2016年, 第51卷, 第1期　刊出日期：2016-01-15

  

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综合论述
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  中国钢铁工业烧结/球团工序绿色发展工程科技战略及对策

  王海风，裴元东，张春霞，赵志星

  钢铁. 2016, 51(1): 1-7.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150456

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  针对中国钢铁工业烧结/球团工序绿色发展问题进行研究，在分析钢铁工业绿色发展的科学内涵基础上，对当前中国钢铁工业烧结/球团工序绿色发展的现状和面临挑战进行了分析，研究了烧结/球团工序绿色发展的需求，提出了2020年中国钢铁工业烧结/球团工序绿色发展的目标和3类关键技术13个，并提出中国钢铁工业烧结/球团工序绿色发展的措施及政策建议。
原料与炼铁
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  低品位复杂矿烧结碱度优化试验

  武 强，朱子宗，曾见华，熊 浩，孟宪涛，张士桥

  钢铁. 2016, 51(1): 8-12.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150012

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  为了合理利用新疆区域的贫矿资源，优化高炉炉料结构，开展优化烧结矿碱度的试验研究。利用50 kg烧结杯，针对新疆复杂矿做了7组碱度为1.65～2.00的烧结杯试验。通过对烧结矿机械强度、冶金性能及矿物组成分析，得出碱度为1.80～1.85时，烧结矿中铁酸钙质量分数明显增加，烧结矿的ISO转鼓强度较高，成品率最高达到78%，还原度和低温还原粉化指数均得到改善，软熔区间最窄，为最优的烧结碱度区间；而碱度为1.65～1.75时，转鼓强度降低、熔滴性能变差，处于烧结矿的粉化区间，配加新疆区域复杂矿烧结生产时应避开此碱度区间。
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  高炉块状带焦炭劣化机理

  吕青青，杜 屏，周俊兰

  钢铁. 2016, 51(1): 13-18.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150114

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  模拟高炉块状带气流和温度条件，研究了粒度、熄焦方式和焦炭类型对焦炭劣化影响，以及高炉上部碱金属K2CO3和Na2CO3催化焦炭与CO2的反应机理。结果表明：小粒度焦炭和湿熄焦炭失碳率较高，产生的粉末量多；捣固焦炭在反应开始时劣化程度低于顶装焦炭，随着反应时间增加，劣化程度高于顶装焦炭；碱金属会与焦炭中的灰分形成催化复合物，导致焦炭与CO2反应的起始温度降低，破坏焦炭的微晶结构，失碳率增加，粉化加重；K2CO3的催化作用高于Na2CO3的催化作用。
炼钢
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  脱氧工艺对低碳铝镇静钢洁净度的影响

  马焕珣，王新华，黄福祥，季晨曦，潘宏伟

  钢铁. 2016, 51(1): 19-24.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150076

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  以KR→BOF→RH→CC流程生产的低碳铝镇静钢，在转炉流程后采用2种不同脱氧工艺：出钢添加部分铝预脱氧，RH真空循环利用钢中碳脱氧，后加铝强脱氧（工艺Ⅰ）；出钢加铝强脱氧，RH真空循环处理（工艺Ⅱ）。对两种脱氧工艺出钢后的顶渣改质效果进行对比分析，结合全氧分析，利用ASPEX扫描电镜对两种工艺下RH真空处理过程的夹杂物和铸坯内外弧表层夹杂物的形貌、成分、数量和尺寸进行系统研究。结果表明，工艺Ⅱ的顶渣改质效果优于工艺Ⅰ；经过RH真空处理，两种工艺均可以明显地去除20 μm以上的夹杂物；在RH精炼阶段、铸坯及热轧板表层的夹杂物尺寸、数量密度以及总氧控制方面，工艺Ⅱ优于工艺Ⅰ。
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  非钙处理铝脱氧车轮钢夹杂物形成及变形行为

  赵东伟，李海波，高 攀，杨 健，郝丽霞

  钢铁. 2016, 51(1): 25-32.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150113

