2016年, 第51卷, 第5期　刊出日期：2016-05-15

  

• 全选
  |

综合论述
• Select
  新常态下中国炼焦化学行业运行及发展趋势

  郑文华，温燕明，郑 波

  钢铁. 2016, 51(5): 1-8.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150480

  摘要 ( ) XML 附件   可视化   收藏

  当前中国钢铁生产和消费已进入峰值平台区，受其影响，中国焦炭生产和消费也已进入峰值平台区。由于焦化产能过剩、发展粗放、环境压力加大、创新能力不足，行业已进入产业结构深度调整期。在不少企业陷入前所未有困境的情况下，有必要深入研究影响焦化行业发展的积极和消极因素，明析大趋势，转变发展模式，转换增长动力，采取应对措施，提高价值集成创新能力，扭转被动局面，实现行业健康发展。
原料与炼铁
• Select
  [w(TiO2)]对高钛钒钛磁铁烧结矿性能的影响

  何木光

  钢铁. 2016, 51(5): 9-16.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150276

  摘要 ( ) XML 附件   可视化   收藏

  为了探索在现有原料条件下不同[w(TiO2)]对高钛型磁铁矿烧结性能的影响，采用粒度组成与攀精矿相近的钛精矿改变其[w(TiO2)，]消除了烧结料粒度变化对试验结果的影响，真实反映[w(TiO2)]的影响规律。通过试验得出，在保持烧结矿高碱度与其他成分基本不变条件下，当烧结矿[w(TiO2)]为6%～10%时，随着[w(TiO2)]增加，混合料初熔和熔化温度均上升，烧结矿强度和成品率下降，低温还原粉化率上升，还原性降低，熔滴性能变差，储存性能变化不大；钛赤铁矿、铁酸钙质量分数减少，钛磁铁矿以及含钛矿物钙钛矿、钛辉石、钛榴石质量分数增加；烧结矿的孔洞增加，矿物形态和结构变差。
• Select
  高炉渣排氯能力的试验

  张淑会，兰臣臣，吕 庆，孙艳芹，郄亚娜

  钢铁. 2016, 51(5): 17-21.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150231

  摘要 ( ) XML 附件   可视化   收藏

  为找到合理有效的炉渣排氯制度，使得炉渣排氯能力最大化，在对高炉内氯元素进行热力学分析的基础上，研究了高炉渣的化学成分、温度以及恒温时间对排氯能力的影响。结果表明，高炉渣的排氯率随着炉渣碱度的提高而增加；其排氯率随温度的增加而降低；随[w(MgO)]的增加，其排氯率先增加后降低；随[w(Al2O3)]的增加，其排氯率先增加，当渣中[w(Al2O3)]超过16%时，其对炉渣排氯率的影响不大；随着恒温时间的延长，炉渣的排氯率降低。高炉在保证正常生产的前提下，应适当地提高炉渣碱度，降低高炉渣温度和增加出渣铁次数，[w(MgO)]和[w(Al2O3)]应保持在11.0%和16.0%左右，以提高炉渣的排氯能力，减少氯元素对高炉冶炼和后续设备产生的不利影响。
炼钢
• Select
  包头含铌铁精矿选择性还原试验

  刘玉宝，王静松，张先恒，赵二雄，薛庆国，佘雪峰

  钢铁. 2016, 51(5): 22-27.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150295

  摘要 ( ) XML 附件   可视化   收藏

  采用兰炭为还原剂，利用罐式选择性还原的方法处理铌铁精矿，研究不同还原条件时金属化率的变化规律，利用扫描电镜观察铌的赋存形式，利用电炉熔分脱铁的方法处理还原后的铌铁精矿，考察铌氧化物的富集程度。研究结果表明，当温度为940～970 ℃时，还原2.5 h时铌铁精矿中铁氧化物金属化率可达85%以上，在还原过程中，铌氧化物不被还原成金属铌；铌主要以含钛、铁硅酸盐形式存在于还原后团块中；熔分获得金属铁和富铌渣，富铌渣中铌氧化物是原矿的1.55倍。
• Select
  转炉预脱磷与“全三脱”铁水少渣冶炼技术

  赵长亮，孙彦辉，袁天祥，闫占辉，罗 磊

  钢铁. 2016, 51(5): 28-36.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150508

