2012年, 第47卷, 第7期　刊出日期：2012-07-15

  

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综合论述
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  钢铁厂流程结构优化与高炉大型化

  张福明,钱世崇,殷瑞钰

  钢铁. 2012, 47(7): 1-9.

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  高炉是钢厂生产流程中物质、能量最为密集的工艺装置，对钢厂的物质流网络和能量流网络的构建与合理化运行有着重大影响。高炉的功能不仅是通过还原反应过程获得优质的铁水，而且伴随大量的能量转换和信息的输入/输出过程，应当在整个钢铁生产流程结构优化的前提下，综合思考高炉的合理座数、合理容积和合理位置。通过分析国际高炉的发展趋势和首钢京唐钢厂5576m3高炉与迁安钢厂4080m3高炉的比较，建设2×5576m3高炉和3×4080m3高炉可以得到相近的产量，但前者在节省投资、能源节约和信息控制等方面具有明显优势。由此可以看出，为了优化钢厂生产流程，提高市场竞争力，高炉大型化是一种明显的趋势。但是，并不是追求单座高炉越大越好，更不应盲目追求“最大”。应该在产品结构、物质流结构、能量流结构优化和动态运行优化前提下实施高炉大型化。一般的趋势是一个高效益、低成本生产的钢厂应以2~3座高炉为宜，并由此得到高炉大型化的合理容积、合理座数及其合理位置。这种发展趋势不仅适合于生产薄板的大型联合企业，而且也适合于生产建筑用棒/线材的中、小型钢厂。
原料与炼铁
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  高炉风口区理论燃烧温度的研究

  张建良，邱家用，国宏伟，刘征建，白亚楠

  钢铁. 2012, 47(7): 10-14.

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  在国内外有关理论燃烧温度研究的基础上，结合理论燃烧温度实时计算的特点和要求，对计算中的关键量进一步修正。采用埃特金迭代法求解各条件下的理论燃烧温度值。结果表明，若不考虑其他因素，煤粉燃烧率对理论燃烧温度的影响因煤粉种类而异。通常烟煤的理论燃烧温度随燃烧率的增加而降低，相同燃烧率下烟煤的理论燃烧温度明显低于无烟煤。随着混合煤粉燃烧率的增加，理论燃烧温度稍有降低。随着喷煤量提高，烟煤的理论燃烧温度降低幅度大于无烟煤。在其他条件相同时，随着烟煤配比的增加，理论燃烧温度呈降低趋势。随着煤粉和焦炭的灰分含量的增加，理论燃烧温度呈降低趋势。
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  太钢4350m3高炉合理操作炉型的控制及探讨

  唐顺兵，王红斌，卫继刚，李夯为，闫魁红

  钢铁. 2012, 47(7): 15-19.

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  从太钢4350m3高炉对合理操作炉型的认识和调整过程出发，通过分析炉内煤气流分布、透气性指数K值、炉体温度和热负荷等影响和体现操作炉型的参数，探讨大型高炉实现操作炉型有效控制的措施。2011年太钢4350m3高炉通过在炉身中上部进行硬质压入，控制煤气流分布和合理匹配各项操作制度等，成功实现了操作炉型的合理控制和低燃料比生产。
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  高FeO渣系黏度的试验研究及预报模型

  侯利明,刘丽丽，张作泰,王习东

  钢铁. 2012, 47(7): 20-25.

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  针对高炉初渣、中间渣组分多变特别是FeO含量高等问题，系统研究了CaO-SiO2-Al2O3-FeO-MgO五元渣系的黏度及组分对黏度的影响规律，并建立了基于WEB的神经网络-遗传算法（ANN-GA）系统的高炉渣黏度预报模型。结果表明，该模型对高FeO渣系的黏度预报值与试验结果吻合较好，误差在20%以内。通过模型预报获得的各因素对渣黏度影响的规律与文献及试验结果一致。
炼钢
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  适合漏斗型薄板坯连铸结晶器三孔水口的水模型优化

  邓小旋,王强强,钱龙，王新华,黄福祥

  钢铁. 2012, 47(7): 26-30.

