2014年, 第49卷, 第7期　刊出日期：2014-07-15

  

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综合论述
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  中国特钢生产60年

  徐匡迪

  钢铁. 2014, 49(7): 2-7.

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  从特钢的概念入手，概述了新中国特钢生产的历史沿革，包括新中国成立之初的国民经济恢复时期、“一五”和“二五”期间中国特钢系统建成雏形时期，改革开放以后迎来特钢的大发展即装备大型化与工艺现代化时期。最后，讲了中国特钢在满足国民经济现代化和先进装备制造业方面的进展。
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  中国炼铁技术60年的发展

  张寿荣, 于仲洁

  钢铁. 2014, 49(7): 8-14.

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  回顾了中国60多年来炼铁技术的发展历程。中国炼铁工业的发展可分为奠定基础、学习国外先进技术和自主创新3个阶段。分析了中国进入21世纪以来， 在资源、能耗、环境等方面存在的问题， 探讨了中国炼铁工业未来的发展。
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  过程工程与制造流程

  殷瑞钰

  钢铁. 2014, 49(7): 15-22.

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  过程工程是指在开放的工程系统条件下，描述多因子、多尺度、多层次、多单元的过程及其系统行为并集成为动态运行系统的学问。在过程工程中，鲜明地体现为不同层次、不同尺度的过程之间的“纵向集成”，同时也呈现出“异质”的但又相关单元过程之间的“横向集成”。过程工程问题广泛地存在于冶金、化工、建材等流程制造业的生产运行和规划、设计之中。包括钢铁工业在内的流程制造业有着形式各异的企业，但这些企业有着共同的特征，即这些制造流程动态运行的物理本质是：“‘物质流’在‘能量流’的驱动和作用下，沿着设定的‘流程网络’，按照设定的‘程序’作动态-有序运行”。制造流程动态运行的要素是“流”、“流程网络”和“运行程序”。制造流程不仅涉及产品制造，还涉及能源转换和耗散、过程排放与环境-生态等。在理论阐述的基础上，讨论了钢铁制造流程动态运行的6条规则，这将对工程规划、设计，企业生产运行及其信息化、绿色化具有引导性。强调指出：制造流程是复杂的、动态的、整体性的工程系统，是多因子、多尺度、多单元、多层次整合-集成而成的整体，具有涌现性而非简单加和性。对制造流程而言，一切都是过程及其集成，一切都是开放-动态的过程并可形成结构不同的流程系统，其动态运行过程的实质是不同耗散结构中的耗散过程。
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  中国钢铁轧制技术的进步与发展趋势

  王国栋

  钢铁. 2014, 49(7): 23-29.

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  回顾了中国钢铁轧制技术的发展。经过钢铁轧制技术、装备的引进与消化吸收、以及工艺-装备-产品-服务一体化的自主创新，中国钢铁轧制技术已经跻身世界先进行列，基本完成了工业化过程。在步入后工业化的过程中，必须走新型工业化道路，建立生态化的钢铁轧制技术体系，解决面临的资源、能源、环境问题，实现“绿色制造，制造绿色”，促进钢铁轧制行业的和谐、平衡、可持续发展。
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  新一代钢铁流程运行实践

  杨春政

  钢铁. 2014, 49(7): 30-40.

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  以《冶金流程工程学》为指导，描述了新一代钢铁流程工序能力匹配、布局衔接紧密、物流短捷顺畅、运行动态有序、能源高效利用、资源充分利用的特征。结合首钢京唐钢铁厂建设与运行实践，围绕新一代钢铁流程“产品制造、能源转换、消纳社会废弃物”3大功能，对流程采用的单元技术、界面技术和系统集成运行情况进行了系统介绍。通过翔实的数据证明：首钢京唐钢铁厂新一代钢铁流程采用的单元技术成熟先进，界面技术高效可靠；全流程高效率、低成本、低能耗、绿色环保地生产高品质钢材的优势凸现。最后探索性提出了流程进一步完善优化的方向。
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  冶金工程设计的发展现状及展望

  张福明， 颉建新

  钢铁. 2014, 49(7): 41-48.

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  冶金工程设计对促进冶金工业的可持续发展具有特殊的重要作用。中国已经具备了现代大型钢铁厂的流程设计、工艺设计、设备设计以及系统集成能力，创建并应用动态-精准设计体系，建立了现代冶金厂工程设计理念、理论和设计方法，设计建设了具有国际先进水平的新一代可循环钢铁厂，在流程高效化、生产集约化、装备大型化等方面取得显著成效。与此同时，冶金关键单元技术和工程化集成技术得到重点突破，在关键、共性、重大技术领域取得一系列科技成果，对冶金工程设计的理论与实践提供了有效支撑。未来中国冶金工程设计应以冶金流程工程学和动态-精准设计理论与方法为核心，构建冶金工程设计创新理念、理论及设计方法的完整体系。
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  中国薄板坯连铸连轧技术的发展

  毛新平1,2， 高吉祥1， 柴毅忠1

  钢铁. 2014, 49(7): 49-60.

