2013年, 第48卷, 第11期　刊出日期：2013-11-15

  

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综合论述
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  钢中非金属夹杂物的相关基础研究（Ι）——非稳态浇铸中的大颗粒夹杂物及夹杂物的形核、长大、运动、去除和捕捉

  张立峰，李燕龙，任英

  钢铁. 2013, 48(11): 1-10.

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  从几个方面对多年来在钢中非金属夹杂物基础研究方面做的工作做简单介绍：钢中夹杂物和钢水洁净度的评估方法、稳态浇注和非稳态浇注的定义、非稳态浇注过程中形成的大颗粒夹杂物、总氧和大颗粒夹杂物的对应关系、脱氧过程夹杂物形成的热力学基础、钢水中夹杂物形核及长大的动力学研究和钢水中流体流动和夹杂物的运动、去除及被凝固前沿的捕捉。并讨论了钢中夹杂物研究下一步应该继续进行的工作，对洁净钢的生产提出了一些指导性意见。
原料与炼铁
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  基于T-S模糊神经网络模型的高炉铁水温度预测建模

  崔桂梅，李静，张勇，李仲德，马祥

  钢铁. 2013, 48(11): 11-15.

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  针对高炉炉温与铁水硅含量呈正相关而非严格的线性关系和机制建模的主观性以及其难以建立各变量之间隐含的数学关系等的不足，在数据挖掘理论的基础上，对海量的样本数据进行预处理和特征提取，然后以高炉铁水温度为研究对象，建立了基于T-S模糊神经网络的高炉铁水温度预测模型。最后，应用某高炉数据进行模型验证，并将该模型与T-S模糊多元回归模型以及BP神经网络模型进行比较研究，仿真结果表明T-S模糊神经网络模型的有效性和优越性。
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  脱湿鼓风对高炉系统能耗的影响

  韩宗伟，赵晶，蔡九菊，徐鹤，丁慧婷

  钢铁. 2013, 48(11): 16-20.

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  高炉鼓风系统出口空气湿度对高炉冶炼过程具有重要影响。以国内某2500m3年产生铁量220万t高炉为例，采用机前冷却脱湿法，以蒸气作为热源的吸收式制冷与蒸气压缩式制冷系统串联作为脱湿冷源建立数学模型，动态计算了上海地区不同湿度参数条件下高炉冶炼过程的能耗情况。结果表明，随着出风湿度的降低，高炉冶炼过程的节能量增加，制冷系统的能耗也增加。目标湿度降低0.1g/m3，节约能量0.01~0.07kg/t，双效吸收式系统能源消耗0.01~0.03kg/t，单效吸收式系统能源消耗0.02~0.05kg/t，蒸气压缩式制冷系统能源消耗0.01~0.04kg/t。若仅采用双效吸收式制冷系统，出风湿度宜为8g/m3；若仅采用单效吸收式制冷系统，出风湿度宜为9.5g/m3；利用蒸气压缩式制冷深度脱湿的出风湿度宜为6g/m3。
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  高炉富氧喷煤经济评价模型

  王广伟，张建良，邵久刚，左海滨，邱家用

  钢铁. 2013, 48(11): 21-26.

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  在高炉多区域热质平衡数学模型基础之上建立了高炉富氧喷吹煤粉经济评价模型，并利用模型计算了高炉富氧喷煤之后高炉相关操作参数和吨铁冶炼成本的变化。结果表明，增加富氧率提高喷煤比可以有效降低吨铁冶炼成本，降低成本的幅度主要取决于煤粉和焦炭之间价格差别（煤焦差价）和氧气单价，煤焦差价越高、氧气单价越低，吨铁成本降低幅度越大，对应的最佳富氧率水平越高，在目前的原燃料成本条件下，降低成本的最佳富氧率可以达到15%~18%。此外，该模型还可够应用于不同高炉流程冶炼生铁的经济效益评价，为探索低成本炼铁方法提供支持。
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  鲅鱼圈全粉矿烧结配加低品位高铝铁矿粉试验

  韩淑峰，李金莲，任伟，夏铁玉，宫作岩，王再义

  钢铁. 2013, 48(11): 27-31.

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  在鞍钢鲅鱼圈全粉矿烧结生产条件下，进行了配加不同比例低品位高铝铁矿粉的烧结试验研究，并对烧结矿冶金性能进行了检测分析，同时采用光学显微镜进行了矿相组成、矿相结构的分析研究。结果表明：随着低品位高铝铁矿配比的增加，烧结技术指标逐渐降低，但是从烧结矿冶金性能和矿物学方面分析来说，配加一定量该矿有助于提高其冶金性能，综合考虑,烧结配加低品位高铝铁矿是可行的，而其适宜比例为5%。
炼钢
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  攀钢低硫管线钢硫含量控制生产实践

  张强，袁宏伟，杨森祥，李清春，陈靓

  钢铁. 2013, 48(11): 32-36.

