2016年, 第51卷, 第6期　刊出日期：2016-06-15

  

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综合论述
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  中国废钢铁的应用现状及发展趋势

  刘树洲，张建涛

  钢铁. 2016, 51(6): 1-9.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150551

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  介绍分析了中国废钢铁资源和钢铁工业废钢铁消耗现状，行业管理、产业改革发展、规范建设的历程，废钢铁的循环利用对发展绿色钢铁和节能减排的重要意义，国家对废钢铁产业发展的扶助和支持，近年来国际、国内经济环境对废钢铁产业发展的影响，行业发展遇到的主要问题，“十三五”时期面临的机遇和挑战，废钢铁产业“十三五”发展思路和目标。
原料与炼铁
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  高炉中心加焦炉料分布机理及布料方式探讨

  赵国磊，程树森，徐文轩，李 超

  钢铁. 2016, 51(6): 10-18.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150440

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  针对当前常见的中心加焦装料过程，建立了布料过程中螺旋布料时溜槽内炉料颗粒复合运动的三维数学模型，并建立了炉料颗粒在空区内下落过程数学模型和在炉内堆积所形成料面形状及其径向矿焦比分布数学模型。通过将模型预测料面形状与高炉开炉实测料面形状进行对比，证明了模型的有效性。基于实际高炉参数，计算了13°完全中心加焦和20°小角度中心加焦时炉料落点分布和径向矿焦比分布。结果表明，由于中心加焦过程中部分炉料会分布在中间环带，使得实际中心加焦量减少，两者有效的中心加焦率分别为49.4%和70.4%，且在前者模式下形成了直径约为1.2 m的贯通的中心焦柱区域，而在后者条件下形成中心直径约为2.5 m的较大范围的低矿焦比分布柱状区域。最后，阐述了中心加焦技术原理，指出了当前中心加焦操作方式存在的问题，并探讨了高效布料方式，对指导实际高炉生产操作有着重要意义。
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  宣钢高炉合理炉料结构熔滴试验

  吕 庆，王福佳，李豪杰

  钢铁. 2016, 51(6): 19-25.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150364

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  对宣钢12种含钛高炉炉料的化学成分及熔滴性能测试结果进行综合分析，给出宣钢2号高炉（2 500 m3）、3号高炉（2 000 m3）、4号高炉（1 800 m3）不同原料条件下最佳的炉料结构，并对3组炉料结构进行比较。分析认为，2号高炉熔滴性能最好的炉料结构为4号方案，[S]值最小为322 kPa·℃，3号高炉熔滴性能最好的炉料结构为5号方案，[S]值最小为786 kPa·℃，4号高炉熔滴性能最好的炉料结构为11号方案，[S]值最小为790 kPa·℃；3号、4号高炉使用的炉料碱度与2号高炉相比较高，这是造成3号、4号高炉炉料最大压差[（Δpmax）]值高的主要原因；2号高炉使用炉料的含铁品位较高，大于57%，且渣中的MgO质量分数较低，因此炉料在软熔滴落带渣量相对较少，渣的流动性较好，熔滴性能优于3号、4号高炉。
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  基于遗传算法的无钟高炉布料工艺优化

  任廷志，马财生

  钢铁. 2016, 51(6): 26-33.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150389

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  面对现代炼铁生产节能减排的迫切需求，优化无钟高炉布料是保证高炉稳产顺行、提高资源利用率和减少污染排放的有效途径。结合无钟炉顶的设备结构与布料工艺特点，提出了使用料面形状误差评价布料操作的准确性，设计了针对多环布料操作优化的遗传算法，并应用该优化算法分析了溜槽倾角档位数量以及布料总周数等参数对无钟布料工艺的影响。结果表明：基于遗传算法的组合优化模型能够有效制定布料矩阵，溜槽倾角档位数量和布料总周数的增多以及单次布料体积的减少有利于实现高炉精准布料，溜槽倾角档位数量无穷大时与螺旋布料的料面构造能力相当，布料总周数和单次布料体积受设备和工艺多方面限制，需合理设定。
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  调质高炉渣均质化的可行性研究

  蔡 爽，张玉柱，李俊国，李 杰，王黎光，玄海潮

  钢铁. 2016, 51(6): 34-38.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150386

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  以实际生产高炉渣为原料，以铁尾矿为调质剂，采用测定熔渣黏度的方法确定调质高炉渣均质化过程，反映了铁尾矿的熔化、溶解和扩散的均匀化过程。并通过渣样中SiO2质量分数测定以及调质渣中矿相组成等方法验证了通过黏度测定调质高炉渣均质化的可行性。结果表明，同一酸度系数[Mk]下，调质高炉渣黏度随恒温时间的延长呈先下降后上升，最后趋于平稳的变化趋势；调质高炉渣均质化时间随铁尾矿添加量的增加而延长；当铁尾矿加入量大于15.88%时，调质高炉渣均质化时间显著延长；随着恒温时间进一步延长，试样上、中、下部SiO2质量分数趋于一致，而试样矿相组成与充分均质的调质矿渣一致，这说明通过黏度测定炉渣均质化的方法是可行的。中试试验证实，随着酸度系数的增加，纤维丝的直径增加，化学稳定性增强，纤维质量符合国家生产标准。
炼钢
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  吹氩精炼钢包内非金属夹杂物去除机理

