2014年, 第49卷, 第12期　刊出日期：2014-12-15

  

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综合论述
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  中国汽车发展趋势及汽车用钢面临的机遇与挑战

  康永林， 朱国明

  钢铁. 2014, 49(12): 1-7.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140553

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  首先对中国汽车发展的现状与趋势进行了分析预测，2020年中国汽车产量可能达到3 600万辆。伴随汽车迅速发展的同时，汽车用钢也面临安全、环境、资源、能源及成本等方面的挑战。中国汽车的高速增长和庞大的市场为汽车用钢的发展带来重大机遇，同时冶金行业也面临来自非钢材料的激烈竞争和用户方面的挑战。文章就汽车用钢的发展潜力和钢铁行业可能采取的应对方案进行了讨论，分析了近年汽车用高强钢合金含量的发展、新型高强钢的组织性能精细控制及应用技术、超高强双相钢及新型淬火配分钢的精细组织、冷轧高强钢中的纳米粒子析出控制、热成形钢的工艺与组织性能以及先进高强钢的成形应用技术等。最后，举例介绍了汽车用钢供应商的先期介入（EVI）服务体系的加强与完善。
冶金工艺技术
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  加拿大焦煤和国内几种常用焦煤的结焦性差异

  张代林， 王 伟， 王 坤， 黄大中， 李伟锋， 郑明东

  钢铁. 2014, 49(12): 8-12.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20130681

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  研究了加拿大焦煤和国内常用主焦煤的结焦性差异，有利于国内焦化企业很好地利用加拿大炼焦煤，优化配煤生产。对加拿大煤和国内常用焦煤进行常规煤质分析和煤岩特征分析，探寻了二者黏结性存在差异的原因，并利用40 kg小焦炉进行加拿大焦煤替代国内优质焦煤实验。研究表明：与国内主焦煤相比，加拿大焦煤的单一性较好，灰分较低，变质程度较低；加拿大煤的基氏流动度lgMF和奥亚膨胀度[b]值较低，均质镜质组较少，且镜质组中含有较多裂纹和气孔，造成加拿大焦煤在成焦过程中熔融阶段流动性较小，膨胀压力较小；加拿大焦煤替代国内优质炼焦煤进行配煤炼焦，可以稳定焦炭质量。
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  高炉冷却壁非稳态传热热态实验分析

  焦克新 ， 张建良 ， 左海滨 ， 沈 猛， 铁金艳， 李峰光

  钢铁. 2014, 49(12): 13-17.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20130685

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  冷却壁安全工作是保证高炉长寿的基础。通过设计并建造冷却壁热态实验炉，研究了高炉铸铁冷却壁热面无渣皮和有渣皮时的非稳态传热过程，考察了不同炉气温度条件下冷却壁热电偶温度的变化规律。回归得到了炉气在升温阶段、稳定阶段、降温阶段时冷却壁热电偶温度随时间的变化关系式。计算得出了冷却壁热面在有无渣皮条件下的平均热流强度，回归得出了炉气平均对流换热系数随炉温的变化关系。结果表明，冷却壁热面在有渣皮时热电偶温度的变化速率显著低于无渣皮时的变化速率，冷却壁破损的主要原因是冷却壁温度的反复变化和渣皮的频繁脱落而产生的热应力。
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  高炉炉底密封板上翘机理及预防措施

  李洋龙， 程树森， 王颖生

  钢铁. 2014, 49(12): 18-23.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20130660

