2016年, 第51卷, 第12期　刊出日期：2016-12-15

  

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综合论述
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  晶粒取向纯铁研究现状及技术分析

  仇圣桃，王海军，荣 哲，项 利，付 兵

  钢铁. 2016, 51(12): 1-7.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20160194

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  晶粒取向纯铁是一种具有(110)[001]织构的电磁纯铁，因具有高饱和磁感应强度、低矫顽力的直流磁性，常被用于制作磁屏蔽、电磁铁，特别是高磁场下工作的变压器和电机。总结了国内外研究及生产晶粒取向纯铁的技术情况，分析了不同研究者及生产厂家的生产技术特点。综合目前关于晶粒取向纯铁的报道，其磁感应强度[B800＝]1.80～1.91 T，仅新日铁的几篇专利[B800]达到1.92～2.03 T，相比纯铁的饱和磁感应强度2.16 T（纯铁理论饱和磁感应强度值）仍有较大的提升空间。同时，缺乏关于晶粒取向纯铁二次再结晶行为和抑制剂控制的系统研究。
原料与炼铁
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  烧结矿适宜的SiO2质量分数和碱度

  陈子罗，张建良，张亚鹏，闫志武，王 东，高 斌

  钢铁. 2016, 51(12): 8-14.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20160145

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  研究了烧结矿适宜的SiO2质量分数和碱度，用来指导生产具有良好经济技术指标的烧结矿。首先对青钢烧结用铁矿粉进行了基础性能分析，并结合青钢烧结矿生产实际采用烧结杯进行试验，设计了4种SiO2质量分数和3种碱度，研究SiO2质量分数和碱度对烧结生产经济技术指标的影响。研究结果表明，烧结矿二元碱度为1.9，SiO2质量分数为5.4%时，烧结杯试验能取得良好的经济技术指标。借助扫描电镜（SEM）对烧结矿微观结构进行观察，发现随着SiO2质量分数的增加，烧结矿内液相量和溶蚀结构逐渐增多，烧结矿化学成分均匀化，但SiO2质量分数达到5.7%时，烧结矿内硅酸盐类物质过分发展，反而使得烧结矿质量劣化。碱度的提高有利于铁酸钙的发展和黏结相比例的增加，从而提高烧结矿还原性，改善烧结矿质量，但碱度为2.0时也存在玻璃质增多的现象。
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  焦炭反射率与强度指标及反应性之间的相关性

  钱 晖，谢 威，夏 杰，陈雁秋，

  钢铁. 2016, 51(12): 15-19.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20160133

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  通过控制偏光显微镜的起偏镜旋转角度可以实现焦炭气孔壁平均最大反射率[Rmax]和平均双反射率[Rbi]的自动测定。经回归分析发现，[Rmax]和焦炭反应性CRI，以及反应后强度CSR之间存在显著的相关关系，相关系数[r]分别达到－0.926和0.949。[Rmax]和焦炭机械强度[DI15015]之间的相关性相对较弱，[r]为0.704。[Rbi]和焦炭各强度指标之间没有发现明显的相关关系。
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  武钢6号高炉中修炉内残留焦炭分析

  王元生，薛改凤，鲍俊芳，任玉明，

  钢铁. 2016, 51(12): 20-24.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449－749x.20160122

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  为了进一步研究焦炭在高炉内的劣化行为，探索更加适合高炉的的焦炭评价指标，利用武钢6号高炉中修挖炉缸的机会，从炉内自上而下分层取出焦炭试样，测定分析经高温反应后的焦炭试样的各项理化性能。采用开元5E-MAG6700全自动工分仪测定其水分、灰分和挥发分，采用科翔XQK-2000型显气孔率测定仪测定其显气孔率和灰分。研究结果表明，炉内残留焦炭相对于入炉焦灰分质量分数较高，固定碳质量分数下降明显，焦炭孔隙内滞留大量炉渣。高炉内初渣中SiO2、Al2O3、CaO和MgO质量分数并不高，MnO和P2O5质量分数是终渣中几倍甚至10倍，有相当部分的造渣是在炉缸下部进行的。高炉内碱金属在炉腹下部至炉缸上部富集量最大，锌在炉缸上部富集量最大。通过对高炉中修残留焦炭的研究分析，对焦炭在高炉各部位的劣化行为规律认识更加深刻，并对高炉的特性把握更加准确，可用于指导高炉生产。
炼钢
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  精炼钢包缝隙式透气砖内钢液渗透行为