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  采用1∶1的水模型研究了5种不同底孔直径(16～28mm)的三孔水口下漏斗型薄板坯结晶器内的流场、液面特征和卷渣行为。结果表明：在常规工艺参数下，5种三孔水口下结晶器内钢液的流场都是典型的“双辊流”，且流场稳定；在5种三孔水口下结晶器液面波动都较平稳，且波动范围都在±(3～5)mm之间。5种不同水口下结晶器液面主要发生剪切卷渣，漩涡卷渣很少发生。试验得知：在水口浸入深度280mm，拉速为5m/min时，剪切卷渣发生的钢液临界表面速度是0.32m/s，与文献报道的模型计算值较吻合。在水口浸入深度280mm、拉速为5m/min的条件下，适合薄板坯连铸的最佳的三孔水口的底孔直径为22mm。
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  IF钢非稳态浇铸铸坯洁净度分析

  高攀，田志红,崔阳,胡帅,李永林,朱立新

  钢铁. 2012, 47(7): 31-35.

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  为研究非稳态浇铸对IF钢铸坯洁净的的影响，用钢中气体分析、成分分析、大型夹杂物分析方法对转炉—RH—连铸工艺生产的非稳态浇铸条件下的IF钢铸坯进行取样分析，主要分析头坯、尾坯和换水口坯。结果表明：头坯TO、N、C含量沿拉坯方向呈现上升趋势，Al、Ti正好相反；头坯TO质量分数平均比其他铸坯高0.0015%以上，氮质量分数高达0.0005%以上，碳含量超过判定标准；尾坯、换水口坯TO水平最高分别为正常坯水平的1.6倍和2.2倍，氮含量波动范围分别是正常坯水平的1.0~1.3倍和1.5~1.7倍，碳含量波动范围分别从正常坯水平的1.2~2.4倍和1.2~2.1倍，其他成分波动不大；大型夹杂物含量最高的是头坯34.37mg/(10kg)，其次是尾坯2967mg/(10kg)，然后是换水口坯、大包停浇坯，而正常坯的大型夹杂物含量基本都在1.24mg/(10kg)以下。
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  改善AH36钢板坯中心偏析的试验研究

  朱伦才,刘启龙,王志政，臧红臣

  钢铁. 2012, 47(7): 36-39.

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  基于现有炼钢工艺设备，对马钢2号板坯连铸机浇注AH36钢采用的轻压下方式及工艺参数进行试验研究，结果表明：采用静态辊缝轻压下方式存在很大的局限性，其最优方案?捎?号静态辊缝曲线和动态轻压下DSC3组合；在保证扇形段对弧精度及辊缝控制精度的基础上，通过优化轻压下参数，改善了铸坯中心偏析质量，使AH36铸坯中心偏析等级由平均B1.5提高至C1.0。
压力加工
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  棒材二辊矫直机辊型曲线与矫直精度分析

  刘志亮，刘丰，王英杰

  钢铁. 2012, 47(7): 40-43.

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  为了改进二辊棒材矫直机矫直质量，从弹塑性弯曲理论出发，用Matlab求解双曲线和三曲率二辊矫直机辊型曲线，并绘制相应的辊型图。分别计算了双曲线和三曲率辊型曲线的矫直精度，结果表明三曲率辊型曲线矫直精度高于双曲线辊型曲线的矫直精度。综合考虑棒材的弹塑性变形，基于有限元MARC平台，根据具体实例建立了棒材二辊矫直弹塑性模型，并对其矫直过程进行模拟，分析了棒材在矫直过程中各种参量的变化。对比分析不同辊型下棒材矫直效果，三曲率辊型矫直效果要好于双曲线辊型，可为实际生产提供理论指导。
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  宽带钢热连轧机组均压支承辊辊形开发与应用

  王晓东，李飞，李本海，张宝辉，王磊，陈超超

  钢铁. 2012, 47(7): 44-48.

