2013年, 第48卷, 第8期　刊出日期：2013-08-15

  

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综合论述
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  重大装备用高品质轴承用钢的发展及其质量控制

  刘雅政，周乐育，张朝磊，张丹，孙景宏

  钢铁. 2013, 48(8): 1-8.

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  随着汽车、高铁、精密机床、风电等重大装备的应用与建设，对轴承提出了高品质、长寿命和高可靠性的要求。除了轴承结构设计、制造精度外，轴承用钢对轴承产品的质量具有至关重要的影响。基于目前高端轴承应用需求，分析了高铁、风电、盾构机等重大装备领域轴承需求现状和性能要求，介绍了国内外轴承钢的发展方向和钢种开发情况，并讨论了轴承钢质量控制原理和思路。轴承钢产品质量控制的目标可归纳为纯净化、精细化和均匀化。其中冶金和凝固过程通过窄成分控制、低有害元素含量、碳化物液析、元素偏析带状、结晶组织缺陷、夹杂物控制等以获取洁净钢。后续轧制锻造工序通过控轧控冷实现组织的均匀化和精细化控制，以满足后续热处理等工序的加工性要求。
原料与炼铁
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  恩施高磷鲕状赤铁矿煤基直接还原的试验

  唐海燕 ，李京社 ，孟文佳，宋延琦

  钢铁. 2013, 48(8): 9-13.

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  为最大限度地利用恩施黑石板地区的铁矿资源，先通过XRD、扫描电镜、金相显微镜等手段研究了它的矿相组成和结构，得知其主要成分是赤铁矿和石英，矿的显微结构以鲕粒群簇为主，鲕粒中赤铁矿与磷灰石呈环带状分布。矿相结构决定了用一般的选矿方法分离铁、磷非常困难，为此用实验室煤基直接还原法研究了还原温度、还原时间、煤种、添加剂、磁选工艺等对精矿中铁品位和铁回收率的影响规律，得到了提高还原率的合理工艺参数：以哈密煤为还原剂，焙烧还原温度1573K，还原时间40min，一段磨矿时间15min，磁场强度280kA/m。采用此工艺可使精矿产率、铁品位、铁回收率分别达到43.21%、 95.77%和92.18%，磷品位由0.76%降至0.097%。该研究为该地区高磷鲕状赤铁矿工业化的开发利用提供了依据。
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  鲅鱼圈4038m3高炉优化配煤研究与应用

  张立国，江治飞，王再义，童晓宇，张伟，杜续恩

  钢铁. 2013, 48(8): 14-18.

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  在分析鲅鱼圈分公司所用喷煤煤粉理化性能指标基础上，采用数学优化设计，确定了不同煤种、不同配入水平下的配煤方案，并在2座高炉实际喷吹应用中取得了提高喷煤比4.44kg/t（1号高炉）和5.78kg/t（2号高炉），降低燃料比14.94和13.20kg/t的良好效果。对比传统配煤技术，可以有效地减少燃料消耗，改善高炉技术指标，降低炼铁生产成本。
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  高炉偏析布料料面的数值模拟

  马富涛

  钢铁. 2013, 48(8): 19-23.

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  以传统布料模型的建模思想为基础，着重对布料偏析时炉料的物理运动过程进行分析研究，建立了偏析布料数学模型。通过与传统布料模型的模拟效果对比可知，偏析布料模型能够灵活处理不同程度偏析料面的情况，能够实现整个炉喉区域的料面形状模拟，适应性较好，与传统布料模型相比，更贴近生产实际。
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  弱黏结性煤料粒度对其结焦性的影响

  陈君安，谷峪，闫立强，崔文权，谢全安，梁英华

  钢铁. 2013, 48(8): 24-28.

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  将2种高变质程度的煤料（瘦煤、贫瘦煤）分别与肥煤按质量比3∶7配合，通过坩埚炼焦调整其粒度，考察焦炭的质量指标和微观结构随高变质程度煤料粒度的变化规律。研究表明，焦炭结构强度随高变质程度煤料粒度的减小而增大，焦炭的反应性和反应后强度也随煤料粒度的减小而提高。当高变质程度煤料粒度减小时，焦炭的光学组织构成未出现明显变化，但是焦炭的气孔结构变化显著。
炼钢
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  转炉炉衬激光测厚技术的应用及定量化

  潘贻芳 吴燕 侯葵 王宝明 李树庆 袁章福

  钢铁. 2013, 48(8): 29-33.

