2013年, 第48卷, 第10期　刊出日期：2013-10-15

  

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综合论述
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  关于中国钢铁产能过剩的若干思考与建议

  姜晓东

  钢铁. 2013, 48(10): 1-5.

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  简要分析了中国钢铁行业炼铁、炼钢和轧钢产能现状，结合在建、设计和规划产能的情况，从产能利用率、经营状况等角度对中国钢铁产能过剩问题进行了剖析、判断，阐述了中国钢铁产能过剩具有阶段性和结构性的特点，探讨了钢铁产能过剩对中国钢铁产业发展的影响，并探寻产能过剩的深层次原因，提出了化解钢铁产能过剩的政策建议。
原料与炼铁
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  铁矿粉烧结优化配矿的试验

  刘成松，李京社，高雅巍 ，唐海燕，

  钢铁. 2013, 48(10): 6-11.

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  基于微型烧结试验，测定、比较和分析了国内某钢厂烧结生产常用6种铁矿粉的同化性和液相流动性等高温特性及其影响因素，进而根据其高温特性提出相应互补优化配合原则，设计了4组烧结优化配矿方案并进行了烧结杯试验。结果显示，优化配矿方案的烧结矿产量、质量指标均比基准方案优良，烧结成本比基准方案低，这表明基于铁矿粉同化性和液相流动性对所研究的6种铁矿粉能够进行有效的优化配矿，也为该钢厂烧结优化配矿提供了理论依据和技术支持。
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  承钢铁矿粉基础特性对烧结转鼓强度的影响

  吴玮楠，吕庆，万新宇，白瑞国，李凤臣，陈树军

  钢铁. 2013, 48(10): 12-16.

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  承钢含铁原料的特点是含有较高的钒钛成分，黏结相不充分，烧结矿转鼓指数低，强度差。对承钢3种常用铁矿粉的同化温度、液相流动性、连晶强度、黏结相强度等基础特性指标和单烧试验结果进行分析比较，研究铁矿粉的基础特性对承钢3种铁矿粉单矿烧结矿转鼓强度的影响，为合理配矿提供参考。
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  基于TwoStep算法的国丰1号高炉操作炉型聚类分析与应用

  曹英杰，张建良 ，国宏伟 ，杜申，白俊丽

  钢铁. 2013, 48(10): 17-22.

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  以国丰1号高炉为平台，将数据挖掘技术运用到操作炉型管理中，采用数据挖掘中的TwoStep算法，对高炉炉身冷却壁热电偶温度值进行聚类分析，研究了操作炉型变化与高炉生产指标之间的对应关系，总结出与透气性指数相关的炉型变化的部分规律，并以国丰1号高炉2012年11月实际生产数据为例，对聚类分析结果应用情况进行在线监测。实践证明，聚类分析结果可以有效监控炉型变化，对炉况监测提供了可靠信息。
炼钢
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  生产20CrMnTiH钢的最佳CaO-Al2O3渣系成分

  葛允宗 ，颜慧成 ，王建军，曹春磊 ，仇圣桃

  钢铁. 2013, 48(10): 23-27.

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  研究了某厂冶炼20CrMnTiH钢所用精炼渣的成分变化对钢液中w(T［O］)与夹杂物成分的影响。基于Factsage软件探讨了精炼渣成分变化对钢液中w(T［O］)的影响机制，指出精炼渣碱度R、w(CaO)/w(Al2O3)以及MI指数是通过改变渣中的Al2O3活度与CaO活度，提高精炼渣的“Al2O3”容量，以达到降低w(T［O］)的目的，并在此基础上提出了适合冶炼20CrMnTiH钢的精炼渣系成分(质量分数)：CaO 50%~55%，Al2O3 30%~35%，SiO2 6%~8%，MgO 5%~8%，其他不超过3%。通过工业试验发现，使用此渣系后铸坯中的w(T［O］)降至10×10-6。
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  宽度对CSP漏斗形结晶器电磁制动效果影响的数值模拟

  徐绵广，刘和平，仇圣桃，项利

  钢铁. 2013, 48(10): 28-35.

