2014年, 第49卷, 第1期　刊出日期：2014-01-15

  

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综合论述
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  高炉炼铁工艺中Al2O3的影响及适宜w(MgO)/w(Al2O3)的探讨

  沈峰满，郑海燕，姜鑫，魏国，温秋林

  钢铁. 2014, 49(1): 1-6.

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  高Al2O3铁矿石使用量的增加导致高炉炉渣Al2O3含量大幅度攀升。针对高Al2O3铁矿的高炉冶炼，定量综述了Al2O3对烧结工艺、烧结矿冶金性能、高炉冶炼产生的负面影响，分析了中国高Al2O3的高炉冶炼现状以及高Al2O3渣高炉冶炼应采取的措施，重点探讨了高炉炉渣适宜的w(MgO)/w( Al2O3)比。
原料与炼铁
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  氧化钙对焦炭性能的影响

  左海滨，戎妍，张建良，吴小兵，高冰

  钢铁. 2014, 49(1): 7-12.

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  碱土金属对焦炭气化反应具有正催化作用，而焦炭的气化特性影响高炉的能量利用状况。通过实验室条件下配煤炼焦试验，系统研究了添加氧化钙质量分数分别为0%，1%，2%，4%，8%，12%时对焦炭强度、气化起始反应温度、平均反应速率及表观活化能的影响。研究结果表明：当配加氧化钙质量分数为4%时，焦炭强度降低最大为7%，气化起始反应温度降低最多为80℃，平均气化反应速率增加最大，表观活化能降低最大约30%。
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  高炉水冷风口流场和温度场数值模拟

  郄亚娜 张淑会 吕庆

  钢铁. 2014, 49(1): 13-16.

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  高炉风口合理的流场和温度场对延长风口寿命非常重要。利用计算流体力学(CFD)对高炉风口冷却水的流场和温度场进行数值模拟，得到其流场和温度场的分布规律，为有效延长风口寿命提供理论基础。模拟结果表明，进水口水压一定时，风口出水口侧前端边缘温度最高；进水口水压低于0.4MPa时，提高水压，进水口速度增加，风口前端最高温度下降明显；进水口水压高于0.4MPa时，温度下降趋于平缓。因此，设定进水口水压为0.4MPa左右时，风口最高温度较低，冷却效果明显。
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  回转窑结圈物结构及结圈机制

  司金凤 贾彦忠 刘吉涛，梁德兰 侯俊京

  钢铁. 2014, 49(1): 17-21.

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  回转窑结圈不仅与回转窑的传热过程有关，还与物料的输送、物料挥发分析出、挥发分燃烧等多种物理化学反应有关。通过研究结圈物的特征，对结圈机制进行了分析，并提出预防回转窑结圈措施。研究结果表明，在回转窑结圈过程中，煤粉对结圈的影响不仅仅是对温度的影响，还使结圈物本身的性质发生改变。随着煤粉含量的增加，结圈物熔点下降；同时，煤粉的增加促进了粉末的固结，更易形成结圈。
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  基于遗传算法DRI竖炉内流场的影响因素

  葛俊礼，白明华，朴英敏，王健，符远翔，徐宽

  钢铁. 2014, 49(1): 22-27.

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  气基直接还原铁（DRI）竖炉内的气流分布对DRI生产过程有着重要影响。利用分析软件ANSYS对直接还原铁竖炉内还原气气流分布规律及其影响因素进行研究。模拟分析中将球团矿简化为多孔介质，通过试验测得的惯性阻力系数和黏性阻力系数作为模拟过程的一个基础输入参数。将计算结果通过神经网络找到相互的映射关系，得到气基竖炉部分工艺参数与炉内压强、过渡段串流情况的关系。通过遗传算法优化，得出竖炉内理想气流分布时的状态影响因素。研究结果显示，炉内气流分布状况与状态影响因素有直接关系，并得出影响竖炉内合理流场的主要状态影响因素为炉顶压强和冷却气出口压强。
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  电磁制动对CSP漏斗形结晶器开浇过程影响的数值模拟

  徐绵广，刘和平，项利，仇圣桃

  钢铁. 2014, 49(1): 28-33.

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  建立了描述电磁制动(EMBr)下CSP漏斗形结晶器开浇过程暂态流动现象的三维数学模型，研究不同磁场强度对开浇过程中结晶器内流场影响。利用流体体积方法(VOF)捕捉钢液-空气界面。采用动网格模型实现引锭杆的移动。研究结果表明：电磁场可显著抑制钢液湍流流动，降低引锭杆启动瞬间的弯月面波动；开浇过程电磁制动的使用可改善拉坯过程中结晶器内钢液流态；电磁制动的使用可将自由稳定时间提前约10s；使用电磁制动可明显减轻漏斗形结晶器内钢液偏流现象。
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  X70管线钢RH真空脱气过程夹杂物的去除行为

  杨光维，初仁生，王新华，黄福祥，王万军，尹雨群

  钢铁. 2014, 49(1): 34-38.