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  国内一些高炉发生了高炉炉底密封板上翘现象，一些高炉炉底密封板上翘高度甚至达到了100～140 mm，出现炉底变形成锅底状、局部漏煤气、炉底冷却效果变差等现象，严重影响高炉的长寿和高效生产。通过建立高炉炉缸炉底温度场和应力场数学模型，分析砖衬异常膨胀、砖衬受热膨胀和炉底密封钢板厚度、膨胀缝及缓冲泥浆等因素对炉底密封板上翘高度的影响。结果发现，由于炉缸砖衬的异常膨胀，在风口组合砖位置产生较大的向上压力，最终导致高炉炉底密封板产生较大程度的上翘，而砖衬正常受热膨胀不会导致炉底密封板的明显上翘。碱金属、锌、铅等有害元素在高炉内富集、累积可以导致砖衬异常膨胀，是炉底密封板上翘的主要原因。炉底密封板厚度的增加会对炉底密封板上翘产生有效的阻碍作用。合适的膨胀缝和性能优良的缓冲泥浆可以吸收砖衬受热膨胀，但是不能解决砖衬较大的异常膨胀。为了抑制和减少高炉炉底密封板上翘现象，需要在风口组合砖与炉缸砖衬之间预留合适的膨胀缝；避免风口大套前端嵌入炉缸砖衬内部；严格控制有害元素入炉量，提高高炉排出有害元素的能力。
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  烧结工艺参数对混合矿黏结相强度的影响

  李福民， 伊凤永， 白瑞国， 孙 恺， 吕 庆

  钢铁. 2014, 49(12): 24-27.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20130699

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  采用微型烧结设备研究了烧结温度、碱度和MgO含量对高褐铁矿配比混合矿黏结相强度的影响，结果表明：随着烧结温度、碱度、MgO含量的增加，黏结相强度先升高后降低，当烧结温度为1 280 ℃、碱度为1.6、MgO质量分数为2.0%时，高褐铁矿配比混合矿的黏结相强度最高。生产中应适当降低褐铁矿的配比，保证混合铁矿粉具有足够的黏结相强度。
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  高炉铜冷却壁取样研究及破损原因分析

  康 磊， 车玉满， 王宝海， 郭天永， 尚德礼， 吕春风

  钢铁. 2014, 49(12): 28-32.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20130437

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  在整个高炉结构中，炉身下部至炉腰炉腹位置是影响高炉寿命最薄弱环节之一，铜冷却壁应用该区域可形成“渣皮”作为永久性炉衬，有效延长高炉中部寿命，实现了高炉高效和长寿的统一。然而，在生产实践中渣皮频繁脱落，铜冷却壁热面裸露，导致铜冷却壁大面积破损，严重影响生产。针对鞍钢某高炉铜冷却壁破损情况进行了简单的介绍；采用金相分析、扫描电镜及能谱分析和化学分析方法，对破损的高炉炉腰段铜冷却壁进行取样研究。研究结果表明：在高炉内服役过程中，铜冷却壁中氧含量偏高，在受到高温煤气流冲蚀后，在其热面产生了“氢脆”现象，这是造成铜冷却壁破损的根本原因。提出了防止铜冷却壁破损的建议。
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  首秦焦炭碳素溶蚀能力与显微结构的相关性

  马 超， 晁 伟， 李东涛， 刘 洋， 徐 萌， 徐荣广

  钢铁. 2014, 49(12): 33-37.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20130692

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  摘 要： 捣固焦由于成本低且性能指标较好而逐步推广使用，然而首秦高炉在使用捣固焦后出现了炉内压量关系紧张、炉况不顺等问题。为了解这批焦炭的实际性能，进行了反应性试验、差热试验以及光学组织含量分析，结果表明：焦炭光学组织中镶嵌结构有抑制裂纹发展和缓解热膨胀的作用，而捣固焦的镶嵌组织含量较低，因此在高温和冲击受力的作用下更容易产生裂纹；分析6种焦粉失重曲线可以发现，同性组分ΣISO含量高的捣固焦粉从1 000 ℃升高到1 300 ℃过程中汽化反应失重率增加更快，在炉内可能引起的粒度降解更严重，从而造成炉况不顺。
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  还原冷轧过程中带钢表面形貌演变规律

  井玉安， 臧晓明， 商秋月， 覃 毅， 李富强， 刘英明

  钢铁. 2014, 49(12): 38-43.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140223