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  铸坯尺寸是影响电磁制动效果的重要因素。以某钢厂薄板坯CSP漏斗形结晶器为研究对象，建立了描述CSP漏斗形结晶器电磁制动的三维数学模型，研究宽度对电磁制动效果的影响。研究表明：3种铸坯宽度下，电磁制动均可使涡心位置上移并降低下部漩涡范围；电磁制动可降低自由液面水平方向流速，抑制弯月面波动，提高弯月面温度；在结晶器出口处，使用电磁制动可使铸坯宽面坯壳厚度更均匀并提高窄边凝固坯壳厚度；随铸坯宽度增加，电磁制动效果变得不明显。
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  连铸凝固过程中的流动特征

  田陆，包燕平，杨建桃 黄郁君

  钢铁. 2013, 48(10): 36-41.

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  为了控制连铸坯内部质量，通过建立有机透明丁二腈-水溶液凝固模型试验和多场耦合凝固传输数学模型的方法研究连铸凝固过程中的流动。在模型试验类连铸冷却条件下，正在凝固的透明合金展现出凝固前沿下降流和中心上升流组成的蝶形对流。流场的速度变化存在着阶段性，凝固早期流动较快，流速按自然指数规律快速衰减；凝固中期流场较为稳定；末期逐渐衰减至固相速度。基于连续介质模型建立的2D传输凝固模型可以计算流动、温度和溶质场多场耦合的结果，数值计算结果同样显示出相应蝶形对流及流速变化规律。研究中还发现流场对溶质分布的综合影响，凝固前沿下降流加重最终凝固区域的溶质浓度，上升流则促进溶质在纵向的再分布，溶质的最终分布由整个凝固过程决定。
压力加工
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  不锈钢热压变形组织不均匀性的有限元分析与试验

  时钟平，吕知清，吕栋，官英平，傅万堂

  钢铁. 2013, 48(10): 42-45.

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  采用有限元方法对AISI 304钢经1100℃，0.1,1,10s-1的热压变形过程进行了数值模拟，分析了变形试样上等效应变的分布情况，确定了实际变形条件与试验设定条件之间的关系及合理的组织观察位置，研究了不均匀变形对奥氏体显微组织变化的影响。结果表明：不锈钢热压试样变形与组织不均匀性十分明显，心部的等效应变比实际设定值大40％左右，而端面值小于设定值的1/6，且应变速率对等效应变的分布情况影响不大；1100℃，1s-1，设定真应变为1（工程应变为63.2%）的试验条件下，变形试样心部组织发生完全动态再结晶，变形轴线端面位置组织与未变形组织形貌相似，且试样截面上硬度分布不均匀，沿变形轴线方向，硬度从端面到心部逐渐增大，端面硬度最小值为238HV，心部硬度最大值为251HV。
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  中厚板超快速冷却条件下的温度模型

  陈小林，王国栋，田勇，王丙兴，袁国，王昭东

  钢铁. 2013, 48(10): 46-49.

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  结合中厚板轧后超快速冷却的工业实践，以传热学为基础，利用有限元法开发了中厚板轧后超快速冷却过程的一维温度场模型。为了同时满足在线模型的精度和实时性要求，在建模过程中采用了逐层细分法对钢板的厚向进行表面密集、心部稀疏的离散化处理；在求解过程中采用了变步长模型对时间步长进行动态调整。将该模型应用于工业现场，获得了钢板在超快速冷却条件下的水冷温降曲线和瞬时温度分布。现场应用表明，钢板终冷温度的计算值与实测平均值吻合较好，两者的偏差在±15℃以内，满足了新一代TMCP工艺的生产需求。
钢铁材料
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  Ti和B对耐候焊丝钢连续相转变行为和强度的影响

  许红梅，张宇，潘鑫，王银柏

  钢铁. 2013, 48(10): 50-56.

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  通过Gleeble热模拟方法研究了Ti和B对耐候焊丝钢的CCT行为影响规律。组织分析表明：在冷却速度为0.1~1℃/s时，将Ti质量分数从0.05%增加到0.10%后，相转变的开始和结束温度分别降低12和37℃，同时组织中TiN颗粒数量增加，也将产生M-A组元的临界冷却速度从0.5℃/s降低到0.2℃/s；继续添加0.002% B会进一步将相转变的开始和结束温度分别降低约26和60℃，同时增加相转变组织中的M-A组元的体积含量和尺寸，也将产生M-A组元的临界冷却速度从0.2℃/s降低到0.1℃/s。硬度数据表明：把Ti质量分数从0.05%增加到0.10%后，盘条强度增加约56MPa；继续添加质量分数0.002%的B后，盘条强度将再增加78MPa。
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  S含量对高速车轮钢性能和夹杂物的影响

  余音宏 潘涛 尹建成 苏航 马跃

  钢铁. 2013, 48(10): 57-62.

