2015年, 第50卷, 第6期　刊出日期：2015-06-15

  

• 全选
  |

综合论述
• Select
  高炉炉缸破损的原因与控制

  孙金铎，黄晓煜，杜续恩

  钢铁. 2015, 50(6): 1-7.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140531

  摘要 ( ) XML 附件   可视化   收藏

  近年来，中国高炉长寿技术取得了长足的进步，部分高炉寿命达到国际先进水平，但同时也出现数十座高炉发生炉缸事故或异常侵蚀破损。高炉长寿技术是一项综合技术，高炉要实现长寿除需要保障炉衬、炉体材质和建筑施工质量外，科学合理的设计是关键，高炉生产操作监控维护是基础。基于对多座高炉长寿技术应用状况和高炉炉缸的破损调查，从设计、操作等多方面对炉缸破损原因进行分析，并提出了长寿炉缸设计的优化原则和实现炉缸长寿的生产操作、监测、维护及管理的控制对策。
冶金工艺技术
• Select
  高炉炉渣中钛、镁、铝最优配比

  张旭升，吕 庆，刘小杰，刘朝卿，喇校帅，郄亚娜

  钢铁. 2015, 50(6): 8-14.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140349

  摘要 ( ) XML 附件   可视化   收藏

  以承钢现场渣为基准，研究了钛、镁、铝对炉渣黏度、熔化性温度和脱硫的影响。研究结果表明：在CaO-Al2O3-SiO2-MgO-TiO2五元渣系中，钛、镁、铝对炉渣性能的影响较大。随着MgO质量分数增加，熔化性温度先降低后升高，黏度呈降低趋势，脱硫能力先升高后降低；随着Al2O3质量分数的增加，熔化性温度先降低后升高，黏度变化复杂，脱硫能力降低；随着TiO2质量分数的增加，熔化性温度和黏度呈升高趋势，而脱硫能力降低。当炉渣碱度为1.12时，炉渣适宜成分：MgO质量分数约为13.95%，Al2O3质量分数约为13.75%，TiO2质量分数控制在10.57%以下。合理控制炉渣中钛、镁、铝的配比，对改善炉渣性能和提高高炉生产有重要意义。
• Select
  包覆磷酸钙法与混合矿法抑制铁矿粉黏结失流

  郭 磊，高 晗，张宗良，郭占成

  钢铁. 2015, 50(6): 15-20.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140521

  摘要 ( ) XML 附件   可视化   收藏

  为了进一步研究铁矿粉流态化还原过程中黏结失流的发生机理，探索新的抑制黏结失流的途径，引入了磷酸钙表面改性和混合矿2种方法。试验中分别采用悬浊液法、酸浸碱浸法和共沉淀法对巴西矿粉表面进行磷酸钙包覆，并在扫描电镜下检测其包覆效果，在石英管流化床中对处理后矿粉进行流化还原验证其抑制黏结失流效果；除此之外，尝试在容易发生黏结失流的巴西矿、华联精粉中按不同比例混入高磷矿、印尼海砂矿等不黏结矿，研究该方法对黏结失流行为的影响。试验中发现包覆磷酸钙可以很好地抑制巴西矿粉还原过程中表面铁晶须的生长，但是对黏结失流并未产生抑制作用；混合矿的方法可以达到易黏结矿与不黏结矿按一定比例混合后不发生黏结失流的效果。
• Select
  CaO-SiO2-Al2O3-MgO夹杂物控制影响因素的多尺度结构

  林腾昌，朱 荣，曾加庆，李士琦

  钢铁. 2015, 50(6): 21-25.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140525

  摘要 ( ) XML 附件   可视化   收藏

  对CaO-SiO2-Al2O3-MgO夹杂物熔点的影响因素进行了多尺度分析，利用Factsage模拟了CaO质量分数对CaO-SiO2-Al2O3-MgO夹杂物熔点的影响规律。多尺度分析表明，工位操作（101 m）影响夹杂物成分（10-10 m）的最后可控因素为钙线喂入量。其通过影响局部钢液中钙质量分数（100 m）来改善熔池的动力学条件（10-3 m），改变夹杂物中CaO质量分数（10-10 m）。模拟结果表明，当CaO质量分数为30%时，CaO-SiO2-Al2O3-MgO相图中低熔点区域的比例达到最大。通过实例分析得到了夹杂物控制的工位级效应，表明了对钢液洁净度进行多尺度深入研究的可行性。
• Select
  合理调整高炉风口参数的数学模型及措施

