2013年, 第48卷, 第1期　刊出日期：2013-01-15

  

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综合论述
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  炼钢厂的精细制造

  刘青 ，汪宙 ，常健，王彬 ，谢飞鸣，王宝

  钢铁. 2013, 48(1): 1-9.

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  炼钢厂生产过程是钢铁制造流程中的关键环节，主要涉及铁水预处理、炼钢、二次冶金和连铸4个生产工序。以炼钢厂生产过程为例，对钢铁生产过程的精细制造进行阐述。从炼钢厂生产工艺的精细控制、工序装备的精细配置与运行、生产流程的精细管控3个方面归纳并描述了炼钢厂的精细制造，并且分析了国内外在这3方面的研究进展。炼钢厂的精细制造对钢厂实现高品质、高效率、低成本、低能耗生产具有重要意义。
原料与炼铁
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  变碱度条件下低硅烧结矿孔径分布的多重分形

  李远亮，张庆军，莫文玲，姜丽梅，刘金刚，张玉柱

  钢铁. 2013, 48(1): 10-14.

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  利用压汞仪测定了不同碱度的低硅烧结矿样品的孔径分布。采用多重分形理论计算其孔径分布的分形特征，并结合冶金性能分析探讨了三者之间的关系。研究结果表明，随着碱度的增加，低硅烧结矿的孔径分布经历了一个从不均匀到均匀的变化过程。碱度为2.0时，其谱宽Δα最小，多重分形结构较均匀，分形特征较好。此时孔径分布较均匀，气孔较大，有利于冶金性能的改善。测定样品冶金性能的结果表明，当碱度为2.0时，其综合性能最好。
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  多层含碳球团转底炉内直接还原行为

  伦志刚，胡途，吕学伟

  钢铁. 2013, 48(1): 15-19.

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  为明确转底炉内多层布料下球团的还原规律，采用含碳球团直接还原钒钛铁精矿，研究了还原温度和还原时间对不同层球团金属化率的影响以及铁精矿中各铁矿物的还原顺序。结果表明:多层球团的还原不同步，在上层球团还原完成并发生再氧化时，下层球团的还原仍在继续。球团的平均金属化率会随着还原温度的增加而提高，随着还原时间的延长出现先增高后降低的现象。在还原过程中存在一个获得最大金属化率的最佳还原时间（本试验为25min）。钒钛铁精矿中各铁矿物还原的难易程度按下列顺序依次增加：Fe2TiO5→Fe3O4→FeO→Fe2TiO4→FeTiO3。
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  COREX熔融气化炉中块煤裂化现象

  湛文龙，吴铿，徐万仁，刘起航 任海亮，吴小辉

  钢铁. 2013, 48(1): 20-23.

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  COREX流程主要使用块煤作为燃料，但仍需要加入一定比例的焦炭来支撑熔融气化炉内炉料，保证炉况顺行。块煤裂解形成的半焦和焦炭在熔融气化炉内的劣化程度对煤气流的透气性、渣铁的透气透液性和炉缸热量的分布等影响较大。利用风口取样技术取出风口焦试样，进行粒度分布研究、显微结构分析、透气性指数计算和热态性能测定，发现风口焦试样中大于10mm的较大颗粒多为入炉焦炭劣化所致，小于10mm的小颗粒多为块煤裂解所致；认为块煤挥发分热解后的产物会加剧焦炭的溶损反应，且块煤裂解半焦的反应后强度不及入炉焦炭，半焦在炉内的劣化是影响渣铁透气透液性的主要因素；最后结合对试验结果的分析，给出了降低COREX流程能耗的一些措施。
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  链箅机布料系统的均匀布料

  王代军 ，吴胜利 ，李林

  钢铁. 2013, 48(1): 24-29.

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  根据链箅机-回转窑球团采用成品生球带式输送机+摆动皮带+宽皮带+辊式布料器+溜料板组成的布料系统，介绍其布料原理。实际生产中，链箅机布料存在布料不均、影响箅板使用寿命等问题，分析摆动皮带、宽皮带、辊式布料器、溜料板引起布料不均的原因。对均匀布料进行研究，实现布料设备紧凑组合、降低工程投资。阐述摆动皮带的工作原理，得出摆动皮带的摆动结构自身不对称是造成链箅机箅床左右料层不均的根本原因。针对摆动皮带自身结构引起的布料不对称问题展开算法研究，设计合理的摆动皮带运行轨迹。正确选择溜料板的合理角度和分离点，实现均匀布料。
炼钢
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  复吹转炉双渣吹炼脱磷试验

  廖鹏，侯泽旺，秦哲，张兴中，仇圣桃

  钢铁. 2013, 48(1): 30-36.