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  CVC工作辊辊形自发明以来在全球150多条热连轧生产线上得到应用，以控制带钢的板形。实际应用中，与CVC工作辊配对使用的支承辊无论采用平辊还是CVC辊形均存在非均匀磨损甚至轧辊剥落失效的问题，主要原因是CVC支承辊辊形和平支承辊与CVC工作辊配置时存在接触压力集中。为了解决此问题，设计并应用了一种均压支承辊辊形与CVC工作辊配置使用。此辊形是变接触支承辊辊形（VCR）与CVC支承辊辊形的组合，具有变接触辊形的优点，同时又能更好地与CVC工作辊配置使用。均压支承辊辊形应用后，改善了CVC工作辊与支承辊辊间接触状态，解决了轧辊剥落问题，并改善了带钢凸度质量。
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  大直径厚壁管二辊矫直机凹辊辊型有限元研究

  孟启星，孙登月，许石民

  钢铁. 2012, 47(7): 49-54.

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  辊型结构改进目的在于在保证矫直精度前提下使凹辊对研究范围内管材表层形成的2条螺旋滚光带良好衔接，减轻滚光带之间间隙与重叠量。基于二辊矫直机凹辊对管材滚光原理，对凹辊辊型结构进行了改进，增加了专用滚光区；建立了辊型曲线滚光区长度计算的数学模型。在经过有限元试算、辊型曲线修正、有限元精算三步后，研究结果证明：辊型结构改进后，在保证矫直精度前提下，凹辊对研究范围内管材滚制所成2条滚光带重叠状况有了明显改善，表层塑性应变值由改进前的0.03~0.08降至了改进后的0.03~0.05左右。
钢铁材料
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  QLT处理9%Ni钢低温拉伸性能的研究

  苏航，赵希庆，潘涛，高建忠，王青峰

  钢铁. 2012, 47(7): 55-58.

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  对QLT处理后的9%Ni钢在室温和低温下进行拉伸试验，采用X射线法对拉伸前后样品中的奥氏体含量进行了测试，利用透射分析拉伸试样断口附近的显微组织，研究了低温拉伸过程中逆转变奥氏体/马氏体对QLT处理9%Ni钢拉伸变形行为的影响。研究表明：QLT处理9%Ni钢在20~-196℃系列温度拉伸时，随试验温度的降低，强度和均匀伸长率均提高、屈强比降低。逆转变奥氏体在拉伸时发生相变而改善了9%Ni钢的低温塑性。
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  转向节用贝氏体型非调质钢的高周疲劳性能

  胡芳忠,，惠卫军,，雍岐龙, ，张英建，陈思联

  钢铁. 2012, 47(7): 59-63.

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  利用旋转弯曲疲劳试验方法对比研究了新开发的两种转向节用贝氏体型非调质钢的高周疲劳性能。结果表明, 两种不同碳含量的贝氏体型非调质钢具有细小均匀的贝氏体铁素体+M-A岛组成的粒状贝氏体组织；两者具有相当的强度水平和疲劳性能，但其疲劳性能低于同等强度水平的调质钢。与锻态相比，正火处理后，试验料的抗拉强度和疲劳强度均有一定程度的降低，但屈强比和疲劳极限比明显提高。对疲劳断口的分析表明，试验料的疲劳裂纹均起源于表面基体，疲劳裂纹以准解理机制扩展。裂纹扩展速率试验表明，含碳量较低的试验料的疲劳裂纹扩展速率da/dN明显低于含碳量较高的试验料。
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  B对X100/X120高强度管线钢连续冷却相变组织的影响

  王炜，赵征志，王莹，朱涛

  钢铁. 2012, 47(7): 64-67.

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  利用热模拟技术（DIL805A热膨胀仪）和显微分析方法，对不同成分体系X100/X120高强度管线钢在连续冷却转变下的显微组织的变化规律进行了研究。研究结果表明，对于无B钢，随冷速增加，组织中依次出现多边形铁素体(PF)、粒状贝氏体(GB)、贝氏体铁素体(BF)和马氏体(M)。B元素的添加使得管线钢相变开始温度降低到500℃左右，抑制了多边形铁素体的形成，促进了贝氏体的形成。为了获得高级别管线钢X100的复相组织，无B钢的冷却速度应控制在20~30℃/s，而含B钢的冷速只需控制在5~15℃/s，简化了冷却工艺。
环保与能源
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  鞍钢含铁尘泥再资源化研究与实践

  于淑娟,侯洪宇,王向锋,耿继双,张大奎

  钢铁. 2012, 47(7): 68-73.