  李洋龙，程树森，陈 川，

  钢铁. 2015, 50(6): 26-34.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140519

  摘要 ( ) XML 附件   可视化   收藏

  合理调整风口对大型高炉吹透中心、活跃炉缸十分重要。目前，实际操作常常认为增加风口长度、增加风口回旋区深度、缩小风口面积能提高风速，进而提高鼓风动能，以利于吹透中心。建立了调整风口参数的数学模型，并以某厂3 200 m3高炉为例，给出了在总风量不变的条件下，增加1个风口长度、减小1个风口面积以及多个风口尺寸调整时，各风口风量、风速和鼓风动能的变化。发现增加部分风口的长度时，对应风口风量、风速、鼓风动能降低。缩小少数风口的面积，会降低对应风口的风量；只有在缩小多数风口的面积时，已调整的风口风速和鼓风动能才可能提高，而未调整的风口风量、风速和鼓风动能提高幅度更大。根据该数学模型，定量化给出该高炉调整风口的相关参数，可用于调整炉缸煤气流的均匀性，维持高炉稳定、顺行。
• Select
  球团矿恒温和升温直接还原膨胀行为试验

  白明华，符远翔

  钢铁. 2015, 50(6): 35-39.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140479

  摘要 ( ) XML 附件   可视化   收藏

  将球团矿分别在900 ℃恒温和升温试验条件下还原，研究了球团矿的还原膨胀行为；分析了2种温度条件下球团膨胀机理；对比了2种条件下的试验结果，观察分析了还原后球团的外观和微观组织形貌，得到了导致2种温度条件下球团膨胀差异的原因。研究结果表明：恒温还原球团的最大膨胀值为18.3%，升温还原时为8.3%，恒温还原球团的膨胀行为更加明显；裂纹和气孔的形成以及金属铁的析出形态差异是造成膨胀差异的主要原因。由此得出，为了得到与实际生产相近的还原膨胀行为，球团矿应该在升温条件或模拟的生产条件下进行还原试验。
• Select
  基于铁矿粉液相生成特性互补优化配料模型

  闫炳基，张建良，姚朝权，孙海宁，张亚鹏，李克江

  钢铁. 2015, 50(6): 40-45.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140654

  摘要 ( ) XML 附件   可视化   收藏

  根据铁矿粉液相生成特性互补理论，以烧结矿的成本为目标，烧结矿的化学成分、混匀矿的液相生成特性、铁矿粉的库存量为限制条件，提出了基于铁矿粉液相生成特性互补的优化配料模型，首先对6种铁矿粉的化学成分、液相生成特性进行研究，然后基于研究的结果用此数学模型来求解，并对优化后的配料方案与当前生产方案进行烧结杯对比试验。结果表明：优化后的配料方案得到的烧结矿比目前配比下生产每吨烧结矿成本低12.35元，且烧结矿的冶金性能得到提高，其中，还原性提高2.86%、低温还原粉化率提高0.87%、软化区间变窄25 ℃，滴落区间变窄6 ℃，证明了基于铁矿粉液相生成特性互补优化配料模型的有效性。
• Select
  GCr15轴承钢精炼渣结壳机理

  刘志宏，张兴中

  钢铁. 2015, 50(6): 46-50.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140735

  摘要 ( ) XML 附件   可视化   收藏

  针对GCr15轴承钢生产过程中精炼渣结壳严重，导致钢液大量吸气、钢中夹杂物增多的问题，通过对结壳程度不同的精炼渣进行工业取样，采用化学分析、物理测试、微观测定的方法，研究其化学成分、熔化状况和微观结构对结壳的影响。研究发现，结壳物主要物相为钙铝酸盐、氧化钙、尖晶石和硅酸二钙，且高熔点的氧化钙、尖晶石、硅酸二钙先于低熔点的钙铝酸盐析出，并存在于钙铝酸盐之中，增加了钙铝酸盐晶体之间的结合强度，造成精炼渣结壳；应优化精炼渣成分，使其处于CaO-SiO2-Al2O3-MgO相图中钙铝酸盐物相区，减少冷却过程高熔点物相析出，防止凝固结壳的发生。
• Select
  冷轧平整机工作辊表面粗糙度衰减模型