  摘要 ( ) XML 附件   可视化   收藏

  京唐公司炼钢系统铁水转炉预脱磷及“全三脱”铁水少渣冶炼工艺不断进行技术优化，脱磷转炉通过优化废钢尺寸、底吹枪数量和排布，半钢脱磷率可达到70%；铁水经过脱磷转炉脱硅、脱磷后，温度和磷质量分数更加稳定，为脱碳转炉少渣冶炼、自动化炼钢终点双命中率的提高提供了先决条件；脱碳转炉通过采用留渣操作、少渣冶炼技术、溅渣护炉技术后，自动化命中率达到90%以上，炉龄达到7 000炉以上；炼钢车间内渣钢、除尘灰、氧化铁皮等含铁物料实现了自循环消耗。采用“全三脱”铁水冶炼工艺，钢种质量进一步提高，超低磷与超低硫钢中（S＋P＋N）元素质量分数可稳定控制在0.009 5%以下。
• Select
  RH碳酸盐分解CO2脱碳工艺

  林 洋，唐复平，沈明钢，王晓峰，唐琬茹，艾新港

  钢铁. 2016, 51(5): 37-40.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150341

  摘要 ( ) XML 附件   可视化   收藏

  提出RH碳酸盐分解CO2脱碳工艺。通过从RH上升管喷吹碳酸钙粉剂实现钢水脱碳和净化钢液的目的。分析RH碳酸盐分解CO2的脱碳机理，并进行工业试验，考察RH碳酸盐分解CO2脱碳工艺对钢水洁净度的影响。结果表明，采用RH碳酸盐分解CO2脱碳工艺缩短RH精炼处理时间3 min，吨钢成本降低3～5元。铸坯的平均[w(T[O])]可达0.001 0%以下，显著提高钢水的洁净度。
• Select
  碳热还原转炉渣脱磷的试验

  赵成林，张 宁，康 磊，曹 东，李广帮

  钢铁. 2016, 51(5): 41-44.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150311

  摘要 ( ) XML 附件   可视化   收藏

  对碳热还原转炉渣进行热力学分析，分别在二硅化钼高温电阻炉和500 kg顶底复吹多功能试验炉开展转炉渣碳热还原脱磷的实验室试验。结果表明，反应温度及动力学条件对脱磷率有较大影响，在电阻炉试验条件下，保证反应温度为1 500 ℃、碳当量为3.0、保温时间为30 min的情况下，可以获得30%左右的脱磷率。在顶底复吹多功能试验炉内，焦粉既作为还原剂也作为升温剂，焦粉与氧气反应放热可以保证脱磷反应在较高温度下进行，同时顶吹氧气对熔渣层的良好搅拌有利于脱磷反应速度进一步提高，试验过程脱磷率为84%，其中还原进入钢液的脱磷率为75.85%，气化脱磷率为8.15%。焦粉带入的硫有10.8%进入钢水，有6.25%进入炉渣。
• Select
  钢中硅质量分数对出钢渣洗脱硫效果影响

  徐建飞，黄福祥，王新华，景财良

  钢铁. 2016, 51(5): 45-51.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150425

  摘要 ( ) XML 附件   可视化   收藏

  为了提高出钢渣洗脱硫效果，在国内某钢厂300 t转炉进行了21炉出钢渣洗脱硫试验。研究结果表明，当钢中Als和硫质量分数分别为0.025%～0.045%和0.002%～0.004%时，钢中硅质量分数对出钢渣洗脱硫效果影响十分显著，而锰质量分数对出钢渣洗脱硫效果没有直接的影响。通过将出钢过程钢水硅质量分数控制在0.05%以上，并借助渣洗脱硫工艺，可以稳定生产硫质量分数小于0.002%的管线钢。此外，基于耦合反应动力学模型，通过将Al-O反应、Si-O反应、脱硫反应和Fe-O反应进行耦合，得到钢中硅质量分数是通过影响界面氧活度来影响渣洗脱硫效果。在钢水氧活度变化不大的条件下，界面氧活度主要取决于炉渣氧化性，而从炉渣成分中可以看出，硅质量分数小于0.05%的钢种对应的炉渣氧化性要高于硅质量分数大于0.05%的钢种，这与模型计算结果相一致。
压力加工
• Select
  基于初始温差的高强钢板层冷过程前屈曲分析

