磷效果的重要保证。应用双渣法深脱磷生产试验取得了100t顶吹转炉出钢w（［P］）平均达到63×10-6，180t复吹转炉w（［P］）达到51×10-6，260t复吹转炉w（［P］）达到62×10-6的实绩。
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  旋流氧枪在提钒转炉上的应用

  吕明，魏鑫燕，朱荣，张兴利,，鲍翔，王磊

  钢铁. 2012, 47(6): 37-41.

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  通过水模拟试验，研究了旋流氧枪对熔池的搅拌效果，发现采用10°旋流氧枪喷吹时混匀时间最短，仅为47.6s，因此，对熔池搅拌的效果最佳。在此基础上，采用10°旋流氧枪在现场150t提钒转炉上进行吹炼提钒。研究发现：采用旋流氧枪可保证提钒转炉冶炼过程的正常进行，半钢钒的质量分数比常规氧枪冶炼时降低17.8%，转炉提钒率提高5.1%，钒渣V2O5品位提高0.93%，减少了铁损，为提高提钒转炉钒资源回收率提供了新技术。
压力加工
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  连续退火机组带钢瓢曲临界张力的研究

  张利祥，李俊，张理扬

  钢铁. 2012, 47(6): 42-45.

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  根据金属塑性理论建立了带钢稳定通板的理论模型，并对模型进行求解，求解分为张力加载与辊子转动两步进行。系统地研究了瓢曲的形成与发展，以及辊形与带钢尺寸对带钢瓢曲临界张力的影响等。结果表明：引起带钢瓢曲的横向压缩应力由不均匀拉伸诱发的横向压缩应力和由摩擦产生的附加横向压缩应力两部分构成，瓢曲在带钢传输过程中逐步形成；对比发现有限元模拟的瓢曲发生与长大过程与大生产的情况基本一致，瓢曲的宽度约为2～4mm。并且带钢瓢曲的临界张力随着辊子凸度的增大、辊子平台区长度的减小、辊面粗糙度的减小、带钢厚度的减小而逐渐减小。
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  冷连轧板形板厚耦合关系及其解耦设计

  孙文权，邵健，何安瑞，杨荃

  钢铁. 2012, 47(6): 46-50.

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  带钢冷连轧过程中，板形板厚控制存在着很强的耦合关系，相互影响对方的调节效果，甚至引起系统不稳定。对轧制过程中影响板形板厚的各控制因素进行了系统的理论分析，建立了板形（平坦度、凸度）板厚耦合模型，并在对2组耦合模型进行系统分析的基础上分别进行解耦设计，以某厂1720mm五机架冷连轧机的实际参数，采用Matlab/Simulink工具进行的仿真分析，证明平坦度与板厚解耦设计可有效提高板形板厚的控制精度。
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  改善中厚板轧后超快冷均匀性的措施及其应用

  王丙兴，田勇，袁国，王昭东，王国栋

  钢铁. 2012, 47(6): 51-54.

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  以改善中厚板轧后冷却均匀性为目的，从高压水射流冲击换热原理出发，研究在超快速冷却条件下的改善钢板冷却均匀性方法。通过合理设计集管及其布置形式，采用上集管位置设定、水比设定以及钢板头尾速度遮蔽等措施，实现了在超快速冷却过程中钢板各个方向上的冷却均匀性。将上述措施用于在线生产，结果表明，钢板各向均匀性控制良好，长度方向95%以上的温度被控制在距离目标返红温度±25℃的范围之内。
钢铁材料
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  P92钢中δ-铁素体内Laves相的长大规律

  石如星，刘正东

  钢铁. 2012, 47(6): 55-59.

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  用透射电镜、扫描电镜对两炉δ-铁素体含量不同的P92钢中的Laves相形貌与尺寸进行了分析与测量。结果表明：在时效状态下，δ-铁素体内也有Laves相析出，其尺寸显著大于马氏体基体中的Laves相；δ-铁素体含量越高，δ-铁素体内的Laves相尺寸与增长速度越大；δ-铁素体含量对马氏体基体中的Laves相尺寸影响不大。
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  退火马氏体基体TRIP钢拉伸过程中的残余奥氏体转变

  张明亚,朱伏先,段争涛，曾周燏

  钢铁. 2012, 47(6): 60-63.

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  研究了冷轧退火马氏体基体TRIP钢在不同预拉伸过程中残余奥氏体向马氏体的转变。为了使残余奥氏体转变充分，试验拉伸速度设定为1mm/min。对不同变形条件下的试样进行分析,通过XRD分析残余奥氏体转变的体积分数及残余奥氏体中的碳浓度，通过SEM观察拉伸断裂后的断口形貌。分析发现：残余奥氏体转变过程与应力-应变有十分密切的关系，在变形的初始阶段和试样断裂之前，残余奥氏体的转变率较均匀变形阶段要小很多；在均匀变形阶段，即在出现颈缩之前，残余奥氏体发生稳定的马氏体相变，其转变率达到最大值，此时可以有效地提高均匀伸长率；在出现颈缩之后，残余奥氏体继续发生马氏体转变，但其转变率要较均匀转变时稍低。在整个变形过程中，残余奥氏体中的碳浓度呈线性增加。在变形的始末，虽然是应力-应变的最大梯度，但奥氏体的转变率并不是最高，反而为最低。
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  铌对低温钢组织及性能的影响

  王璐，孙玉福，赵靖宇，吕烨哲，马永华，肖志云

  钢铁. 2012, 47(6): 64-68.