  魏立新，高江曼，麻 诚，车海军，杨景明，

  钢铁. 2015, 50(6): 51-56.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140563

  摘要 ( ) XML 附件   可视化   收藏

  冷轧平整机的工作辊直接和带钢接触，其表面粗糙度衰减情况对带钢成品的板形和表面质量有重大影响。因此，分析轧辊磨损机制，对轧辊表面粗糙度的衰减进行精确预测十分必要。首先采用灰色关联度分析对影响平整机工作辊表面粗糙度磨损的因素进行分析，确定了工作辊表面粗糙度评估指标体系。进而应用优化在线稀疏最小二乘支持向量回归模型对冷轧平整机的上工作辊表面粗糙度进行在线预测。通过预测误差准则实现系统的前向递推，采用FLOO(fast leave one out)的修剪算法实现其后向删减，并且采用最速下降法实现了2个超参数的在线优化。经过仿真研究表明，系统预测的绝对误差平均值为0.014 9，与其他方法相比具有明显的优越性，并且系统具有在线自适应的能力，能够随着时间而进化。
钢铁材料
• Select
  耐海洋环境腐蚀高强度不锈钢的设计与性能

  刘振宝，梁剑雄，李文辉，张秀丽，孙永庆 ，王长军

  钢铁. 2015, 50(6): 57-62.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150090

  摘要 ( ) XML 附件   可视化   收藏

  通过新的成分设计和综合应用超洁净化技术和金属间化合物及碳化物的时效沉淀强化技术，成功设计了一种新型的超高强度不锈钢。该钢的抗拉强度[Rm]可达1 940 MPa，[KIC]大于90 MPa·m1/2，并且具有较高的疲劳性能及高温力学性能，在海洋大气及海水全浸的环境下，该钢的耐腐蚀性能与15-5PH不锈钢相当，且明显优于同强度级别的Aermet100钢。
• Select
  钒对直接切削用非调质钢动态再结晶的影响

  满廷慧，高 鹏，张泽华， 魏元生，周 湛5， 包耀宗

  钢铁. 2015, 50(6): 63-68.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140539

  摘要 ( ) XML 附件   可视化   收藏

  在Gleeble-3800热模拟试验机上进行热变形试验，研究不同钒质量分数的直接切削用非调质钢在变形温度为950～1 150 ℃，应变速率为0.1～10 s-1，变形量为60%的单道次压缩的奥氏体再结晶过程，计算得出V1钢的动态再结晶激活能[Qd]比V2钢提高了79.617 kJ/mol，增加钒质量分数具有抑制奥氏体动态再结晶发生的作用。根据试验模拟结果并结合实际生产情况，确定V1钢和V2钢最佳的热加工工艺参数。
• Select
  不同铝质量分数耐热钢的显微组织及冲击性能

  张泽成，赵成志，张贺新，严 涛，丁 超，李 伟

  钢铁. 2015, 50(6): 69-74.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140571

  摘要 ( ) XML 附件   可视化   收藏

  采用Thermo-Calc热力学软件与试验研究相结合的方法，模拟分析了3种不同铝质量分数的ZG1Cr10NiAlMoVNbN耐热钢在200～1 600 ℃之间存在的平衡相和非平衡凝固过程，研究了3种试验钢的显微组织，并对其进行了冲击试验。结果表明：在1 050 ℃时，质量分数为0.10%的铝试验钢的平衡相为γ单相；质量分数为0.91%的铝试验钢的平衡相为γ相＋δ铁素体相；质量分数为3.67%的铝试验钢的平衡相为δ铁素体单相，模拟结果与试验结果较为吻合，同时，随着钢中铝质量分数的升高，冲击功大幅下降，冲击试样的断裂方式由韧窝断裂变为解理断裂。
• Select
  TMCP工艺海洋平台用钢EQ51的开发

  狄国标，杨永达，麻庆申，王彦锋，沈钦义

  钢铁. 2015, 50(6): 75-80.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140550