  周业连，朱苗勇，刘建斌，陈晶晶，郑淑国

  钢铁. 2016, 51(6): 39-46.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150420

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  通过物理模拟试验，研究分析了底吹氩精炼钢包内夹杂物去除机理以及吹氩量对其的影响规律。结果表明：钢包中夹杂物的上浮主要是通过上升的钢液流携带，底吹氩量对夹杂物在钢包表面的钢-渣界面去除行为存在重要影响。吹氩量较小时，钢-渣界面稳定，夹杂物在浮力、毛细作用力等共同作用下穿过平坦的钢-渣界面而被吸收；吹氩量较大时，钢-渣界面波动大，渣眼周围发生卷渣，夹杂物被卷入的液滴吸收，随液滴进入渣层；吹氩量大，渣眼周围形成渣泡，夹杂物被渣泡吸收，随渣泡进入渣层。吹氩量达到一定时，夹杂物被钢-渣界面的吸收成为其被去除的限制性环节，且吹氩量较大时夹杂物去除效果最差，为实际吹氩精炼过程吹气量的控制提供了指导。
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  钢水中夹杂物与耐火材料的反应吸附行为

  赵定国，李 新，王书桓，张文祥

  钢铁. 2016, 51(6): 47-52.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150452

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  连铸浇注过程中耐火材料壁面常出现夹杂物聚集、结瘤的问题，不仅降低连铸生产效率和耐火材料寿命，还影响铸坯质量。研究钢液中Al2O3夹杂物在MgO壁面结瘤过程，建立Al2O3夹杂物和MgO壁面的化学反应吸附模型。模型分析结果表明，耐火材料壁面粗糙度为3 μm，夹杂物与壁面接触时间为2×10－6 s，化学反应生成的MgAl2O4可以使半径小于42 μm的夹杂物颗粒吸附在壁面上；半径为5 μm的夹杂物颗粒受到的化学吸附力在5×10－6 s时间内由1.3×10－6增加到2.8×10－6 N；尺寸小于3 μm的夹杂物颗粒非常容易结合在一起，引发结瘤问题。模型的分析结果与实际生产结果相吻合，具有较好的适用性。
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  辊子错位对铸坯鼓肚变形的影响

  韩培培，任廷志，金 昕

  钢铁. 2016, 51(6): 53-58.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150519

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  由于加工、安装、变形与磨损等原因，连铸机辊列中的辊子会偏离设计位置而产生错位，这对铸坯鼓肚变形产生较大影响。基于高温铸坯黏弹塑性本构方程，建立两辊间距内的铸坯坯壳动态鼓肚数学模型，并利用模型计算试验铸机的铸坯坯壳鼓肚曲线，依照实测数据验证了模型的有效性。根据奥钢联工业连铸机的设备及工艺参数，计算铸机不同扇形段内铸坯坯壳在不同辊子错位量情况下的鼓肚变形，并讨论在辊子发生错位的情况下辊间距对铸坯坯壳固液交界面处最大应变的影响，并给出铸机辊间距的确定方法。
压力加工
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  CVC工作辊非对称磨损分析与预报模型建立

  尚 飞，李洪波，张 杰，胡 超，张 超，陈剑飞

  钢铁. 2016, 51(6): 59-64.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150601

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  CVC辊形以其较强的凸度控制能力在热连轧中有着广泛的应用，但是CVC辊形不具有均匀磨损的能力，其磨损往往比较严重，且呈现出非对称性。针对该特点提出CVC工作辊非对称磨损的表征方法，利用该方法对某1 800 mm CSP生产线下游机架CVC工作辊非对称磨损情况进行分析。统计结果表明，下游机架工作辊磨损多为非对称形式，并与CVC辊形呈现出一定的对应性。在此基础上，提出辊径对整体磨损影响系数及辊径对轧制力影响系数2个新的磨损模型参数，并建立针对CVC轧辊的非对称磨损预报模型，利用遗传算法对模型参数进行优化，并利用实测数据进行验证，改进后磨损模型精度比常规磨损模型精度平均提高了约35%。
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  定宽压力机弧形板磨损极限分析

  吴燕林，王东城，熊 杰，王志杰

  钢铁. 2016, 51(6): 65-70.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150444