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  通过金相组织观察、低温冲击试验和拉伸试验及拉伸断口形貌观察，研究了铌对正火+调质处理低温钢组织及性能的影响。结果表明:铸态下随着试样中铌含量的增加，组织中珠光体片间距逐渐减小，经过930℃正火+900℃淬火+630℃回火热处理后， 铌质量分数为0.039%的试样组织及综合性能最佳，组织为回火索氏体，-20、-40℃夏比冲击功分别达到44.4和28.4J，抗拉强度和屈服强度分别为995和885MPa，断后伸长率达到17.0%。
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  两种不同强塑性薄钢板抗弹性能的试验和数值模拟

  肖红亮，时捷，曹文全，雍岐龙，董瀚

  钢铁. 2012, 47(6): 69-75.

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  利用51B式7.62mm手枪弹对不同强度和塑性的薄钢板进行枪击试验，采用ANSYS/LS-DYNA软件对试验过程进行数值模拟，对试验和数值模拟过程的钢板破坏形貌、背凸高度、残余弹丸长度等宏观形貌进行比较。结合抗弹过程中弹丸和钢板消耗的能量，分析了强度和塑性对钢板抗弹性能的影响。结果表明：尽管两种钢板的抗拉强度和断后伸长率差异较大，但其抗51B式7.62mm手枪弹性能相当。试验和数值模拟结果吻合较好，模拟方法能够正确地反映弹丸冲击靶板过程。因较高强度钢板使弹丸变形消耗的能量大于较低强度钢板，塑性较好钢板本身变形消耗的能量大于较低塑性钢板，从而解释了两种钢板抗弹性能相当的试验结果。
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  稀土元素对重轨钢动态再结晶和珠光体片间距的影响

  包喜荣，陈林，郭亚鹏

  钢铁. 2012, 47(6): 76-78.

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  应用Gleeble-1500D热模拟试验机对重轨钢BNbRE和U71Mn进行单道次压缩试验，测定850~1150℃下的真应力-真应变曲线，研究不同终轧温度和稀土元素对重轨钢动态再结晶的影响，并用扫描电镜观察变形后空冷的显微组织。结果表明，稀土元素能显著地抑制形变奥氏体的动态再结晶并细化珠光体片层间距。因此，稀土元素可抑制重轨钢动态再结晶，使其在较高终轧温度下仍能得到细小均匀的显微组织。
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  淬火工艺对Ni-Cr-Mo-B超厚钢板心部力学性能的影响

  王小勇，潘涛，王华，李云，苏航，李向阳

  钢铁. 2012, 47(6): 79-83.

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  为了改善Ni-Cr-Mo-B超厚钢板的心部性能，研究了不同淬火温度、不同保温时间以及循环淬火处理对Ni-Cr-Mo-B超厚钢板心部力学性能的影响。结果表明：试验用Ni-Cr-Mo-B超厚板最佳的淬火温度区间为890~920℃；在最佳淬火温度区间内，淬火保温时间延长为3h，可获得更为理想的心部性能；采用循环淬火处理可以显著改善超厚板的心部性能。
环保与能源
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  不同处理条件下转炉渣活性的分析

  钱强

  钢铁. 2012, 47(6): 84-87.

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  不同预处理工艺对转炉渣矿物组成的影响不同，急冷及陈化处理有利于活性矿物的生成。转炉渣中的游离钙结构致密使反应缓慢，经过消解陈化处理，生成硅钙石和Ca(OH)2固溶体，既有利于游离钙的消解，又可提高其活性。因此，将钢渣用于混合材时，需严格控制游离钙质量分数在4%～5%范围内，以实现高效利用。
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  高炉旋风灰作为喷吹煤粉添加剂的可行性研究

  邵腾飞，吴铿，丁汝才，王崇茂，刘起航，屈俊杰

  钢铁. 2012, 47(6): 88-92.

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  高炉采用3级除尘后，其第2级的旋风灰中含有大量的含铁氧化物和碳，将其作为喷吹煤粉的添加剂从高炉风口喷入，可促进煤粉燃烧，达到高效利用旋风灰的目的。对首秦高炉除尘灰进行粒度和化学成分分析，发现旋风灰可以作为添加剂与煤粉进行混合喷吹。通过实验室测定不同含量旋风灰对煤粉燃烧性的影响，确定在富氧率为3%，添加旋风灰比例为6%时，可达到最佳的煤粉燃烧效果。首秦高炉的试验结果表明，喷煤时添加3%以下的旋风灰代替相应的煤粉，生产平稳，喷吹系统运转正常。高炉自产的旋风灰作为煤粉添加剂是可行的，可以带来较好的经济效益和社会效益。