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  对中国近30年来薄板坯连铸连轧技术的发展进行了综述，分析了中国薄板坯连铸连轧技术发展的几个阶段及其特征，介绍了薄板坯连铸连轧技术领域的主要技术成就，包括：物理冶金过程和组织演变规律、纳米粒子的发现、薄规格产品生产技术、微合金化技术、中高碳钢生产技术和硅钢生产技术等，探讨了中国薄板坯连铸连轧技术未来的发展方向。
冶金工艺技术
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  高炉冶炼预还原炉料能耗分析

  高建军， 张颖异， 齐渊洪， 许海川， 师学峰

  钢铁. 2014, 49(7): 61-65.

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  通过建立高炉冶炼预还原炉料数学模型，计算了原料铁品位、预还原炉料金属化率和铁的存在形态对高炉冶炼能耗的影响，比较了高炉冶炼预还原炉料和传统高炉的能耗。计算结果表明：针对不同铁品位原料，有一个适合高炉冶炼的炉料最佳金属化率，使高炉冶炼焦比最低；预还原炉料中的铁以硅酸铁形式存在时，主要进行直接还原，冶炼焦比较高；与传统高炉相比，高炉冶炼预还原炉料，可以大幅度降低焦比，但燃料比升高。
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  球团矿高温还原过程中抗压强度变化及机理

  唐敬坤， 郭 磊， 郭占成

  钢铁. 2014, 49(7): 66-71.

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  运用自行设计制造的固态物料高温抗压强度与蠕变在线测试仪，分别测试球团矿在不同温度及还原度状态下的抗压强度及蠕变量，用以表征球团矿在高炉内不同位置的抗压能力。研究发现：未发生还原反应球团矿在中性气氛中，当温度达到1 000 ℃时，球团矿的抗压强度为2 750 N以上，继续升温，球团矿抗压强度下降迅速；球团矿在还原气氛下，还原初期球团矿抗压强度比同温度下中性气氛球团矿抗压强度有较大下降，当温度高于900 ℃时，球团矿抗压强度只有1 250 N，且在抗压试验中形变明显。微观结构分析表明：还原过程中高价铁氧化物到低价铁氧化物变化过程中晶格增大、新生铁相基体孔隙增加、裂纹产生以及颗粒间固相固结减弱是导致强度下降的主要原因。
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  LF-VD高效脱硫工艺

  郝 鑫， 王新华， 黄福祥， 杨光维， 赵和明

  钢铁. 2014, 49(7): 72-75.

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  为了研究LF-VD精炼工艺的脱硫效果，进行了9炉工业试验。通过对BOF-LF-VD和KR-BOF-LF-VD工艺冶炼中厚板钢中硫含量和炉渣成分的分析，研究了炉渣成分和工艺参数对脱硫的影响。结果表明，采用适宜的精炼渣系，通过LF-VD精炼能把钢中硫质量分数从转炉终点200×10-6左右脱至20×10-6以下；炉渣成分[w((MgO))]=4%～7%、[w((SiO2))]=7%～11%、[w((CaO))/[w((Al2O3))+w((SiO2))]]=1.62时，实现最高硫分配比接近500；VD精炼比LF精炼钢液搅拌强烈，能进一步脱硫。研究结果对优化中厚板炉外精炼脱硫工艺具有指导意义。
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  16MnNb钢圆坯连铸二冷制度的研究

  陈春梅， 陈登福， 董志华， 龙木军， 申嘉龙， 徐 松

  钢铁. 2014, 49(7): 76-81.

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  以某钢厂圆坯连铸机为研究对象，建立了连铸坯凝固传热模型。在不同拉速下对280 mm断面圆坯二次冷却过程进行仿真优化，确定了16MnNb钢合适的二冷制度。根据仿真结果，在最小工作拉速(0.9 m/min)下，矫直点处铸坯内弧表面中心温度为947 ℃，有效避开了铸坯的二次低延性区。在最大工作拉速(1.2 m/min)下，铸坯出结晶器时，其凝固坯壳厚度为19 mm，二冷初期产生漏钢等质量问题的可能性较小。不同拉速下，横断面温度场分布均匀。经低倍检测发现，铸坯表面及内部质量良好，无裂纹、疏松、缩孔等质量缺陷。
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  5 000 mm宽厚板轧机支承辊新辊型

  张华智， 孙登月， 许石民， 李海龙， 董玉杰

  钢铁. 2014, 49(7): 82-87.