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  利用四辊轧机对氢还原后的热轧带钢试样进行了5道次冷轧试验，采用扫描电镜对试样冷轧前后的表面形貌进行了跟踪观察，采用TR200型粗糙度测量仪测量了轧制前后试样的表面粗糙度轮廓，研究了不同轧辊表面粗糙度和润滑条件下试样表面形貌的演变规律。结果表明：还原后的热轧带钢试样再经过5道次冷轧，试样表面的大部分缺陷被压平，未被压平的缺陷转变为显微凹坑残留在轧件表面；随着轧制道次增多，轧件表面光洁度提高；干摩擦条件下，试样表面裂纹的压平程度比油润滑条件下更好，表面残留的显微凹坑少且浅，但辊痕相对较多。
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  基于改进差分进化算法的带钢冷连轧负荷分配

  杨景明， 呼子宇， 车海军， 孙 浩， 赵新秋

  钢铁. 2014, 49(12): 44-49.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140205

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  为了更加合理地制定冷连轧轧制规程，选取打滑因子、等功率裕度和最小能耗作为目标函数，采用改进的差分进化算法求解Pareto前沿，减少了冗余的寻优代数、缩短了优化时间。以求解出的Pareto前沿为选择池，基于不同的偏好因子选择出不同的负荷分配方法，满足不同工况下的要求。仿真结果表明，该算法可以快速均匀地覆盖Pareto前沿，产生偏重于不同目标的负荷分配规则。优化规程与原规程相比，降低了打滑现象出现的概率，减小了轧制功率。
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  冷轧板形平坦度计算方法

  包仁人， 张 杰， 李洪波， 宫贵良， 贾生晖， 刘海军

  钢铁. 2014, 49(12): 50-53.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140266

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  冷连轧生产线多配备有1套或2套板形仪，用于板形的实时反馈控制以及板形质量的监测，各处所用板形仪的规格不尽相同。板形平坦度指标是表征冷轧带钢板形质量的重要参数，由板形控制系统根据板形仪检测结果自动提供，一般以IU(I-Unit)表示。为了更准确地表征带钢板形质量，分析了某冷轧常用板形控制系统中带钢平坦度的计算方法，并考虑板形仪传感器分布不均会对其平坦度计算结果造成的影响，在此基础上提出了利用线性插值构造间距均匀的横向伸长率分布模型的方法，对平坦度计算过程进行了修正，并以实际板形数据进行检验，结果表明修正后的板形平坦度计算方法不再依赖于板形仪传感器的布置方案，使得具有不同板形仪的冷轧生产线的板形质量更具可比性。
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  厚板尾部大压下法的应用

  胡贤磊， 曾庆亮 ， 丁敬国

  钢铁. 2014, 49(12): 54-58.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140299

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  提高厚规格板材的道次变形量对改善厚规格板材的性能具有重要意义。分析轧制扭矩在道次轧制中的变化特点，可知头部咬入阶段的峰值扭矩是制约道次压下量的关键因素。结合轧制过程的稳态轧制扭矩的变化规律，提出尾部大压下法，即在正向道次的尾部阶段增大压下量，将板材尾部轧制成楔形或阶梯形，反向道次轧制时，由于头部厚度薄，对扭矩冲击小，可适当增加道次压下量，从而增大整个道次压下量。通过推导轧制扭矩和压下量的关系式，分析了道次压下量的放大范围。该方法能在不改动轧机设备的前提下提高厚规格板材的芯部变形能力。
钢铁材料
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  回火温度对Mn-Ni钢亚稳奥氏体形貌及其力学性能的影响

  江 陆， 孙新军， 李昭东， 雍岐龙

  钢铁. 2014, 49(12): 59-64.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140080

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  利用了X射线衍射仪（XRD）、电子背散射衍射（EBSD）和透射电子显微镜（TEM）研究了回火温度对一种Mn-Ni钢亚稳奥氏体形貌及其力学性能的影响。结果表明，随着回火温度的升高，室温亚稳奥氏体的体积分数逐渐升高。当回火温度为600和625 ℃时，亚稳奥氏体主要以片层状在回火马氏体板条间析出，且排列方向与周围的马氏体板条平行，这种片层状亚稳奥氏体分布较为均匀，尺寸较小，约为60～100 nm，且稳定性较高；当回火温度为650 ℃时，试验钢中出现尺寸较大的块状奥氏体在回火马氏体界面的交叉处不均匀析出。分析表明，块状奥氏体有利于提高钢的塑性，不利于改善钢的低温韧性；而片层状奥氏体能大幅度的改善钢的低温韧性。
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  稀土铈对2.9%Si无取向硅钢磁性能的影响