  宋小芳，何安瑞，邱增帅

  钢铁. 2016, 51(5): 52-56.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150356

  摘要 ( ) XML 附件   可视化   收藏

  高强钢板在进入层流冷却前，因其宽度方向上的中部和边部初始温差过大，导致层流冷却后钢板出现双边浪缺陷。针对此问题，通过试验测量不同初始温差钢板层流冷却后长度方向的残余应力，以测量的残余应力作为边界条件，建立了钢板稳定性分析模型，运用解析方法求解出钢板屈曲失稳的临界残余应力。将试验测量的残余应力最大值和初始温差进行拟合，根据钢板屈曲失稳的临界残余应力求出临界初始温差约为40 ℃，这对高强钢板的生产有切实的指导作用。
• Select
  冷轧热镀锌镀层厚度控制系统的开发与应用

  费 静，张 岩，王军生，秦大伟，侯永刚，许寒冰

  钢铁. 2016, 51(5): 57-61.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150388

  摘要 ( ) XML 附件   可视化   收藏

  在冷轧连续热镀锌生产线上，热镀锌镀层厚度的控制水平将直接影响到热镀锌板的产品质量、成本和市场竞争力。以鞍钢连续热镀锌生产线为背景，对冷轧热镀锌带钢的镀层厚度进行精确控制研究，利用有限元分析软件FLUENT对气刀吹锌过程进行数值模拟，分析影响镀层厚度精度的主要因素，建立镀层厚度自动控制系统的核心模型，提出气刀压力前馈控制和Smith预估补偿反馈控制方法，采用LABVIEW软件开发镀层厚度控制系统，实现镀层厚度精确控制。生产数据结果表明，控制系统的应用降低镀层厚度偏差，取得了较好的控制效果。通过镀层厚度自动控制系统的投入运行，不仅满足企业提高产品表面质量的需求，而且对节约成本、降低镀锌原料消耗具有重要意义。
钢铁材料
• Select
  剧烈塑性变形对珠光体钢丝奥氏体转变的影响

  胡显军，周立初，王 雷，方 峰

  钢铁. 2016, 51(5): 62-68.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150497

  摘要 ( ) XML 附件   可视化   收藏

  用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、同步热分析仪研究了冷拉拔形变对珠光体钢丝奥氏体化热处理过程和组织的影响。经过冷拉拔剧烈塑性变形后，珠光体组织呈纤维状，其片层沿拉拔轴向排列，厚度剧烈减薄，铁素体<110>丝织构强度达到饱和。经剧烈塑性变形的珠光体在奥氏体化转变时，奥氏体形核更早、更密集，且沿轴向生长；在完成等温转变后，其原奥氏体晶粒、珠光体团尺寸均明显细化，其铁素体<110>丝织构一定程度遗传到了相变后的组织中，但沿拉拔轴向排列的片层形貌特点并未得到遗传。
• Select
  316L/X65双金属复合管焊接接头组织与性能

  黄本生，陈 鹏，张荣副，尹文峰，陈 想，李佳宸

  钢铁. 2016, 51(5): 69-75.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150532

  摘要 ( ) XML 附件   可视化   收藏

  采用钨极氩弧焊和手工电弧焊焊接316L/X65双金属复合管。利用光学显微镜、能谱仪、扫描电镜、力学性能测试及电化学测试等分析手段研究了复合管焊接接头的微观结构、化学成分、力学性能及电化学腐蚀性能。结果表明，过渡层焊缝的化学成分受到稀释较小，过渡层熔合线附近出现了元素迁移，不锈钢层焊缝与母材的化学成分基本一致；扩散层为类马氏体＋残留奥氏体，过渡层和不锈钢层焊缝均为奥氏体＋少量铁素体；在试验参数下，焊接接头各项力学性能优良、无缺陷；覆层焊缝与母材的电化学腐蚀性能相差极小。
环保与能源
• Select
  电力驱动和蒸汽驱动高炉鼓风系统的能耗分析

  戴 坚，孙文强，蔡九菊，张兴良

  钢铁. 2016, 51(5): 76-80.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150363