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  结合5 000 mm轧机支承辊现有的几种辊型，按照接触应力均布原则提出了一种新的支承辊辊型曲线。利用ABAQUS有限元软件，通过改变轧制参数，进行三维轧制模拟计算，对比分析了新辊型和现有辊型支承辊的应力场、辊系变形以及板形情况，得到了最小接触应力分布辊型曲线；结合有限元分析应力结果，采用局部应力应变法，利用FE-SAFE疲劳分析软件对新辊型和现有辊型支承辊进行了疲劳寿命的估算，证明了新辊型可以有效地提高支承辊的使用寿命。
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  工作辊凸度对超宽六辊CVC轧机板形调控性能的影响

  黄华贵， 史英钦， 任新意， 杜凤山

  钢铁. 2014, 49(7): 88-93.

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  以国内某2 230 mm冷连轧机组六辊CVC轧机为研究对象，利用非线性有限元方法，模拟分析了弯辊和窜辊综合调控下工作辊初始凸度对承载辊缝形状、辊间接触压力分布的影响规律。结果表明，当工作辊采用凸度为0~75 μm的抛物线辊型时，轧机承载辊缝凸度调控域发生平移而面积基本不变，但随着工作辊初始凸度增加，辊间接触压力峰值和不均匀度均有所改善，有利于降低轧辊磨损和辊耗。对比分析了不同板宽条件下的辊缝凸度调节域，结果表明，CVC轧机对宽带钢的板形调控能力要明显高于窄带钢，且对二次、四次板形具有较好的抑制作用，为宽薄带钢冷轧机型选择提供了理论依据。
钢铁材料
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  奥氏体化温度对高碳含硅钢等温转变的影响

  刘庆锁， 袁连杰， 高 斌， 杨巍巍， 孟 亮

  钢铁. 2014, 49(7): 94-100.

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  采用XRD物相分析、金相组织观察及TEM精细组织分析研究了奥氏体组织结构状态对Fe-0.88C-1.35Si-1.03Cr-0.43Mn 钢中温等温相变鼻温和孕育期的影响，以及不同温度奥氏体化后240 ℃等温20 min试样的组织结构特征。试验发现，随着奥氏体化温度的升高，中温等温开始转变的鼻温移向更低温度并且相变孕育期缩短；不同温度奥氏体化后同为240 ℃等温20 min处理，虽然均形成由贝氏体铁素体亚条平行排列构成的束状贝氏体组织，但贝氏体组织的精细结构状态不同，突出的差别在于对应低温奥氏体化贝氏体亚条端部边界具有凸起结构，而对应高温奥氏体化贝氏体亚条端部边界较为平齐且呈现楔形结构。不能简单地以马氏体切变机制认识试验钢中贝氏体组织的形成。
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  在线余热淬火对U75V钢轨组织性能的影响

  李 波， 朱国明， 陶功明， 康永林

  钢铁. 2014, 49(7): 101-106.

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  为进一步掌握在线余热淬火处理对钢轨组织性能的影响关系和机理，采用扫描电镜对热轧态钢轨和在线余热淬火处理后的钢轨进行了全断面的组织观察，利用维氏硬度仪和拉伸试验机对比分析了在线余热淬火对钢轨力学性能的影响。结果表明，在线余热淬火和热轧态钢轨全断面的组织全部为片层状珠光体组织，但淬火轨珠光体片间距明显较小，热轧态钢轨珠光体片间距为0.113~0.284 μm，淬火轨片间距为0.076~0.148 μm。热轧态钢轨全断面显微硬度相差不大，在线余热淬火钢轨显微硬度普遍较热轧态钢轨高。在线余热淬火可以有效提高U75V钢轨性能，热处理后钢轨抗拉强度和伸长率分别较热轧态提高16.6%和20%，有效改善了钢轨的使用性能。
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  Prasad与Murthy流变失稳准则下9310钢热加工图的建立与分析

  黄顺喆， 厉 勇， 王春旭， 韩 顺， 刘宪民， 田志凌

  钢铁. 2014, 49(7): 107-113.

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  在Gleeble-3800热模拟试验机上对9310钢进行了900～1 200 ℃温度范围内的高温轴向压缩试验。基于动态材料模型理论(DMM)，在Prasad和Murthy 2种流变失稳准则下建立了9310钢的热加工图，并结合变形过程中的显微组织进行了热加工参数优化的分析。结果表明，本试验条件下，9310钢热变形在Prasad和Murthy流变失稳准则下的稳定性函数[ξ(ε·)]均大于0；在变形条件为950～1 050 ℃，0.01～0.1 s-1时具有最佳的热加工性能，此区域内功率耗散率值均大于32%；能量耗散功率恒定时，变形温度对动态再结晶晶粒尺寸起主导作用，变形温度恒定时，高应变速率下的动态再结晶晶粒更加细小均匀。