  岳尔斌， 李 娜

  钢铁. 2014, 49(12): 65-70.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140154

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  摘 要： 为了获得磁性能优良的高牌号无取向硅钢，系统地研究了稀土铈对2.9%Si无取向硅钢中夹杂物的变质及粗化，退火板的组织、织构及磁性能的影响规律。结果表明：钢中添加适量（质量分数0.005 5%）的铈能使夹杂物聚集粗化，最终使成品再结晶晶粒尺寸增大，有利织构组分{100}和{110}面织构增多，不利织构组分{111}面织构减少，磁性能达到最佳。但是当铈添加过量（质量分数0.019%）时，其作用反而相反。
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  合金元素钒对高碳钢丝组织与性能的影响

  胡显军 ， 赵宇飞， 王 雷， 麻 晗， 方 峰

  钢铁. 2014, 49(12): 71-75.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140148

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  钒对高碳钢丝的微观组织、力学性能及热稳定性具有显著的影响。钒元素在高碳钢中主要存在于渗碳体中，可以起到强化渗碳体的作用。添加钒元素有利于珠光体片层间距的细化，还可以增加渗碳体的热稳定性，从而抑制钢丝拉拔过程中渗碳体的分解。但在拉拔应变量较大时，富含钒的渗碳体片碎化严重，会加重钢丝在镀锌过程中的球化现象，而导致钒合金化钢丝与未添加钒元素的钢丝相比，无论镀锌与否，其扭转性能均明显下降。
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  超低碳微合金X100管线钢CO2焊焊接接头的组织和性能

  常智渊 ， 霍孝新， 邱春林， 兰亮云， 宫润燕， 徐椿森

  钢铁. 2014, 49(12): 76-79.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140164

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  采用CO2焊接方法焊接X100管线钢，分析了不同焊接工艺下焊接接头组织和性能的变化特征。随着焊接热输入的增加，焊接接头的屈服强度和抗拉强度降低，焊缝和热影响区处的冲击吸收功呈现先增大后减小的变化趋势，而焊缝组织均以针状铁素体（AF）为主。焊接热输入为1.17 kJ/mm时，粗晶区的显微组织主要是贝氏体铁素体（BF），强韧匹配性最为优异；当热输入增加至1.91 kJ/mm时，粗晶区的组织除了BF外，还出现了粒状贝氏体（GB），强韧水平明显降低。综合考虑，可将1.17 kJ/mm作为X100管线钢CO2焊接时的最佳热输入。
环保与能源
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  转炉除尘资源作终渣调整剂的试验

  陈 均

  钢铁. 2014, 49(12): 80-84.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140196

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  为实现转炉除尘资源的循环利用，提出采用除尘灰、炼钢污泥、废镁砖、碳化硅及粘接剂按一定比例混合压制成球后用于转炉终点炉渣改质的思路，并通过工业试验验证了终渣调整剂的炉渣改质效果。工业试验表明，采用新研制的终渣调整剂后,调渣前后炉渣全铁质量分数平均降了1.31%，MgO质量分数平均上升了0.71%；与原改质剂相比，起渣时间平均提前了0.11 min，溅渣时间缩短了0.12 min，溅渣护炉效果更好。新型终渣调渣剂的成功研制，不仅实现了二次资源的循环利用，更是提高了转炉冶金效果，降低了生产成本。
技术交流
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  酸轧IF软钢切边技术研究与实践

  李生存

  钢铁. 2014, 49(12): 85-89.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140244

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  针对酸轧IF软钢切边合格率低的情况，研究了导致酸轧切边缺陷的要素和预防措施，并研究了切边剪的切边原理。通过对上线前刀具的间隙和重叠量偏差的限定、提高刀具硬度、合理搭配剪切间隙和重叠量、保持稳定高速的切边速度等措施，使IF软钢切边合格率得到极大地提高，为生产符合宽度公差要求的产品奠定了基础，并保证了轧机的顺利轧制和下道产线的稳定顺行。