  程中福，朱苗勇

  钢铁. 2016, 51(12): 25-30.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20160161

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  研究分析了钢包缝隙式透气砖内钢液的渗透机理，并依据缝隙内渗透金属液的动量守恒及能量守恒，建立了描述缝隙内钢液渗透的数学模型，对钢液渗透的动力学行为进行了研究，理论计算结果与试验数据进行了对比。研究结果表明，透气砖缝隙内钢液渗透主要是由于黏附力达到极限导致的，渗透一旦发生，金属液会在较短时间内迅速渗入透气砖缝隙；受缝隙长度影响，钢液的渗透过程存在不稳定渗透阶段，之后渗透深度达到最大值，并不再发生变化，研究结果为底喷粉元件抗渗透性设计提供了依据。
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  LF精炼渣对镁碳质基片的润湿性和渗透性

  沈 平，张立峰，杨 文，王 祎

  钢铁. 2016, 51(12): 31-40.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20160128

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  采用座滴法测定固液间接触角，分别对镁碳质基片及基片中的两种主要组元与LF精炼渣之间的润湿性进行了研究，并从润湿性角度研究了镁碳砖损毁机理。研究表明，在精炼温度下，熔渣对石墨均呈不润湿状态，温度越低越不容易润湿。而熔渣对MgO组元呈完全润湿状态。熔渣与镁碳质基片间的接触角在温度为1 460～1 480 ℃时存在明显转折，在转折点温度以下，MgO和碳的反应受到抑制，熔渣对基片保持不润湿状态。在转折点温度以上，镁碳质基片中的MgO和碳发生反应生成镁蒸汽和CO气体。该反应导致基片内碳质量分数减少，熔渣对基片的接触角迅速下降，最终呈完全润湿。当熔渣与基片间的接触角小于90°时，熔渣将对基片产生明显渗透作用。MgO与碳反应形成的孔隙成为熔渣渗透的主要通道。熔渣渗透到镁碳质基片内部的未反应层时，由于两者之间的不润湿性及较少的孔隙阻碍了熔渣的进一步渗透。
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  含铝冷镦钢塞棒侵蚀原因分析与改进

  许 涛，邹长东，赵家七，刘 飞

  钢铁. 2016, 51(12): 41-46.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20160206

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  针对含铝冷镦钢在浇铸过程中的塞棒异常侵蚀问题，通过塞棒基体成分分析、塞棒侵蚀层的元素分布观察以及热力学计算，探究了含铝冷镦钢生产过程中塞棒侵蚀的成因，并提出相应的改善措施。结果表明，钢中高质量分数的钙与耐火材料中的Al2O3、SiO2、C发生反应，生成低熔点钙铝酸盐或硅铝酸盐以及Al2O3-C质塞棒本身材质中C＋SiC的质量分数过高是造成含铝冷镦钢浇铸过程中塞棒严重侵蚀的主要原因，通过规范钙处理工艺、更换镁碳质塞棒等措施，能够显著改善塞棒的异常侵蚀问题，塞棒的使用寿命由286～824 min提升至460～1 020 min，平均使用寿命由原来的495 min上升至802 min。
压力加工
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  带钢冷轧机辊型曲线磨削精度改进措施

  张 龙，王东城，马晓宝，王志杰，张 帅

  钢铁. 2016, 51(12): 47-52.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20160182

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  辊型优化是提高现有轧机板形控制能力的有效方法，但限于磨床的磨削能力，实际磨削辊型与目标辊型之间往往存在偏差，导致辊型曲线的实际应用效果不够理想。针对这一问题，分析了偏差的基本分布规律，有针对性地提出了目标辊型偏移补偿和倾斜补偿两种改进措施，使实际磨削辊型与目标辊型之间的均方差显著降低，基本消除了辊型的不对称性，辊型应用效果得到了明显提高，为存在固定偏差模式的辊型磨削提供了有益的参考。
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  HRB400E细晶粒热轧钢筋生产工艺及品种开发

  邓奇志

  钢铁. 2016, 51(12): 53-57.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20160201