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  通过采用扫描电镜对BOF-LF-RH-CC非钙处理工艺生产车轮钢系统取样样品中夹杂物的形貌、尺寸及组成的分析，研究了精炼和凝固过程氧化物夹杂的形成、上浮去除和析出过程，以及轧制过程夹杂物的变形行为。研究发现，在非钙处理条件下，LF精炼过程会形成大量MgO-Al2O3夹杂和CaO-Al2O3夹杂，并且在RH精炼过程中存在MgO-Al2O3夹杂向CaO-Al2O3夹杂的转变过程，最终导致铸坯中出现低变性CaO-Al2O3夹杂；在软吹和镇静过程中，炉渣或空气对钢液的二次氧化与钢液中夹杂物上浮去除存在动态平衡；在钢液凝固过程中，固液界面的Al2O3等氧化物夹杂为MnS的析出提供了异质形核点，形成半包裹状的Al2O3-MnS类复合夹杂物；在轧制过程中，团簇状Al2O3夹杂容易被轧碎在板卷中形成点链状，高熔点半包裹的Al2O3-MnS类复合夹杂物被轧制成小尾巴状，而低熔点的CaO-Al2O3-MnS的复合夹杂形成连续的条状。
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  切割丝用盘条非金属夹杂物对比分析

  王昆鹏，姜 敏，赵昊乾，王新华，王 郢

  钢铁. 2016, 51(1): 33-38.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150093

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  借助Aspex Explorer全自动分析技术对日本神户制钢和国内某钢铁厂所产切割丝用盘条的夹杂物分析检测，详细讨论氧化物夹杂的尺寸、数量密度、成分以及形态。结果表明：神户所产盘条中夹杂物数量少、横截面尺寸均在5 μm以下，存在两类夹杂物，即富SiO2的SiO2-MnO-Al2O3-(R2O，R＝Na、K)系和低熔点的CaO-SiO2-Al2O3-MnO-(MgO)系夹杂物，两类夹杂物沿轧向均能很好变形，国内某厂所产盘条中夹杂物也分为两类：SiO2-MnO-Al2O3以及CaO-SiO2-Al2O3-MnO-(MgO)，夹杂物数量多，变形差且检测到横截面尺寸5 μm以上的夹杂物。盘条化学成分分析表明，神户盘条中[w([Al]s)]为0.000 4%～0.000 6%，[w(T[O])]为0.001 2%～0.001 3%，国内盘条[w([Al]s)]为0.000 5%～0.000 6%，[w(T[O])]为0.001 5%～0.001 6%。
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  T型结晶器抽锭电渣重熔高速钢90 mm方锭新工艺

  臧喜民，邓 鑫，姜周华，邱天禹，李春旭

  钢铁. 2016, 51(1): 39-45.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150069

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  晶界处碳化物严重影响高速工模具钢的红硬性和耐磨性能，电渣重熔工艺能够有效地改善钢锭中碳化物尺寸及分布。传统电渣重熔生产较小钢锭的截面尺寸约为[?]200 mm，减小钢锭截面尺寸和增大冷却速率将会进一步减轻碳化物的偏析程度，但将降低生产效率、提高生产成本。采用双极串联、T型结晶器、抽锭电渣重熔新工艺生产90 mm方锭，并与相同熔化速度传统电渣重熔生产[?]200 mm钢锭进行对比试验。对钢锭成分、低倍、夹杂物、显微组织进行检验分析结果表明，90 mm方钢锭中碳化物尺寸和分布明显优于[?]200 mm钢锭，碳化物在后序锻造或轧制过程中更容易被破碎。新工艺电耗也低于传统电渣重熔工艺。
压力加工
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  冷轧无取向硅钢表面白线缺陷成因分析与控制

  龚 坚，王现辉，黎先浩，朱江波，赵艳宇，包燕平

  钢铁. 2016, 51(1): 46-51.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150126

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  对冷轧无取向硅钢表面白线缺陷的特征和分布进行了描述，通过扫描电镜（SEM）分析、铸坯机清试验、连铸坯表面清洗检查、铸坯表面缺陷跟踪试验、塞棒吹气试验等，研究了产生白线缺陷的原因，并提出了此类缺陷的控制措施。结果表明：白线缺陷与连铸坯表面夹渣有关，缺陷的产生是与结晶器液面活跃程度及保护渣熔化状态有关。适当增大连铸塞棒吹氩量、增加拉速及优化保护渣物性参数，白线缺陷发生率由原来88%降至8%。
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  薄板坯连铸连轧流程钛微合金钢控制轧制技术

  毛新平，孙新军，汪水泽

  钢铁. 2016, 51(1): 52-59.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150395

