2013年, 第48卷, 第12期　刊出日期：2013-12-15

  

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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(Ⅱ)——夹杂物检测方法及脱氧热力学基础

  张立峰，李燕龙，任英

  钢铁. 2013, 48(12): 1-8.

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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、钢水中夹杂物形核和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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  碱金属对焦炭光学组织的影响

  蔡皓宇 ，程树森 ，赵宏博 ，李杨 ，赵贵清

  钢铁. 2013, 48(12): 9-15.

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  为了研究碱金属对高炉焦炭光学组织的影响，在10%质量浓度的单质钾气氛中进行焦炭的吸附和溶损试验，然后对原始焦炭、无碱反应后焦炭、加碱反应后焦炭的光学组织进行鉴定。结果发现，与各向异性组织相比，焦炭的各向同性组织强度低、反应性高，并且各向同性程度越高，反应性越高；但是焦炭加碱后，碱金属对各向同性组织的催化作用没有对各向异性强，以至于各向异性组织的反应性要高于各向同性组织。原因是各向异性组织对碱金属的吸附较强，且碱金属在其内部渗透能力较强，从而生成更多的层间化合物。另外，可以在炼焦过程中适当增加气煤比例，不仅能节约炼焦成本，还能提高焦炭的抗碱性能。
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  捣固焦炭内在质量及等反应后强度指标

  姚怀伟，郑明东，张小勇，吴光友 张献杰

  钢铁. 2013, 48(12): 16-19.

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  为了研究捣固焦炭对大高炉的适应性，在1050～1200℃使用焦炭连续热反应装置对A类顶装焦、B类捣固焦、C类捣固焦3类焦炭进行等温等反应的溶损反应。当焦炭的失重率分别达到30%，35%，40%时，停止反应，通过I型转鼓检测焦炭的反应后强度。结果表明：捣固处理在一定程度上可以改善焦炭的热态性质；在1100～1150℃时焦炭强度破坏程度最严重；等反应后强度与国家标准CSR存在差异性。
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  预热焙烧参数对超细粒度磁铁矿粉球团性能的影响

  范建军，张文平，刘慈光，赵国栋，席玉明

  钢铁. 2013, 48(12): 20-24.

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  国内某磁铁精矿粉粒度非常细,小于0.044mm的比例达到89%，对其制备的球团矿的预热焙烧性能进行试验研究，小型管式炉焙烧试验结果表明，预热焙烧温度太高或高温下预热焙烧时间过长，球团矿外层易形成硬壳，阻碍球团矿的进一步氧化，球团矿强度反而下降。矿相鉴定结果表明，预热焙烧球团矿的外层、中层、里层的氧化程度不同，整体来看，外层氧化速度快，氧化较好，而中层和里层氧化逐渐减弱，预热焙烧温度高或高温预热焙烧时间长是球团矿外层易形成硬壳的主要原因。因此，对于超细粒度磁铁矿粉球团矿，预热焙烧温度太高或高温下预热焙烧时间过长，反而不利于球团矿强度的提高。
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  基于不同炼铁工艺的铁矿石低温还原粉化特征

  刘成松 ，李京社，高雅巍 ，唐海燕

  钢铁. 2013, 48(12): 25-29.

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  为改善铁矿石在炉内的低温还原粉化性能以适应多样的炼铁生产条件，以炼铁生产常用的烧结矿、球团矿以及块矿为研究对象，通过控制还原气体成分和温度的方式，考察并比较了不同种类铁矿石在高炉炼铁工艺和COREX非高炉炼铁工艺2种煤气条件下的低温还原粉化行为。试验结果表明，相同的还原气氛和温度条件下，烧结矿、球团矿以及块矿的还原粉化形式、程度有较大差异，而各类铁矿石对煤气性质、温度变化的敏感性也各不相同。这对更为全面地考察和评价不同类型铁矿石的低温还原粉化特征，进而改善铁矿石冶金性能和优化炼铁工艺参数具有一定的实用性和参考价值。
炼钢
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  脱硫剂粒度对铁水脱硫的影响试验

  邹长东，刘飞，许继芳，万康

  钢铁. 2013, 48(12): 30-35.