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  细晶钢筋轧制技术可以充分发挥钢铁材料的性能，减少国家稀缺合金金属的耗用，达到节约资源的目的。抚顺新钢铁有限责任公司以20MnSi钢坯成分为基础，通过化学成分调整，利用公司现有的全连轧生产线工艺装备，采用控轧控冷工艺技术，通过控制变形量、变形温度、变形速度和冷却速度，成功生产出[?16 mm]和[?20 mm]规格的铁素体晶粒度不大于9级的HRB400E细晶粒钢筋。试验结果表明，通过控轧控冷工艺，可以生产出HRB400E级热轧细晶粒钢筋，并确定了工业化生产HRB400E细晶粒钢筋的各项工艺制度。
钢铁材料
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  核岛用P280GH钢的冷却相变过程及数值模拟

  于 辉，刘利刚，王秀琳，黄洪涛，冯 庆

  钢铁. 2016, 51(12): 58-64.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20160207

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  为了研究核岛用P280GH钢管热轧成形后的冷却过程组织演变，采用物理模拟方法建立了CCT和TTT相变动力学曲线。结果表明，低冷速会形成粗大铁素体和珠光体，增大冷速可细化低温相组织，当冷速超过10 ℃/s时即开始出现贝氏体组织。运用叠加原理，基于有限元法，建立了试验钢冷却过程数值模型，分析了[?]219.1 mm×18.26 mm规格P280GH钢管在空冷和水冷两种冷却过程沿壁厚方向温度场、组织演变规律。结果显示，空冷条件相变组织为均匀的珠光体、无贝氏体和残余奥氏体；水冷条件获得相变组织为马氏体组织，管内外表面体积分数相差3.6%，计算结果与实际热处理工况基本一致。研究结果可为热轧P280GH钢管生产的控冷工艺提供指导。
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  常化及冷轧压下率对Hi-B钢初次再结晶织构影响

  徐 永，赵 刚，肖 欢，

  钢铁. 2016, 51(12): 65-69.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20160202

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  为了研究Hi-B钢的常化工艺(二段式常化)及不同冷轧压下率(63.8%、75.2%及87.1%)对其初次再结晶退火（820 ℃，5 min）后织构的影响，采用CSP工艺试制以Cu2S和AlN作为抑制剂的方法进行模拟。利用NOVA400 Nano SEM场发射扫描电子显微镜对初次再结晶退火后的微观织构进行EBSD数据采集，从晶粒取向、ODF分析以及特征取向线分析3个方面对织构进行分析。结果表明，经常化后再冷轧初次退火后Hi-B钢的组织更加均匀，高斯织构和有利的{111}〈112〉织构相对较多，织构间发生了转变，对产生高斯织构有利的{111}〈112〉织构为主要转变产物。在压下率为87.1%时，有良好的晶粒取向以及合适的取向线分布。
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  汽车前轴用贝氏体型非调质钢连续冷却转变

  安治国，黄艳新，侯环宇，陈红卫，刘艳丽，史 远

  钢铁. 2016, 51(12): 70-73.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20160170

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  采用DIL805L型膨胀仪研究了一种汽车前轴用贝氏体型非调质钢的连续冷却相变组织变化规律，分析了合金元素和冷却速度对CCT曲线、相变组织和显微硬度的影响。结果表明，锰、硅、铬、钒、硼等元素的加入使得贝氏体型非调质钢FAS2225珠光体和贝氏体转变曲线完全分离，可以在较宽的冷却速度范围内得到贝氏体组织，当冷却速度大于0.1 ℃/s时，均可获得贝氏体组织。随着冷却速度的提高，试验钢的显微硬度增大，当冷却速度为0.1以及2 ℃/s时，硬度增加的幅度发生明显改变。
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  卷取温度对深冲DP钢组织性能及织构的影响

  叶洁云，安桂焕，刘姗姗，刘蔚宁，汪志刚

  钢铁. 2016, 51(12): 73-79.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20160214

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  为研究深冲织构的演变规律，利用OM、TEM和XRD等技术研究了热轧卷取温度对微碳深冲DP钢组织、性能与织构的影响。结果表明，热轧板主要由铁素体＋珠光体构成，随卷取温度升高，铁素体晶粒略增大，伸长率逐渐上升；热轧板中钼基碳化物的最佳析出温度为700 ℃；与650和750 ℃相比，700 ℃卷取后的退火板能获得较高体积分数（4.0%）马氏体与较细（11.7 μm）铁素体的组织特征，同时拥有最强的〈111〉//ND纤维织构和最弱的{001}〈110〉织构，使得其抗拉强度达到455 MPa，塑性应变比[r]值达1.5。
环保与能源
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  首钢京唐钢铁公司绿色低碳钢铁生产流程解析