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  利用ASPEX全自动扫描电镜对X70管线钢RH真空处理过程的夹杂物形貌、成分、数量和尺寸进行了系统研究。结果表明，RH过程中夹杂物主要为液态球状含少量MgO的CaO-Al2O3系夹杂物。夹杂物随RH真空处理时间的增加而减少，RH处理28min后，钢液中夹杂物去除率达70%。除延长RH真空处理时间外，减少RH进站夹杂物可大幅降低RH终点夹杂物数量。总体夹杂物和1~5μm夹杂物数量随RH真空处理时间单调递减；对于大于5μm的夹杂物，其数量先增大后减少，而且随着夹杂物尺寸的增加，数量达到最大值所需真空处理时间增加。RH真空处理后，夹杂物平均尺寸有所增加，由2.2~2.5μm增加到3.0~3.9μm。
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  转炉双联法炼钢的水模试验

  杨文远，侯春，崔怀周，高卫涛，王明林

  钢铁. 2014, 49(1): 39-44.

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  通过水模试验的方法测量了转炉双联法在不同喷吹条件下熔池运动的基本参数。试验结果表明，脱磷炉底吹供气强度超过0.30m3/（t·min）时，增加供气量对缩短混匀时间作用不明显。熔池中有10%（质量分数）废钢时，混匀时间平均延长63%。用高供氧强度吹炼(5m3/（t·min）)，脱碳的喷溅率比正常供氧量有很大提高。采用喷孔交错布置喷头和适当加大炉容比可以降低喷溅率。
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  37Mn2钢连铸圆坯的二次冷却制度

  黎建全， 陈登福 吴国荣 雷阳伟

  钢铁. 2014, 49(1): 45-51.

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  根据钢种的高温力学性能和冶金准则，确定铸坯表面温度，制定相应的二次冷却制度，通过建立的数学传热模型对铸坯温度、凝壳厚度进行仿真计算，加以验算优化，获得最佳的二冷区冷却水量。以37Mn2钢为研究对象，结合攀钢圆坯连铸机情况，建立了与之相适应的二次冷却制度，并应用于攀钢连铸生产。实践结果表明：铸坯各控制点的实测温度与模型计算温度一致，铸坯在矫直区的温度大于950℃，所生产的圆坯中间裂纹、中心裂纹、内裂、一般疏松等质量缺陷全部评级为0，缩孔、中心疏松、中心偏析最大为1.5，满足后步工序的要求。
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  冷轧带钢边部偏移量对原始板形信号的影响

  杨利坡，于丙强，李荣民 ，杜长征

  钢铁. 2014, 49(1): 52-56.

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  在板形检测过程中，针对冷轧带钢两侧边部经常不能完全覆盖检测通道及可能发生偏移的现象，建立了适应在线计算的带钢边部板形信号误差补偿模型。利用该模型，根据带钢横向偏移量自动计算检测辊的起始通道号、有效通道数量及带钢边部的通道覆盖率，合理选择比例补偿和差分补偿2种方法，对带钢边部在线板形信号进行必要的误差补偿，使板形曲线更真实地反映实际板形状况。经物理测试和工业验证，该方法可靠有效，有效防止因异常板形信号引起的误调事故，满足轧机的精细板形调控要求。
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  CSP线生产薄规格超高强带钢的轧制工艺与组织性能

  陈良，张超，朱帅，康永林

  钢铁. 2014, 49(1): 57-61.

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  介绍了CSP线的工艺设备特点，通过对CSP连铸过程的优化设计和铸坯质量控制，采用武钢自主开发的加热工艺（1180 ℃的出炉温度），850～920 ℃终轧温度，通过对比分析不同的层流冷却方式和高温（600～630 ℃）、低温（570～600 ℃）卷取对钢种力学性能的影响，生产结果表明：头部连续冷却对于晶粒细化作用明显，600～630 ℃卷取有利于大量细小TiC粒子的充分析出，析出粒子尺寸低于20 nm的占70%以上，析出强化作用明显。冷却速度和薄规格强化造成的细晶强化和卷曲温度引起的析出强化共同决定着薄规格产品的力学性能，在优化冷却和卷取制度的基础上开发了厚度1.2～6.0 mm，屈服强度500，600和700 MPa超高强度带钢。武钢CSP生产的薄规格超高强带钢在集装箱、汽车结构钢等高端市场的成功应用表明，薄规格超高强带钢能够很好地满足市场对结构轻量化及节能减排的需求。
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  1580mm热轧薄规格带钢凸度改善的研究与应用

  郭薇，王凤琴，孙猛，朱启建，李彬，李金宝

  钢铁. 2014, 49(1): 62-65.

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  针对1580mm热连轧生产线薄规格带钢凸度控制精度不高的问题，通过对引进的板形控制模型原理解析及板形生产数据的跟踪，发现了该模型存在明显的目标凸度重置问题，从而影响了该产线的凸度控制精度。经过对大量板形工艺数据的对比分析，发现在板形设定计算过程中，由于平坦区因子、热膨胀等关键参数的设计不合理，导致了模型对前3组机架的凸度调节能力出现了误判，造成了目标凸度重置问题的发生。通过在线实施优化平坦度死区因子和热膨胀计算乘子等改善凸度控制精度的措施，基本解决了该产线的目标凸度重置问题，提高了1580mm生产线轧制带钢的凸度控制精度。
钢铁材料
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  化学成分和热处理工艺对转子用403不锈钢组织和性能的影响

  孙永庆 梁剑雄 孙国强 杨志勇 李文辉 张丽娜

  钢铁. 2014, 49(1): 66-69.