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  将激光炉衬测厚技术应用到实际生产，实现炉衬侵蚀部位及变化程度的定量化，从而实时在线掌握炉体工作衬的变化量，及时发现并修补炉体薄弱部位。试验结果说明，转炉大面加料侧是转炉前期最严重的侵蚀位置，而中期是在转炉耳轴方向的剖面，后期存在于整个转炉炉衬。并把炉衬厚度控制的范围划分为3个区域，炉役进入中后期后，炉衬厚度最薄处一直控制在稳定控制区以上，炉龄能够坚持超过经济炉龄（2.0万~2.3万炉）。
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  LF精炼炉底吹CO2气体的工业探索性研究

  谷云岭 ，朱荣 ，吕明 ，陈列，刘润藻，尚大军

  钢铁. 2013, 48(8): 34-39.

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  基于LF精炼过程底吹CO2气体搅拌机制的研究，利用75t LF精炼炉进行底吹不同比例CO2与Ar混合气体的探索性工业试验。结果表明：底吹CO2气体使钢液搅拌增强，脱硫率由49.7%提高到65.1%，炉渣平均（FeO）质量分数均小于0.5%，满足精炼过程对炉渣氧化性的要求。钢液中夹杂物的种类、形貌和组成变化较小，夹杂物当量密度减小，钢液洁净度提高，试验表明LF炉可使用CO2气体进行精炼。
压力加工
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  基于FEM-ANN的冷轧板带板凸度预报

  杜凤山 ，薛涛 ，王超 ，于凤琴 ，孙静娜

  钢铁. 2013, 48(8): 40-44.

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  针对1450HC轧机，利用大型非线性有限元软件MSC.Marc建立仿真模型，对多种轧制工况进行了模拟，得到了板凸度值。研究了不同板带参数、工艺参数、板形调控参数对轧后板凸度的影响规律。以有限元计算值为训练样本,利用BP神经网络强大的非线性映射功能，建立了板凸度预报模型，在训练过程中采用了改进的快速BP训练算法，从而提高了训练速度，加快了网络收敛速度，增加了算法的可行性。该网络模型解决了有限元计算时间长，难以在线应用的问题。
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  四线切分轧制的数值模拟

  鄂东辰，王海儒

  钢铁. 2013, 48(8): 45-49.

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  切分轧制是采用特殊的孔型和导卫系统，利用金属的不均匀变形将轧件沿纵向切分成2根或2根以上独立分支的新工艺。采用有限元软件Deform 6.1模拟出应用四线切分轧制工艺生产直径为14mm螺纹钢筋的预切分道次和切分道次的轧制过程，计算出相应特殊孔型下的轧制力，并且将用有限元方法计算的结果与现场实测相比较，两者相差10%左右，满足生产实际要求。模拟仿真了轧件在四线切分导卫中的切分过程，得出2对切分轮的各方向受力曲线。
钢铁材料
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  基于正交设计的X100管线钢焊接接头工艺性能

  张敏，杨亮，李继红

  钢铁. 2013, 48(8): 50-54.

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  以优化焊接工艺性为出发点，建立Al2O3、TiO2、ZrO2、SiO2为因素的正交试验，并利用光学显微镜、拉伸-冲击材料试验机对X100管线钢焊缝组织与力学性能进行了研究。结果表明，在质量分数为Al2O3 10%，TiO2 6%， ZrO2 7%，SiO2 20%时焊接工艺值最高，焊缝主要显微组织为针状铁素体和粒状贝氏体，熔敷金属最高抗拉强度达781.4MPa，为母材的93.3%，冲击功(-20℃)均大于90J。
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  基于应变设计用厚规格X80管线钢组织与性能关系

  牛辉 ，刘清友 ，杨忠文 ，毕宗岳 ，贾书君 ，陈长青

  钢铁. 2013, 48(8): 55-60.

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  针对西气东输三线在强震和断层活跃地区对基于应变设计的抗大变形1219mm×26.4mm X80钢管的迫切需求，通过光学金相、SEM、拉伸和冲击试验研究了抗大变形“铁素体+贝氏体”双相钢的铁素体体积分数、晶粒尺寸对钢板/管的纵向屈服强度、均匀变形伸长率、冲击韧性的影响规律，总结了小批量生产中板管关系的变化特点。发现1219mm×26.4mm X80抗大变形钢管在较大的铁素体体积分数变化范围内可实现技术指标的要求，但较高的铁素体数量不利于钢管的冲击韧性，铁素体体积分数不宜过大；铁素体晶粒细化对提高钢管的强度和改善钢管的断裂韧性十分关键，多边形铁素体细化是十分必要的。
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  06Cr19Ni10奥氏体不锈钢的DTA试验与组织分析

  韩强，邢淑清，刘炳广，麻永林

  钢铁. 2013, 48(8): 61-64.