  刘宏强，张福明，刘思雨，付建勋

  钢铁. 2016, 51(12): 80-88.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20160208

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  中国钢铁行业面临着资源能源短缺、市场盈利下降和生态环境制约三个方面的压力与挑战，在低碳循环经济成为当前社会发展主趋势的情况下，钢铁企业需要向低碳、绿色生产的方向转型升级。以京唐钢铁公司2015年上半年的生产调研为基础，计算京唐钢铁公司生产过程的能耗、CO2排放情况，并对钢铁生产过程能量流运行、废弃物处理与能源转换情况进行分析，为其他钢铁企业减少CO2排放、节约能源、保护环境提供一个参照。研究表明，京唐钢铁公司吨钢综合能耗为604.5 kg，吨钢CO2排放为2.165 t，与产品结构相类似的宝钢和武钢相比，能耗水平位于行业先进水平；基于钢铁生产的能量流分析表明，京唐钢铁公司通过采用干熄焦发电、煤气干法除尘、TRT余压发电等先进技术，实现吨钢余热余能回收136.26 kg，余热余能回收率为48.31%，高出全国平均水平10.89%；京唐钢铁公司基于循环理念，建立高效的煤气-电能转换中心和余热蒸汽回收利用中心，基本实现了煤气资源、固体废弃物资源、水资源的循环利用与废水零排放，生产过程中SO2、NO2、粉尘的全面达标排放。
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  冶金尘泥复合球团自还原脱锌研究与实践

  唐复平，于淑娟，钱 峰，侯洪宇，王晓峰，马贤国

  钢铁. 2016, 51(12): 89-93.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20160464

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  冶金固废资源化利用是21世纪钢铁行业面临的重大课题，脱除冶金固废中有害元素并回收有益元素成为了其中的关键技术。提出了一种全新的冶金固废提铁脱锌技术，将冶金尘泥制成双层结构的复合球团，并进行了复合球团自还原微爆裂试验研究和工业应用试验。结果表明，将复合球团加入到铁水罐中，取得了良好的还原效果，利用铁水罐余热和铁水的热能预热复合球，致使复合球团产生自还原并发生微爆裂反应，从而为还原反应提供更多的反应界面、更佳的动力学和热力学条件，实现了含铁、锌尘泥的高效综合利用。
装备技术
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  连退过程带钢热瓢曲指数及其影响因素

  王 瑞，白振华，王云祥，刘亚星，钱 承，华长春

  钢铁. 2016, 51(12): 94-102.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20160146

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  针对带钢连退过程中的热瓢曲问题，充分考虑到连退机组的设备与工艺特点，从内力、外力两方面因素分析了热瓢曲以及横向压应力的产生机理，阐述了热瓢曲的发生规律，首次提出了瓢曲指数的新概念，给出了相应的瓢曲临界条件，建立了一套适合于连退过程的带钢热瓢曲指数的计算模型，定量分析了不同工艺段内带钢瓢曲指数分布规律以及相同工艺段内来料板形、横向温差、炉辊辊型、摩擦因数、设定张力、通板速度等因素对带钢热瓢曲指数的影响，并将相关理论应用到生产实践，开发出了“连退机组通板过程带钢瓢曲预报软件”，实现了对连退过程带钢瓢曲的在线预报，为瓢曲缺陷的预防和控制奠定了坚实的理论基础。
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  2 160 mm热连轧机组F2精轧机振动机理及测试

  张 明，彭 艳，孙建亮，张 阳

  钢铁. 2016, 51(12): 103-106.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20160148

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  针对2 160 mm热连轧机组第2架精轧机（F2）在轧制薄规格产品时频繁发生振动的问题，对该轧机开展了综合测试。介绍了振动现象，分析了振动类型。考虑轧制界面动特性，建立了新的轧制界面摩擦力模型，表征了界面的正负阻尼作用。在此基础上，考虑上下辊系不同运动状态构建了轧机扭转和水平方向的耦合振动模型。基于上述模型，模拟了轧机的自激振动，仿真结果表明，轧机振动形式为上下工作辊扭转和水平方向均反向运动，振动频率为扭转一阶固有频率，与现场测试现象相符合。最后分析了轧制工艺参数对轧机自激振动的影响，并提出了相应的可行抑振方案。