  摘要 ( ) XML 附件   可视化   收藏

  针对目前存在的关于电力驱动和蒸汽驱动高炉鼓风系统能效高低的争议，分别建立了电力驱动和蒸汽驱动高炉鼓风系统的能量利用效率模型和单耗分析模型，从理论上研究了两种驱动系统在能源效率、能源消耗量上的差异。结果表明，电力驱动高炉鼓风系统和蒸汽驱动高炉鼓风系统的能源效率之间存在一定的重合区间，电力驱动高炉鼓风系统的上限能效近似等于蒸汽驱动高炉鼓风系统的下限能效。随着蒸汽温度和压力的提高，高炉鼓风驱动系统蒸汽的消耗量均降低。当驱动的鼓风机确定时，驱动系统的理论最低单耗是特定参数蒸汽的固有特性，与驱动方式和过程无关。鼓风驱动系统的理论最低蒸汽单耗随高炉炉容的增大而减小，随蒸汽温度和压力的升高而降低。
• Select
  酸度系数对矿渣棉理化性能的影响

  龙 跃，杜培培，李智慧，，张良进，张玉柱，

  钢铁. 2016, 51(5): 81-87.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150371

  摘要 ( ) XML 附件   可视化   收藏

  为了确定矿渣棉生产过程中调质高炉渣最佳酸度系数，实验室条件下通过四辊离心法制备不同酸度系数的矿渣棉，通过矿渣棉理化性能检测，研究了酸度系数对矿渣棉理化性能的影响规律。研究结果表明，随着酸度系数的增大，矿渣棉直径呈指数增长；矿渣棉主要呈玻璃体结构，随着酸度系数的增大，其析晶温度降低，成纤过程温度变宽；不同酸度系数矿渣棉在弱酸性条件下其微观形貌表面无明显变化，表面仍较光滑；在碱性条件下，其表面均出现腐蚀现象，较为粗糙，有明显的新生水化相出现。矿渣棉实际生产过程中，高炉渣酸度系数应控制在1.0～1.4较为适宜。
技术交流
• Select
  热轧C-Mn钢工业大数据预处理对模型的改进作用

  吴思炜 ，周晓光 ，曹光明，史乃安，刘振宇，王国栋

  钢铁. 2016, 51(5): 88-94.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150584

  摘要 ( ) XML 附件   可视化   收藏

  在应用C-Mn钢工业大数据进行神经网络建模时，如果将大量原始数据不加处理或者经过简单的剔除异常值处理后进行建模，很容易建立满足一定精度要求的模型。但是，如果进一步研究模型的规律性，却常常有违背客观规律的情况。这是由于原始数据中大量的数据相互干扰和生产数据的离散分布造成的。因此在建模过程中，需要将冗余和误差较大的数据剔除，保证训练数据和预测数据的均匀分布，这样能够在减小建模的计算量的同时保证数据具有显著的规律性，从而建立出合理的模型。文章利用Bayes神经网络建立了多种牌号C-Mn钢力学性能预测模型，并对影响屈服强度的工艺参数进行了分析。经统计，屈服强度和抗拉强度的预测数据中分别有96.64%和99.16%的数据预测值和实测值绝对误差在±30 MPa之内，伸长率的预测数据中有85.71%的数据预测值和实测值绝对误差在±4%内。
• Select
  基于有限元方法的疲劳裂纹闭合行为

  冯 刚，张朝阁，宫大为，韩承江，林克伟，齐继宝，

  钢铁. 2016, 51(5): 95-98.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150544

  摘要 ( ) XML 附件   可视化   收藏

  裂纹闭合行为将很大程度改变疲劳裂纹扩展行为。针对316L不锈钢，结合常幅加载和单个拉伸过载试验和动态数值模拟方法，对疲劳裂纹扩展行为中的裂纹闭合现象开展了一系列研究工作。详细对比了不同扩展阶段的裂纹闭合行为随裂纹长度、应力比和过载影响因素的变化，以及对裂纹扩展速率的影响。同时，研究了单个拉伸过载和裂纹闭合行为之间的内在联系和机理。结合裂纹闭合理论和有限元计算结果，等效应力强度因子被用来描述316L不锈钢的裂纹扩展过程，并提出316L不锈钢的裂纹扩展速率的预测模型。