  摘要 ( ) XML 附件   可视化   收藏

  通过研究轧制温度、冷却速度和终冷温度对显微组织和力学性能的影响，最终确定了EQ51的最佳控轧控冷工艺参数。试验结果表明，当冷却速度不小于5 ℃/s时，有利于抑制多边形铁素体相变，促进针状铁素体和粒状贝氏体相变；为了避免两相区轧制出现混晶现象，终轧温度控制为790 ℃；终冷温度为570 ℃时，所得显微组织为针状铁素体和粒状贝氏体；经工业轧制的TMCP工艺EQ51钢板强韧性良好；当焊接输入线能量为50 kJ/cm时，焊接接头性能优异；落锤性能的[tNDT]为－55 ℃，满足船级社规范的低温韧性要求。开发的钢板获得了ABS船级社认证证书，并成功应用于某船厂自升式平台CJ50项目。
• Select
  回火温度对高氮轴承钢碳化物演变及硬度的影响

  贾钰泽，杨卯生，周晓龙，曹建春 ，郑善举

  钢铁. 2015, 50(6): 81-86.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140609

  摘要 ( ) XML 附件   可视化   收藏

  对高氮马氏体不锈轴承钢进行直接淬火并重复2次深冷及不同温度的回火处理，采用光学显微镜、SEM电镜，TEM电镜和洛氏硬度计等，研究了不同回火温度下碳化物的演变规律与硬度变化的相关性，在不同回火温度下根据硬度出现先下降后上升再下降变化的趋势，对各回火温度下碳化物的尺寸区间分布频数、单位面积数量、平均尺寸及碳化物所占单位面积比进行了表征及分析，结果表明：随回火温度由150升高到500 ℃，碳化物的尺寸随回火温度的升高从0.39长大至0.62 μm，碳化物为近球形M23C6型。150～300 ℃回火时硬度下降与基体脱溶有关；300～450 ℃回火时碳化物单位面积数量及所占面积分数都增加；回火至500 ℃时，细小碳化物聚集长大单位面积数量减少，碳化物所占面积分数减少。由此得出回火时硬度变化与析出碳化物的单位数量和其面积分数有关。
• Select
  形变温度对GCr15SiMn钢网状碳化物演化行为的影响

  周旺松，华建社，俞 峰，曹文全，孙 维，汪开忠

  钢铁. 2015, 50(6): 87-93.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140507

  摘要 ( ) XML 附件   可视化   收藏

  在Gleeble-1500D热模拟试验机上进行单轴热压缩试验，研究了形变温度对GCr15SiMn钢的组织尤其是网状碳化物的影响。利用连续度系数来定量表征网状碳化物的连续程度。综合分析了形变温度对晶粒尺寸以及网状碳化物的连续度系数的影响。结果表明：随形变温度的升高，网状碳化物的连续性与晶粒尺寸的变化规律保持较好的一致性。网状碳化物的破碎程度随形变温度的降低而增大。综合考虑网状碳化物连续程度、晶粒尺寸以及变形抗力等因素，在轧后不控冷的条件下，GCr15SiMn的终轧温度宜定在800～850 ℃，其中以850 ℃为最佳。
装备技术
• Select
  沿高炉料面径向的机械摆动雷达料形测量系统

  魏纪东，马金芳，万 雷，贾国利，陈先中

  钢铁. 2015, 50(6): 94-98.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20140680

  摘要 ( ) XML 附件   可视化   收藏

  高炉内部复杂恶劣的环境使得料面信息难以直接检测，针对高温粉尘振动强气流冲击的特殊限制，研制了新的基于机械往复摆动的工业雷达高炉料面测量系统，提出了适应于高炉料面回波检测的拟恒虚警门限检测方法，结合能量中心法及3次样条插值，得出了一种计算高炉料面径向料形曲线的有效算法，综合3D成像技术，实现了沿高炉料面径向料形的实时测量与可视化。围绕某钢铁公司2 650 m3高炉的典型应用，首次实现了工业雷达测量、数据传输、成像算法、料形分类的完整系统架构。该系统可以在高炉恶劣环境下测量任意截面的料面分布情况，为布料优化控制、高效煤气利用和节能减排提供数据支撑。