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  重点阐述了薄板坯连铸连轧流程钛微合金钢的控制轧制模式及其机理。基于应力松弛试验和双道次压缩热模拟试验，研究分析了薄板坯连铸连轧钛微合金钢的奥氏体再结晶动力学。研究结果表明，轧前铸态粗大奥氏体组织经F1高温大压下后可实现完全静态再结晶；铸坯中固析TiN粒子可以有效阻止奥氏体再结晶晶粒的长大，实现再结晶区控轧。固溶钛的溶质拖曳作用以及形变诱导析出的TiC粒子对奥氏体再结晶具有抑制作用，可以阻止奥氏体再结晶的发生，实现未再结晶区控轧。
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  双辊薄带铸轧熔池流动规律分析与试验

  杜凤山，吕 征，王三众，黄华贵，孙静娜，许志强

  钢铁. 2016, 51(1): 60-64.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150148

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  依据相似性原理采用1[∶]1比例搭建双辊薄带铸轧水模型试验平台，研究了不同铸速对铸轧熔池流动规律的影响，并建立低雷诺数的湍流数学模型，对熔池内流场和温度场分布规律进行分析。研究结果表明，由于液体的黏性力和轧辊的挤压作用，在熔池芯部区域会产生回流现象。芯部回流可在一定程度上搅动熔池并促使芯部温度降低，有利于促使温度场和溶质场均匀稳定。研究还表明，随着铸轧速度的增加，回流区位置下移且回流区面积增大，回流作用增强。但过大的铸轧速度反而会使液面波动加剧、Kiss点位置过低等问题产生，从而影响产品质量。
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  冷轧无取向硅钢横向厚度差控制技术

  熊文涛，郭德福，丁美良，孙 林

  钢铁. 2016, 51(1): 65-69.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150105

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  针对某1 420 mm冷轧厂无取向硅钢投产后出现硅钢横向厚度差较大、难以达到下游客户要求的问题，对该厂热轧来料对冷轧生产无取向硅钢的适应性和UCM轧机板形调控性能进行分析。通过现场工业试验和辊系变形有限元仿真，研究了热轧、冷轧主要工艺参数对硅钢横向厚度差的影响，并优化相关工艺参数，最终提出满足客户需求的冷轧无取向硅钢横向厚度差控制技术方案。该技术方案应用于现场生产后，无取向硅钢横向厚度差控制在10 μm以内的命中率从应用前的不到60%上升到100%，而7 μm以内的命中率达到90%以上。
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  冷轧宽带钢板形控制降维功效继承调控方法

  宋 蕾，沈明钢，杨利坡，刘 军，王军生，陈雪波

  钢铁. 2016, 51(1): 70-75.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150083

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  基于高次勒让德正交多项式和调控功效函数，提出了降维功效调控模型及两级调控模型。首先，利用连续可导的高次曲线准确描述局部板形信息，同时降低影响系数矩阵的维数和功效函数的计算量，利用传统板形调控手段（倾辊、弯辊、横移）同步消除典型板形缺陷；然后，利用精细分段冷却实施剩余板形偏差的二级调控，改善局部浪形缺陷，提高成批钢卷的生产稳定性和板形质量。实例表明，当阶数为带钢覆盖检测通道数量的一半以上时，拟合曲线已包含所有的局部板形信息；对于相对较典型的板形问题（50 I左右），一级调控后剩余板形偏差在15 I以内，二级调控后剩余板形偏差在8 I以内，综合调控效果比较理想。
钢铁材料
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  合理利用资源开发节钒型含镍铬HRB500E钢筋

  戴晓天，周和敏，李 卫，齐渊洪，王长城

  钢铁. 2016, 51(1): 76-81.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150208

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  根据企业原料特点（红土镍矿作为高炉炼铁配矿），提出充分利用铁水/钢水中的镍铬元素，开发资源节约型高强抗震钢筋的思路。在20MnSi钢的基础上，根据HRB500E级钢筋的性能要求进行成分设计，研究了镍、铬、钒等合金元素质量分数对钢筋力学性能的影响。结果表明，钢中镍、铬元素质量分数均为0.25%时，钒质量分数可以降低至0.062%，即满足HRB500E级钢筋的力学性能要求；而钢中不含镍、铬元素时，钒质量分数须达到0.11%才能满足性能要求。含镍铬HRB500E钢筋的钒加入量仅相当于不含镍铬的钒钢的56.36%，节钒效果显著。这种高强钢筋生产方法不仅节约了钒资源，还实现了对难处理的低品质红土镍矿的有效利用。
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  钛微合金化IF钢第二相粒子应变诱导析出行为