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  通过不同粒度脱硫剂的铁水脱硫试验，结合实际生产中脱硫渣微观结构的分析，探讨了脱硫剂粒度对铁水脱硫的影响。结果表明，随着脱硫剂粒度的减小，铁水脱硫量、脱硫率和脱硫速率常数均随之增大。脱硫渣结构分为3层：外层主要为脱硫产物CaS，厚度为10~50μm；中间层主要为2CaO·SiO2；内核为未反应的CaO。粒度越小，石灰颗粒利用率越高。为保证较好的脱硫效果和提高利用率，建议将脱硫剂粒度控制为0.5~1.5mm。
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  薄腹板近终形异形坯连铸温度场数值模拟

  王晓晨，孙齐松，邸全康，丁宁，程四华，周剑波

  钢铁. 2013, 48(12): 36-40.

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  薄腹板异形坯更体现了近终形的特点。采用有限元数值模拟计算了薄腹板异形坯连铸温度场，分析了不同拉速、比水量对连铸过程温度、坯壳厚度和液芯长度的影响。结果表明：异形坯不同位置的温度和坯壳厚度不均匀，当异形坯腹板较薄时，腹板处凝固传热较慢，腹板处和R角处坯壳最薄弱，比翼缘边部薄约4mm；拉速每提高0.1m/s，异形坯出结晶器时的表面温度会提高约80～100℃，坯壳厚度会减薄0.8～1.2mm，液芯长度增加1.2～1.6m；比水量每提高0.05L/kg，异形坯出二冷段时的表面温度会降低约8～16℃，液芯长度缩小0.13m。
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  2507双相不锈钢连铸坯表面气孔缺陷

  周勇，申 鹏，刘家阔，佘敏捷

  钢铁. 2013, 48(12): 41-45.

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  为了分析2507不锈钢板坯气孔产生原因，用金相显微镜和扫描电镜对气孔进行分析。结果表明，2507不锈钢气孔产生的主要原因有2个方面：一是由于中间包耐火材料烘烤不干，水蒸气进入钢液分解为［O］和［H］原子，［H］在凝固时析出产生气泡；二是钢水中N含量太高，在钢水凝固时，由于溶解度急剧减少，N2从钢水中析出，形成形状不规则的氮气孔。因此，氢气孔和氮气孔是造成连铸坯气孔的主要原因。
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  特大圆坯连铸用新型浸入式水口的设计与研究

  张兴中，郑学然，刘庆国，王超

  钢铁. 2013, 48(12): 46-51.

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  针对特大截面圆坯连续浇铸的特点，基于依靠浸入式水口自身结构减小钢流冲击深度，同时保证流动与传热沿周向分布均匀的思想，首次提出了新型浸入式伞形水口设计方案，并建立了结晶器内钢水的流-热-固耦合模型，对钢水的流动、传热和凝固行为进行了数值耦合模拟分析，验证了此水口的优越性与合理性：伞形水口的射流在结晶器内形成上下两个回流区，不仅有利于夹杂物、气体等的上浮分离，还能有效降低钢流冲击深度，使过热钢液均匀分布在结晶器上部，可提高弯月面温度和化渣效果；沿周向凝壳生长均匀，减轻了纵裂纹的萌生概率；在0.35m/min拉速下，出结晶器凝壳厚度达到31.2mm，满足安全生产要求。
压力加工
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  热轧不锈钢复合板界面剪切强度测定

  李龙，张心金，刘会云，祝志超

  钢铁. 2013, 48(12): 52-56.

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  为了相对精确测定复合板结合界面的剪切强度，对热轧不锈钢复合板进行了系列剪切试验。利用扫描电镜和EDS能谱仪对热轧不锈钢复合板剪切后的界面微观特征进行了研究，发现剪切断裂一般发生在界面区域中强度较低的部位，温轧及冷轧复合板的经验公式并不适合预测热轧不锈钢复合板的剪切强度。根据台阶根部加工在不同位置的系列剪切试验可相对准确确定热轧不锈钢复合板的剪切强度。
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  中厚板中间冷却工艺的研究及应用

  何天仁

  钢铁. 2013, 48(12): 57-62.

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  中厚板生产过程中采用中间冷却（IC）工艺可以增加待温过程的冷却速率，提高轧制效率。采用有限元方法分析了中间坯待温过程的温度场变化，结果表明：通过中间冷却结合40～60s的空冷返红时间，冷却效果与完全空冷基本相同；通过热模拟试验的方法研究了中间冷却过程中的晶粒尺寸的变化规律，分析了中厚板冷却过程中晶粒长大的控制方法，将中间冷却工艺应用于国内某中板生产线，有效提高了生产效率，改善了表面质量并能降低合金成分的添加量。
钢铁材料
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  加热工艺对中锰钢残余奥氏体含量的影响

  邱昌瀚 ，罗海文，刘军 ，胡俊 ，董瀚

  钢铁. 2013, 48(12): 63-67.