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  通过现场试验，研究了在同一转炉内进行前期脱磷倒渣后，中后期少渣脱碳以冶炼超低磷钢的工艺，即复吹转炉双渣吹炼脱磷工艺。结果表明：在铁水磷质量分数为0.11%～0.14%条件下，半钢和终点渣碱度控制在20～2.3和3.6～3.8，TFe质量分数控制在14%～16%和16%～18%，半钢倒渣量40%～60%，可以使转炉终点磷质量分数控制在0.007%以下。
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  二次氧化对低碳铝镇静钢中间包钢水洁净度的影响

  杨叠，邓小旋，王新华，钱龙

  钢铁. 2013, 48(1): 37-41.

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  对薄板坯连铸连轧生产低碳铝镇静钢浇次第一炉开浇初期的中间包钢水取样，运用ASPEX扫描电镜分析了钢中夹杂物数量、尺寸及成分的变化规律。结果表明，二次氧化主要有2种：大气氧化和中间包耐火材料及卷渣造成的氧化。夹杂物的变化受二次氧化方式主次不同影响较大，在本研究的2个浇次中，中间包耐火材料及卷渣造成的二次氧化持续时间较大气氧化长，造成夹杂物数量较多和大量高熔点Al2O3夹杂的持续存在，其平均尺寸也较大，对钢水洁净度影响更大，可见在工业实践中，耐材和卷渣引起的二次氧化也值得高度重视。
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  钙处理工艺对管线钢非金属夹杂物的影响

  罗磊 孙彦辉 陈永 吴国荣

  钢铁. 2013, 48(1): 42-45.

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  为了提高攀钢管线钢的洁净度，通过取样，对攀钢BOF-LF-RH-CC工艺生产的管线钢钙处理后钢中非金属夹杂物作了定量的分析，找出钢中夹杂物的类型、来源以及在不同工序的变化规律，提出改善管线钢洁净度的合理喂钙量的建议。试验结果表明，在现有工艺条件下，喂钙线长度过大，会导致钢中原有的氧化物夹杂变性过度，产生的高熔点夹杂物仍然不易上浮去除。同时，过多的喂钙量导致钢液中产生大量CaS和CaO夹杂，造成了钢液的污染。依照钙硫比等于2.0进行喂钙，计算出合理的喂钙线长度在600m左右。
压力加工
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  板带轧机厚控系统三自由度建模与故障模拟

  董敏，周彬

  钢铁. 2013, 48(1): 46-51.

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  针对板带轧机厚度控制系统的参数变化导致故障诊断困难及实际故障模拟费用高、危险性大等问题，在充分考虑轧机机体各部分的质量、刚度和阻尼分配的情况下，应用模块化建模的方法，建立了轧机厚度控制系统的三自由度动态仿真模型。此模型可以更完善地反映系统各参数变化对系统响应的影响，为一种具有实用价值的故障模拟模型。应用所建模型的系统动态响应，进行典型故障的模拟研究，所获取的故障特征可为系统故障预测和诊断提供依据。试验数据验证了模型的正确性和故障模拟的可行性。
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  1580热连轧机F2精轧机振动综合测试与分析

  高亚南，彭艳，孙建亮，苏旭涛，赵林，李修琨

  钢铁. 2013, 48(1): 52-58.

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  针对迁钢1580热连轧生产线F2轧机在轧制薄规格产品时频繁出现的异常振动现象，组织了对其扭振、垂振及水平振动的综合测试。分析表明:轧机扭振和垂振是受迫振动，激励来自工作辊水平振动，工作辊轴承座衬板与机架衬板间间隙过大是造成轧机振动的直接原因，提出了减小工作辊轴承座与机架间间隙的振动抑制方案。现场对工作辊轴承座分别加装0.3和0.7mm两种规格的衬板垫片进行了试验，测试信号显示异常振动明显减弱甚至消失，效果令人满意。
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  宽带钢热连轧精轧机组成套辊形配置技术研究与应用

  王晓东，李飞，王秋娜，李本海，李彬

  钢铁. 2013, 48(1): 59-64.

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  为了实现热轧宽带钢板形的高精度控制，根据宽带钢热连轧精轧机组上游机架控制凸度与下游机架控制平坦度的特性，在首钢迁钢1580mm热连轧生产线的精轧机组开发并应用了成套辊形配置技术。在F1机架工作辊采用负凸度辊形，加强带钢轧制过程的对中；在F2到F4机架工作辊应用低轴向力CVC辊形，对带钢进行凸度调控；在F5到F7机架工作辊上采用负凸度辊形，辅以长行程的工作辊周期性窜辊，均匀轧辊磨损，控制带钢的平坦度；在所有机架的支撑辊上采用VCR变接触式辊形，增加机架的横向刚度。采用此辊形配置后，带钢的板形控制精度达95％以上，同时，改善了带钢轧制稳定性，延长了轧制计划长度，实现了一定范围的自由规程轧制。
钢铁材料
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  TSCR+固态渗氮工艺试制Hi-B钢的模拟试验

  贾彩霞 ，董廷亮，项利，唐广波，仇圣桃，赵鸿金

  钢铁. 2013, 48(1): 65-69.