  惠亚军，于 洋，王 林，王 畅，陈 斌，陈 瑾

  钢铁. 2016, 51(1): 82-89.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150192

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  在Gleeble-3500热模拟试验机上，利用应力松弛试验研究了钛微合金化IF钢奥氏体区第二相粒子析出行为。试验结果表明：因第二相粒子析出钉轧位错与晶界，应力松弛曲线呈现出3个阶段的特征。试验钢的析出-时间-温度曲线呈现出典型的“C”曲线形状，最快析出鼻子点温度约为900 ℃，在此温度下，第二相粒子析出开始时间与结束时间分别为10 与160 s；随着等温弛豫时间的延长，第二相粒子析出数量逐渐增加，当弛豫时间超过析出结束时间后，析出物数量将不再增加而尺寸增加。试验用Ti-IF钢主要观察到TiN、Ti4C2S2、TiC 3种析出物，Ti4C2S2与TiC沉淀物的形状和尺寸相差不多，无法从形状和大小上来区分，易于沿奥氏体晶界或亚晶界析出，奥氏体亚晶的尺寸大约分布在0.1～0.4 μm。900 ℃应变诱导析出物数量较800 ℃多，该结果与试验钢PPT曲线析出鼻子点温度900 ℃是相符的。对于Ti-IF钢，其热轧工艺过程应有利于C，N化物的析出和聚集长大，最终形成粗大、稀疏的第二相粒子，因此宜采用“三低一高”快速大压下的热轧工艺制度，以提高Ti-IF钢的深冲性能。
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  Tempaloy AA-1钢时效组织结构及力学性能分析

  王 硕，刘广兴，谭舒平

  钢铁. 2016, 51(1): 90-93.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150210

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  通过进行650 ℃高温时效试验，研究了Tempaloy AA-1钢在时效过程中M23C6合金相的析出与室温力学性能和冲击韧性的关系，并利用扫描电镜和透射电镜对材料在不同时间时效后Tempaloy AA-1的组织结构和室温冲击断口进行观察。结果表明：随着Tempaloy AA-1钢时效时间的增加，逐渐析出M23C6合金相，并稳定地分布在晶界处。Tempaloy AA-1时效500 h后，由于晶界处M23C6碳化物强化作用，屈服强度与抗拉强度达到最大值；时效8 000 h后，晶界处M23C6碳化物颗粒聚集增大，晶界强化作用弱化， Tempaloy AA-1钢的强度略有降低。长期时效后M23C6 型碳化物没有发现其过度团聚，因此，Tempaloy AA-1钢仍具有良好的时效冲击韧性。Tempaloy AA-1时效后具有良好的力学性能和冲击韧性是由于材料在长期高温时效后具有良好的组织稳定性。
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  00Cr25Ni22Mo2N奥氏体不锈钢的高温氧化行为

  李 磊，陈 伟，陈德敏，杨 柯

  钢铁. 2016, 51(1): 94-98.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150219

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  采用静态增重法研究了00Cr25Ni22Mo2N奥氏体不锈钢在不同温度下的循环氧化动力学曲线。结果表明，00Cr25Ni22Mo2N不锈钢在700 ℃时的氧化动力学曲线是一条平行于时间轴的直线，这说明其在该温度下氧化反应非常微弱；在800和900 ℃时的氧化动力学曲线遵循抛物线氧化规律，具有良好的抗氧化性能。利用扫描电镜、能谱分析和X射线衍射对氧化膜的表面形貌、截面形貌和相组成进行研究，发现该钢在3个温度下都生成了致密和黏附性好的保护性氧化膜，700 ℃生成的氧化膜主要由Cr2O3和Fe2O3组成，氧化膜很薄；800 ℃生成的氧化膜由Cr2O3、Fe2O3和少量的NiCr2O4、FeCr2O4组成，氧化膜厚度增加；900 ℃生成的氧化膜由Cr2O3、Fe2O3和NiCr2O4组成，氧化膜厚度进一步增加。认为氧化膜组成和结构是00Cr25Ni22Mo2N不锈钢具有良好抗高温氧化性能的重要原因。