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  研究了不同加热方式对0.2%C-5%Mn钢650℃临界退火后残余奥氏体含量的影响。采用透射电镜TEM、电子背散射EBSD等技术研究了碳化物析出和组织形貌，利用XRD技术测定了残余奥氏体体积分数。结果表明：较低温度下等温一段时间后加热到650℃，或直接快速加热到650℃进行临界退火，可获得较多残余奥氏体。因为快速加热既能抑制升温过程中组织的回复和再结晶，也能抑制粗大渗碳体颗粒的析出；在较低温度等温处理时可析出细小弥散的碳化物并在临界退火时迅速固溶，这些细小弥散的碳化物作为形核核心加速了奥氏体相变。
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  合金元素对09MnNiDR钢焊接热影响区韧性的影响

  张熹 ，陈延清，章军，郭占山，张楠，雍岐龙

  钢铁. 2013, 48(12): 68-72.

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  通过对不同成分焊接试板进行力学性能测试、金相组织分析及热影响区第二相粒子透射电镜观察，研究了Ni，Ti两个关键合金元素对09MnNiDR钢热影响区韧性的影响规律，从而达到改善热影响区低温韧性的目的。结果表明：通过增加Ni含量改善热影响区韧性的效果不明显且成本较高，而通过将Ti质量分数由0.016％增加到0.021%～0.026％，可在不增加Ni含量的前提下使热影响区冲击韧性显著改善；Ti元素改善09MnNiDR钢热影响区韧性的机制是随着Ti含量增加高熔点第二相粒子的数量增加、尺寸细化、热稳定性提高，从而达到提高第二相粒子抑制热影响区晶粒长大，减小热影响区宽度的作用，进而改善热影响区韧性。
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  合金元素对钢亚包晶转变与连铸纵裂倾向的影响

  李阳，王京，兰鹏，孙海波，曾智，张家泉

  钢铁. 2013, 48(12): 73-79.

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  亚包晶钢连铸过程中常出现表面纵裂质量问题，与其在结晶器内较大高温相变收缩引起的初生坯壳不均匀生长密切相关，其纵裂纹敏感性可由包晶特征点计算出的包晶转变率判定。利用Factsage热力学计算软件研究钢种常见合金元素对Fe-C二元平衡相图中包晶特征点的影响，回归得到包晶特征点的预测公式。基于预测公式，可准确判断一定成分钢种的亚包晶范围，从而指导实际连铸生产中保护渣的选择。研究表明，通过合理的成分微调可有效降低包晶转变率，降低亚包晶钢高温相变收缩程度，甚至改变凝固模式变为过包晶模式，从而大大降低连铸坯纵裂纹敏感性。
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  硼对低焊接裂纹敏感性高强钢组织性能的影响

  杨汉，王西霞，曲锦波

  钢铁. 2013, 48(12): 80-84.

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  分析了在控轧、控轧加回火、调质等不同工艺条件下，硼对低焊接裂纹敏感性钢显微组织和力学性能的影响。结果表明，硼抑制先共析铁素体形成，提高淬透性，在控轧工艺下含硼钢形成粗大的贝氏体和马氏体组织，并保留了原始奥氏体晶界；调质工艺得到回火索氏体组织，但含硼钢的大角度晶界比例与无硼钢相比较低。硼在强度上的作用显著，上述3种工艺下含硼钢的抗拉强度分别比无硼钢高300, 214, 101MPa，屈服强度分别高320，259，144MPa，但伸长率和冲击韧性均有所降低。无硼钢在调质工艺下、含硼钢在控轧加回火工艺下具有较好的强韧性匹配。
环保与能源
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  昆钢新区“一罐到底”工艺方案选择分析

  陈红，方丽华，孙小跃，王志雄，董瑞章，万春梅

  钢铁. 2013, 48(12): 85-89.

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  以铁-钢界面理论研究为依据，分析了铁水“一罐到底”的技术特征和优势，包括铁水温降、保温、计量等方面。并结合昆钢实际情况进行了简要的分析，找出这个方案存在的问题和应对措施，认为铁-钢界面铁水采用“一罐到底”工艺方案在昆钢新区可行。