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  以含铁尘泥中的碳作为还原剂，配制成具有自还原特性的尘泥团块，利用钢厂现有生产工艺和设备使其中的铁氧化物及锌氧化物实现自还原回收而不影响钢铁冶炼生产。开发了利用转炉热环境、兑铁后铁水罐的余热和高炉铁水的物理热处理含铁尘泥工艺技术及其配套的含铁尘泥团块制造技术，实现了高炉后短流程循环处理含锌尘泥或高铁低杂质尘泥及烧结-高炉系统处理低锌低品质含铁尘泥多种途径的综合处理技术。在不引起高炉锌富集的前提下，实现了含铁尘泥的高效综合利用。
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  催化剂对煤粉燃烧特性的影响及动力学研究

  贺鑫杰，张建良，祁成林，孔德文，马超，卢伟佳

  钢铁. 2012, 47(7): 74-79.

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  采用热分析技术，研究了CaO、Fe2O3、MgO和MnO2 4种催化剂对精煤和瘦煤燃烧特性的影响，以及非等温燃烧条件下，催化剂对燃烧反应动力学参数的影响。研究表明：当加入量为1%时，4种催化剂都能降低精煤和瘦煤的初始燃烧温度，其中CaO对煤粉的催化助燃效果最为显著。同为过渡金属氧化物，当加入量小于2%时，MnO2降低两种煤粉初始燃烧温度的效果要好于Fe2O3；当加入量为2%时，MnO2降低两种煤粉初始燃烧温度的作用减弱，比Fe2O3的作用?睿尤胧菝菏匝保孟窒笥任飨浴?种催化剂都能降低精煤和瘦煤在第1反应阶段的活化能，其中CaO表现出的助燃效果最好；在第2反应阶段，CaO对精煤的催化燃烧作用最好，而4种催化剂对瘦煤的催化燃烧作用不明显。
技术交流
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  CSP流程DC04汽车板研制

  常崇明，李积鹏，王云平

  钢铁. 2012, 47(7): 80-83.

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  酒钢利用CSP流程与冷轧生产线匹配进行汽车板DC04的研制，采用提高钢质纯净度和优化热轧工艺及控制冷轧压下量等措施，研制的DC04汽车板碳含量可控制在50×10-6以下，罩式退火后为等轴铁素体组织，成品板晶粒度在ASTM7.5~8，获得了较强的{111}〈110〉{111}〈112〉织构，力学性能均达到IF钢标准。
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  直接热轧法制备Cu-P-Cr-Ni-Mo双相耐候钢

  张春玲，蔡大勇，廖波

  钢铁. 2012, 47(7): 84-88.

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  在商用09CuPCrNi耐候钢化学成分的基础上，通过调整合金元素含量，研制出了可直接热轧双相化的Cu-P-Cr-Ni-Mo耐候钢。该钢种变形奥氏体的CCT曲线具有较宽的铁素体析出区，可作为热轧“可行的速度窗口”；铁素体析出区与贝氏体转变区之间存在约80℃的奥氏体亚稳区，可作为热轧“可行的卷取范围”；贝氏体转变区的右侧端部封口，可避免在卷取过程中发生贝氏体转变。根据Cu-P-Cr-Ni-Mo耐候钢的变形奥氏体的CCT曲线，制定了5种热轧双相化工艺，并采用Gleeble-3500热模拟机进行了轧制模拟，制备出了Cu-P-Cr-Ni-Mo热轧双相耐候钢。不同工艺下获得的双相耐候钢组织均为铁素体基体及其上呈岛状分布的马氏体，马氏体体积分数为17%~28%。