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  用200kg真空感应炉冶炼3炉403不锈钢，锻成120mm圆棒，进行950~1000℃淬火油冷、720~750℃回火油冷的热处理。研究了Ni、N等元素含量及热处理工艺对该钢组织、力学性能和磁性能的影响。试验结果表明，添加Ni，N元素可以显著提高试验钢的力学性能、导磁性能，特别是冲击值等塑韧性指标；添加N元素可以明显提高试验钢在低磁场强度下的磁感应强度，而在高磁场强度下添加Ni元素更加有利。并对Ni，N元素的强化机制也进行了一定探讨，对此类钢在转子部件的应用具有一定的指导作用。
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  卷取温度对DQ&P钢组织性能的影响

  陈香伟 魏娇，陈俊，唐帅，王国栋

  钢铁. 2014, 49(1): 70-73.

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  试验钢经热轧后，采用超快速冷却系统冷至不同温度（Ms~Mf之间的某温度）后随炉冷却，研究卷取温度对DQ&P钢组织性能的影响。结果表明，随着卷取温度由200 ℃升高至360℃，试验钢中铁素体含量略有增加，残余奥氏体体积分数由5.9%增加至12.1%。拉伸变形后，200℃卷取温度下，试验钢的残余奥氏体含量没有变化，而在360℃卷取温度条件下，残余奥氏体体积分数减少为8.5%。卷取温度为360℃时可获得极佳的综合力学性能，伸长率达到23.9%，强塑积达到20GPa ·%，且屈强比低至0.79。
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  连续热浸镀铝硅钢板镀层微观结构研究

  吕家舜，李锋，杨洪刚，周芳

  钢铁. 2014, 49(1): 74-78.

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  热浸镀铝硅钢板具有优良的耐热性、耐腐蚀性、耐高温氧化性，目的是研究铝硅镀层钢板的镀层微观结构和性能。利用热镀锌模拟器在实验室条件下制备了热浸镀铝硅镀层钢板，通过扫描电镜、电子探针对镀层的微观组织结构、镀层中元素的平面分布进行了观察，利用X-射线研究了铝硅镀层的物相组成，利用盐雾试验研究了镀层钢板的耐腐蚀性能。结果表明，铝硅镀层由占主要富铝的树枝晶、树枝晶间的铝硅二元合金、铁铝界面层及分布于基体中的块状相组成，镀层组织均匀，结合较好，耐蚀性优良。
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  1800MPa级低合金超高强度工程机械用钢显微组织与力学性能

  刘爽 唐广波 李激光 孙浩源 李斌

  钢铁. 2014, 49(1): 79-84.

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  设计了一种新型的超高强度工程机械用钢，在中试轧机上进行了不同工艺模拟轧制，对比研究了工艺1（80%变形量+直接淬火+250℃回火）、工艺2（90%变形量+层流冷却快冷至650℃/1h+空冷+250℃回火）和工艺3（90%变形量+空冷至650℃/1h+空冷+250℃回火）3种不同控轧控冷工艺对试验用钢的显微组织和力学性能的影响。结果表明：工艺1条件下试验钢的抗拉、屈服强度最高，塑韧性最好，分别可达到1816，1473MPa，伸长率为9.5%，断面收缩率为45%，室温冲击功为28J，-40℃冲击功为21J，硬度值达到50HRC，认为获得的是板条马氏体+残余奥氏体的复相组织和析出的复合微合金碳化物、ε-碳化物强韧化机制的综合作用；工艺2，3分别得到的是板条马氏体+块状贝氏体+残余奥氏体、板条马氏体+针状铁素体+片层状珠光体+残余奥氏体，力学性能下降明显；第二相析出物主要是Nb，V，Ti的复合析出颗粒。
环保与能源
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  H2-CO还原钛精粉的热重法试验

  司新国，赵二敏

  钢铁. 2014, 49(1): 85-89.

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  采用热重分析法研究了H2-CO还原钛精粉的特征。热重、相组成和形貌分析表明：在纯H2基础上，配加CO还原钛精粉的热重曲线具有相似性，即质量分数首先随时间的延长而下降，达到平衡后维持一定时间，随后逐渐增加；在质量分数降低的过程中，失重率随H2含量的增加而增加；相反，在质量分数增加的过程中，增重率首先随CO含量的减小而增加，至80%CO时达到最大值，而后逐渐减小。要保证还原产物中铁元素主要以金属相、非渗碳体相形式存在的合理温度是1150℃；开始阶段由于氢气原子半径小、扩散能力强，H2含量高时，产物表面孔隙较多，利于气体传输，还原能力强，随后由于渗碳体参与还原反应，产生大量气体，产物破碎程度增强，增加了其比表面积。