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  攀钢提钒炼钢厂采用w(［S］)为0.06%~0.12%的铁水炼钢，导致低硫钢的生产困难较大，结合攀钢X52NS，L245NCS等低硫钢冶炼的生产实践，分析了“铁水脱硫预处理—转炉—LF钢包精炼—连铸”全流程各工艺环节的硫含量控制技术。通过铁水脱硫预处理后将w(［S］)控制在0.003%以下，转炉冶炼工位采用含硫较低的辅料造渣以及LF工位控制钢水［O］活度等措施，生产出了w(［S］)最低为0.002%的低硫钢。
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  中碳钢钙处理夹杂物变性的“液相窗口”控制模型

  马志飞，孙彦辉，曾亚南，艾西，刘瑞宁，刘泳

  钢铁. 2013, 48(11): 37-42.

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  系统研究了国内某钢厂生产的中碳钢Q345B钙处理前后夹杂物类型的变化，从热力学上分析铝脱氧钢中Al2O3夹杂物变性机制及夹杂物中CaS合理控制的条件，确立了夹杂物变性的“液相窗口”模型。热力学计算表明，温度为1873K，w(［Al］)为0.016%时，Al2O3转变为液态钙铝酸盐需要使钢中w(［Ca］)为0.0017%~0.0102%。生产实践表明，钙喂入量在0.0014%~0.0017%时，钙处理可以将钢中高熔点Al2O3的夹杂物转化为低熔点的12CaO·7Al2O3和CaO·Al2O3夹杂物，MnS基本转化为CaS，且无单独CaS析出。
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  倒角结晶器在涟钢板坯连铸生产中的应用

  曹建新，陶红标，张慧，周明伟，张亮洲，彭明耀

  钢铁. 2013, 48(11): 43-47.

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  为了消除微合金化钢连铸板坯的角部裂纹缺陷，使得板坯在不进行离线切角的条件下满足轧制要求，采用倒角结晶器技术进行了大量的工业试验，分析并解决了倒角型板坯存在的角纵裂及结疤问题，实现了该技术的规模化连续生产。工业应用结果表明，倒角结晶器技术不仅能够控制板坯的角横裂缺陷，而且能够大幅度降低超低碳钢热轧板卷边直裂的发生率，因此可为钢铁企业带来巨大的经济效益。
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  大方坯连铸42CrMoAH钢皮下夹杂物控制

  庞聪，唐萍，陈树军，徐益峰，凌超，周志伟

  钢铁. 2013, 48(11): 48-52.

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  针对苏钢42CrMoAH钢大方坯（260mm×340mm）浇注存在的铸坯皮下夹杂物问题，分析了夹杂物的主要类型及其来源，研究了精炼渣组成对钢洁净度的影响，同时讨论了连铸工艺条件对铸坯皮下40mm以内的夹杂物数量、尺寸、组成的影响。研究表明：铸坯中的夹杂物主要来源于以A12O3为主的脱氧产物及以MnO·Cr2O3，FeO·Cr2O3等尖晶石类为主的二次氧化产物；由于精炼渣吸收A12O3夹杂物能力不足，再加上拉速低等因素导致结晶器内钢液上循环流弱，不利于脱氧及二次氧化产生的微小夹杂物在结晶器内碰撞聚合后上浮、排除，以致铸坯中尺寸为20~50μm的夹杂物达到总量的45%左右；采取提高精炼渣炉渣碱度、w(CaO)/w(Al2O3)值，及采用双侧孔型水口以加强结晶器内上循环流等措施后，铸坯皮下20~50μm的夹杂物降低了64%。
压力加工
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  轧制工艺对Ti微合金化马氏体钢力学性能的影响

  高韩锋， 李晓源 韩赟 王珍传 马林

  钢铁. 2013, 48(11): 53-56.

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  通过采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射以及相分析等手段来观察组织的微观结构和对析出相的验证，研究轧制温度对轧态Ti微合金化马氏体钢强度的影响。研究结果表明，通过降低轧制温度可以明显提高含Ti马氏体钢的屈服强度，这主要是因为当轧制温度从1100℃降低到950℃过程中，形变诱导析出大量的TiC析出相，随着轧制温度的降低，析出相数量明显增加，并且平均尺寸也逐渐变小。马氏体中大量存在的1～20nm范围的析出相可以起到明显的析出强化作用。
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  卷取温度对低碳铝镇静钢热镀锌板抗时效性能的影响

  胡燕慧 孔凡庆 滕华湘 李洁 尉冬 商婷

  钢铁. 2013, 48(11): 57-59.

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  针对低碳铝镇静钢连续热镀锌板抗时效性能较差的问题，通过镀锌板时效指数测量和内耗测量研究了卷取温度对抗时效性能的影响。试验结果表明，在620～710℃，随热轧卷取温度的提高，镀锌板固溶碳含量降低，抗时效性能提高，卷取温度从620℃提高到710℃，镀锌板时效指数降低19%。适当提高热轧卷取温度是改善低碳铝镇静钢热镀锌板抗时效性能的有效手段之一。
钢铁材料
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  含铝304和316L奥氏体不锈钢热轧板材焊接性能

  喇培清，姚亮，孟倩，周毛熊，魏玉鹏

  钢铁. 2013, 48(11): 60-66.