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  在实验室模拟TSCR+固态渗氮工艺试制了高磁感取向硅钢。试验结果表明，初始氮质量分数为00034%~0.0084%试验钢，采用MgO涂层中添加MnN的方式进行固态渗氮后钢中氮质量分数为0.0146%~00164%；不经渗氮的脱碳板在试验退火条件下没有发生二次再结晶，渗氮后脱碳板的二次再结晶开始温度约为980℃；二次再结晶前初次晶粒约为23μm，渗氮后在高温退火阶段形成的AlN起到了抑制初次再结晶晶粒长大的作用；试验钢的磁性波动较大；其中最好磁性能B8达到1.928T，P17/50达到1.174W/kg。TSCR +固态渗氮工艺生产高磁感取向硅钢是可行的。
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  微钒Cr-B系NM400耐磨钢的热处理工艺

  赵月强 ，兰亮云，李灿明 赵德文

  钢铁. 2013, 48(1): 70-74.

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  采用在Cr-B系中添加微量钒的低成本设计思路来确定NM400耐磨钢的合金成分，详细研究了不同淬火温度和回火温度对NM400耐磨钢显微组织和力学性能的影响，获得了适合工业生产的热处理工艺制度。通过光学显微镜、SEM和TEM观察，分析了经不同温度回火后马氏体组织精细结构的演变规律。结果表明：试验钢具有良好的淬透性，经900~930℃淬火、250℃保温90min回火后得到均匀细小的回火板条马氏体组织；TEM分析表明，回火板条马氏体的宽度在0.1~0.2μm，板条内分布细小均匀的碳化物析出粒子（主要是10~20nm碳氮化钒），提高钢的综合力学性能。
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  Nb在超快冷条件下的低温析出行为

  杨浩，周晓光，刘振宇，王国栋

  钢铁. 2013, 48(1): 75-81.

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  通过热模拟试验和实验室热轧试验，结合含Nb船板钢的CCT曲线，重点研究了超快冷条件下试验钢中Nb在相变区的析出行为。结果表明，试验钢变形后快速冷却至600℃保温不同时间时，得到的组织为针状铁素体组织，而在650℃等温时，组织中多边形铁素体含量随等温时间延长逐渐增多；不同温度下保温，随着保温时间的延长，析出相粒子的数量有所增多，尺寸也有所增大；在实验室条件下采用910℃终轧＋超快速冷却工艺，相比于850℃终轧＋层冷工艺组织中的粒子析出量大大增加，微合金的析出强化作用得到加强，得到轧件的强度相比于低温终轧并没有降低，说明超快速冷工艺不仅可以更好地发挥Nb的析出强化作用，提高含Nb船板钢的强度，而且可以适度提高试验钢的终轧温度，降低轧制力，提高轧制节奏。
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  轧后加热温度对高Nb X80管线钢板组织性能的影响

  章传国，郑磊

  钢铁. 2013, 48(1): 82-86.

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  采用TMCP（热机械控制处理）工艺制造的高Nb成分X80管线钢板，在实验室进行了不同加热温度下的离线热处理试验研究，分析了轧后加热温度对高Nb管线钢组织性能的影响规律。结果表明：钢板在150~600℃温度范围内热处理时，钢板的显微组织、强度及DWTT（Drop Weight Tear Test，落锤撕裂试验）性能无显著变化，韧脆转变温度略有上升；650℃加热处理后，钢板的显微组织粗化、韧脆转变温度上升，DWTT性能明显下降。
环保与能源
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  中美钢铁工业能效对标研究

  张春霞，上官方钦，郦秀萍，Lynn Price Nathaniel Aden Ali Hasanbeigi

  钢铁. 2013, 48(1): 87-94.

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  分析了中美钢铁工业的发展进程，提出了一种适用于不同国家间的钢铁工业能源效率对标的方法，考虑了影响能效的关键因素，如边界、能效指标、能源折算系数、电炉钢比等。采用该对标方法，对中美两国钢铁工业的能效进行了分析比较。结果表明：从两国钢铁工业整体能效对比分析来看，在设定相同的钢铁工业边界、能源折算系数和电炉钢比等条件下，中国钢铁工业的平均能源强度要比美国高约24.30kg/t；但从代表中国钢铁工业水平的重点钢铁企业与美国钢铁工业的能效对比分析来看，中国重点钢铁企业的能源强度要比美国钢铁工业约低5970kg/t。