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  研究了S含量对高速车轮钢性能和夹杂物的影响。借助扫描电镜（SEM）对车轮钢中MnS，Al2O3等夹杂物进行了观察和统计分析，结果表明：随着S质量分数的增加（0.002%~0.014%），车轮钢的强度基本保持同一水平但冲击韧性先增加后降低，在S质量分数为0.011%时韧性最优。其原因在于S含量的增加可以有效地促进塑性较好的MnS对硬性的Al2O3相的包裹，从而改善钢的韧性；但S含量过度增加则导致MnS量过多，反而对韧性不利。
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  快速加热条件下BH钢再结晶规律

  徐德超，李俊，孟庆格，刘沿东，李佩

  钢铁. 2013, 48(10): 63-69.

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  通过Gleeble-3500热模拟试验机以及运用金相、显微硬度、EBSD技术等研究方法，研究了不同加热速率对BH钢再结晶退火组织和织构演变的影响。结果表明：再结晶温度随加热速率的提高而升高。加热速率的提高，缩短了BH钢完成再结晶所需时间。快速加热条件下，BH钢再结晶晶粒得到细化，再结晶织构组分强度降低。EBSD分析发现：提高加热速率，再结晶完成后，再结晶织构仍以有利于深冲性能的管状γ织构为主。再结晶结束后，升高温度和增加保温时间有助于{111}织构的发展。在780℃保温一定时间的条件下，低加热速率形成以{111}〈112〉组分为主的再结晶织构，而快加热速率下{111}〈110〉织构组分得到一定的发展，γ织构强度分布更加均匀，有利于BH钢的成型性能。
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  钢中微孔隙氢压强度与氢浓度

  范俊锴，杜凤山 ，黄华贵，李杰，李源

  钢铁. 2013, 48(10): 70-75.

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  从Sieverts定律和微孔隙中分子氢和钢内溶解氢化学势平衡的理论基础出发，介绍了目前已有的几种钢内微孔隙氢压强度和氢浓度计算模型。通过对比找出了最适合应用的微孔隙氢压强度计算模型，并建立了新的微孔隙氢浓度计算模型。最后建立了钢内微孔隙氢压强度和氢浓度综合计算模型，证明了温度和孔隙率对微孔隙内氢压强度和氢浓度的重要影响。所建模型和分析结果为深入研究钢内白点的萌生扩展机制奠定了基础。
环保与能源
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  唐钢3200m3高炉喷煤有效热的研究

  郑常乐，张建良，肖洪，贾凤娟，祁成林，庞清海

  钢铁. 2013, 48(10): 76-81.

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  提出喷吹煤粉有效热的概念，推导出其计算公式，并选用3种典型的唐钢喷吹煤粉进行计算。计算结果表明：3种煤粉的有效热与煤比呈非线性关系，其有效热值都比通常计算煤粉在回旋区燃烧放出的热量要大。因此，对过去的理论燃烧温度计算公式中煤粉项热量进行了修正。修正结果表明：当煤比小于120 kg/t时，修正前后的理论燃烧温度值几乎一致，但当煤比继续升高，修正后的理论燃烧温度大于修正前，并且其差值越来越大。这可能意味着煤粉大喷吹时，过去理论燃烧温度计算值偏低。
技术交流
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  电渣重熔满足大型锻件的要求

  H Scholz U Biebricher G Brückmann D Esser

  钢铁. 2013, 48(10): 82-86.

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  与锭模浇注出低密度、带缩孔铸锭相比，高性能铸锭材料的生产趋于用重熔设备来实现，铸锭的力学性能也会更均匀。水冷铜结晶器中重熔的铸锭具有较高的材料产出量，从而使具有相同最终外形的铸锭其单锭的质量更小，密度更接近于锻造的材料。因此，后续的锻造工艺不需要高锻造比来生产高密度铸锭。在100t以下的铸锭通常可以在固定锭模中生产，并配以外部底加热裝置，以避免可能的铸锭底部开裂；50t以上的铸锭采用高度复杂的拉锭系统配以多电极交换，在短的环形坩埚中重熔技术才是最经济的。大型的带有电极交换技术的电渣重熔炉，为生产超过钢厂中最大单个钢包浇铸质量的大尺寸铸锭提供了可能性。介绍了生产145t重铸锭的炉型设计。对于容易出现开裂的高度复杂的合金，可以通过应用隔热绝缘来生产。