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  对加Al质量分数为4%的304、2%的316L不锈钢热轧板材的焊接性能进行了研究。采用手工氩弧焊（TIG）的焊接方法，利用光学显微镜对焊缝的显微组织进行分析，利用电子探针（EMPA）分析焊接母材的元素分布，并对焊接接头进行力学性能测试。组织和力学性能的研究结果表明：含铝304和含铝316L合金热轧板分别选用ER308L，ER316L作为焊接材料，经TIG焊接后，焊缝无裂纹、气孔等缺陷，接头具有良好的强度和塑性，焊接接头力学性能接近于其母材；热影响区组织与母材组织基本一致，焊缝与母材熔合良好，组织良好，加铝304和316L不锈钢具有良好的焊接性能。
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  贝氏体铁素体和残余奥氏体取向关系

  顾英妮 李晶晶 孟凡妍 姜江，李凤照 孟祥敏

  钢铁. 2013, 48(11): 67-71.

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  用分析电镜和高分辨电镜确定了贝氏体钢中贝氏体铁素体和残余奥氏体之间存在3种取向关系。其中一种为K-S关系，即［110］γ′//［111］α,（111）γ′//（110）α；一种为N-W取向关系，即［110］γ′//［001］α,（111）γ′//（110）α；还有一种为G-T关系，即［112］γ′//［110］α,（111）γ′//(110)α。高分辨像显示，贝氏体铁素体-奥氏体相界面不平直，α和γ′两相内有系列刃型位错和结构小台阶，两相界面未显示出连续的严格共格关系。
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  低C含7.7%Ni低温钢经两相区淬火后的组织性能

  朱绪祥 刘东升

  钢铁. 2013, 48(11): 72-78.

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  提出了一种Ni质量分数为7.7%的低C低温用CrNi钢，研究了其经淬火+两相区淬火+回火（QLT）处理后的力学性能，采用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）和电子背散射衍射（EBSD）对试验钢的显微组织演化规律进行了研究。结果表明：经QLT处理的试验钢的显微组织主要为铁素体（F）+板条马氏体（LM）+马氏体/奥氏体组元（M/A）+回转奥氏体（γ′）。随着两相区热处理温度（tL）的升高，LM的比例逐渐增加，F的比例逐渐减少，晶粒细化，大角度晶界（HAGB）比例和平均晶界角度（AGBA）大幅增加。当tL在650~680℃时，γ′的体积分数约为7%。-196℃下韧性（KV2）主要取决于γ′含量和HAGB比例两个因素。经QLT处理，试验钢的屈服强度（Rp0.2）大于530MPa，抗拉强度（Rm）大于670MPa，-196℃下的冲击韧性大于150J，强韧性达到了当前9Ni钢的水平。
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  加热保温处理对重轨钢中MnS夹杂的影响

  齐江华，杨成威，朱万军，区铁，刘洋，吉玉

  钢铁. 2013, 48(11): 79-83.

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  以U75V高速重轨钢为例，研究了加热保温处理对MnS夹杂的影响。采用高温共聚焦激光显微镜分别对铸坯和钢轨中MnS夹杂在连续升温过程中的行为进行了动态原位观察，结果表明MnS夹杂在600~870℃发生球化，在1180℃左右时， MnS夹杂开始发生固溶。根据原位观察结果，在电阻炉中进行了加热保温处理实验。试验结果表明，830℃保温后，MnS夹杂尺寸只是略有减少，长宽比降低。在1180℃保温后，大型MnS夹杂数量明显减少，小尺寸MnS数量增多，且随保温时间的延长，夹杂物数量减少，长宽比进一步降低。通过加热保温处理可以改善重轨钢中长条状大型MnS夹杂。
环保与能源
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  CaO对气淬钢渣中C2S等温析晶动力学影响规律

  张玉柱 鲍继伟，龙跃，邢宏伟

  钢铁. 2013, 48(11): 84-88.

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  用CaO对气淬钢渣进行调质重构，对不同CaO含量的气淬钢渣在不同温度条件下进行恒温热处理，利用金相显微镜和金相分析软件统计分析热处理后渣样中C2S等温析晶行为的规律， 采用Arvami等人提出的JMA方程研究CaO对C2S等温析晶动力学的影响规律。结果表明：随着CaO含量的增加，钢渣中C2S结晶量呈现出先增加后减少的趋势，在碱度为3.25，恒温时间为30min时，C2S结晶量达到最大为64.06%。碱度为3.25时，C2S等温析晶活化能最小为-6.36kJ/mol，此时C2S析晶的能量势垒最小，最有利于C2S析晶。