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  根据铬当量、镍当量的计算结果推断了06Cr19Ni10奥氏体不锈钢的凝固模式，并采用差热分析技术（DTA）对06Cr19Ni10奥氏体不锈钢在10和30℃/min的加热冷却速度下的凝固过程进行了研究，对DTA曲线中的吸热峰和放热峰进行了分析,并采用激光共聚焦显微镜（LSCM）和扫描电子显微镜（SEM）对样品进行了测定。分析结果表明：06Cr19Ni10奥氏体不锈钢的实际凝固模式为FA型，即铁素体奥氏体型。随着冷却速率的增加，奥氏体形核率增大，残余的δ铁素体在形态上更加细小分散。该研究结果对实际生产中改善铸坯组织，提高铸坯质量具有着一定的意义。
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  环境温度对船用耐蚀钢腐蚀行为的影响

  李灏 柴锋 何宜柱 苏航 罗小兵 赵捷

  钢铁. 2013, 48(8): 65-69.

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  采用国际海事组织（IMO）模拟油轮货油舱内底板环境试验方法，对比分析了传统船板和耐腐蚀船板的腐蚀失重与腐蚀形貌，深入研究了环境温度对船用耐蚀钢腐蚀行为影响规律。结果表明，环境温度对船板腐蚀行为存在显著影响，随着环境温度（30~50℃）的升高，点蚀坑的数量逐渐增多，点蚀坑深度先增大后减小，在45℃时达到峰值。2种钢点蚀行?畋鸾洗螅炒甯值闶纯拥纳疃戎本侗龋╤/D）随环境温度的增大而增大，而耐蚀船板则呈现逐步下降的趋势。耐蚀合金元素的加入有效降低了船板钢在不同温度下的腐蚀速率，减小了钢的点蚀坑数量，改善了点蚀坑的扩展方式。即点蚀坑由纵向深度方向扩展，转为横向表面方向扩展，有效提高了船板的安全性。
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  一种低成本铝硅耐候钢的研制

  许红梅，张宇，王银柏，李小宝

  钢铁. 2013, 48(8): 70-74.

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  通过模拟研究连续冷却相转变行为和抗大气腐蚀机制，开发了不含贵重合金元素的低成本的铝硅耐候钢，其抗大气腐蚀能力比SPA-H和SM490-A分别提高了15%和72%，这得益于锈层内部富集的Al形成的FeAl2O4。大压下量轧制搭配空冷可得到细晶粒多边形铁素体组织，确保了钢板高强高韧性匹配:Re≥400MPa；Rm≥500MPa; -40℃ KV≥100J。
环保与能源
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  基于HP-Elman-LSSVM模型钢铁企业自备电厂煤气供入量预测及优化调度

  李红娟，王建军，王华，孟华

  钢铁. 2013, 48(8): 75-81.

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  钢铁企业自备电厂是副产煤气的主要缓冲用户，在消纳富余煤气、减少煤气放散、实现煤气平衡方面发挥着极为重要的作用。充分考虑自备电厂煤气供入量特点，建立了HP-Elman-LSSVM预测模型，并根据自备电厂能源利用的特点，建立拟合模型求解自备电厂锅炉的经济运行负荷，在此基础上对供入自备电厂的煤气进行优化调度。将该模型应用于具体企业，实现了钢铁企业自备电厂煤气预测和优化调度。模型应用表明：所建模型对自备电厂煤气供入量30、45、60个点的预测平均相对误差分别为1.9%、1.4%、1.4%，能有效解决实际生产中自备电厂煤气供入量预测不准问题。并通过煤气优化调度，自备电厂可大幅度提升蒸汽产率，应用企业每年可多产蒸汽约8.1322万t，折合节约标煤9443.955t。
装备技术
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  启停式曲轴驱动摆动飞剪的运动特性分析

  徐成华， 罗里荣

  钢铁. 2013, 48(8): 82-87.

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  介绍了启停式曲轴驱动摆动飞剪的结构形式；对其运动特性和动态特性进行了深入分析，通过理论计算确定剪切速度和电机转速的对应关系，并绘出了剪刃运动轨迹图，理论计算推导和实践调试结果一致，从而为这种飞剪的调试和控制提供了理论指导；推荐在高速薄板生产线上使用这种飞剪。