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  弧形板是定宽压力机进行运动转化和轧制力传递的关键部件，扇形齿用于防止弧形板之间的打滑。对定宽压力机的基本结构进行分析后，发现当弧形板磨损后，扇形齿会在一定范围内自动偏转，保证运动转化和轧制力传递的正常进行，当扇形齿偏转到极限位置时，如果弧形板继续磨损，就会造成扇形齿的破坏。为防止这种破坏的发生，根据设备几何参数定量计算弧形板的磨损极限，为定宽压力机的检修与备件更换提供理论依据。对影响弧形板极限磨损量的关键结构参数进行分析，为设备改造及国产化提供指导。
钢铁材料
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  含铌冷轧DP780钢的连退工艺对组织及性能的影响

  王卫卫，李光灜，张江玲，张 建，刘永刚，詹 华

  钢铁. 2016, 51(6): 71-75.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150600

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  通过成分工艺优化，在传统冷轧铁素体和马氏体双相钢DP780的显微组织上引入了一定体积分数的残余奥氏体，研究了冷轧退火工艺参数对双相钢DP780的显微组织和力学性能的影响。通过调整连续退火工艺来控制显微组织中一次铁素体、二次铁素体、马氏体、残余奥氏体的比例、尺寸、形貌、分布，同时获得了连退工艺参数-显微组织-力学性能的本质关系。结果表明，通过在传统冷轧铁素体和马氏体双相钢的组织上引入了体积分数为5%～7%的残余奥氏体，不仅可以获得[ReL/Rm≤0.5]的超低屈强比型冷轧DP780，也改善了成型性能。
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  新型二次硬化渗碳钢的高温塑性及热加工图

  周 敏，厉 勇，刘荣佩，王春旭，黄顺喆，韩 顺

  钢铁. 2016, 51(6): 76-81.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150586

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  利用Gleeble-3800热模拟试验机，对一种新型二次硬化渗碳钢C61进行了高温轴向压缩试验，测得其高温流变曲线，观察了高温变形后的显微组织，获得了该钢的热变形激活能[Q]为414.84 kJ/mol，建立了试验钢的热变形本构方程，并绘制了其热加工图。结合高温变形后的显微组织和热加工图，确定最优热变形工艺参数为变形温度范围为1 050～1 100 ℃，应变速率范围为0.1～1.0 s－1，此时试验钢组织发生了完全动态再结晶，晶粒明显细化，且对应的能量耗散效率达到峰值。
环保与能源
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  钢铁综合企业的水流模型及吨钢综合水耗分析

  仝永娟，蔡九菊，王连勇

  钢铁. 2016, 51(6): 82-86.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150391

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  钢铁在工业领域里是耗水和排污大户，钢铁企业的节水减排势在必行。运用物质流分析跟踪观察模型构建钢铁企业的水流模型，依此分析吨钢综合水耗的构成；借鉴系统节能理论，建立钢铁企业吨钢综合水耗的[w-p]模型，在此基础上提出钢铁工业综合水耗的[w-p]分析方法。以中国某大型钢铁综合企业为例，分析工序水耗变化和钢比系数变化对综合水耗的影响，结果表明，降低各工序的工序水耗是降低吨钢水耗的主要影响因素，并指出随着钢铁企业结构的调整和技术水平的进步，降低工序水耗是钢铁企业节水减排的主要研究趋势。通过模型分析及案例研究得到降低吨钢综合水耗的方向及措施。
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  低浓度碱介质中钢渣碳酸化反应特征

  王晨晔，包炜军，许德华，郭占成，李会泉，潘 凯

  钢铁. 2016, 51(6): 87-93.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150317

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  钢渣碳酸化是一种CO2矿化利用的有效方法。通过添加低浓度碱，可有效提高钢渣碳酸化转化效率。围绕低浓度碱介质中钢渣碳酸化过程，系统研究了搅拌转速、低浓度碱浓度、反应温度等工艺条件对钢渣碳酸化转化效率的影响。在搅拌转速为450 r/min，碱浓度为20 g/L，反应温度为70 ℃等优化工艺条件下可实现钢渣碳酸化转化效率为49.72%，是传统水介质体系的1.8倍以上，且反应条件温和，介质可循环利用。进一步开展了钢渣碳酸化反应动力学研究，结果表明钢渣碳酸化反应为内扩散控制，计算得到表观活化能为22.48 kJ·mol－1。
技术交流
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  武钢7.63 m焦炉蓄热室格子砖变形熔损原因探讨

  杨 帆，严铁军，丁 颖，吴木之

  钢铁. 2016, 51(6): 94-98.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150490

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  分析得出武钢7.63 m焦炉部分焦炭偏生及废气盘处煤气泄漏等问题是因蓄热室格子砖变形熔损引起；接着对7.63 m焦炉71A～72 三个蓄热室格子砖更换的准备工作、更换过程及更换后燃烧室的升温和恢复生产进行了介绍；最后得出，蓄热室格子砖变形熔损主要是由于7.63 m焦炉蓄热室的分格式设计、开工初期石墨问题及加热煤气和格子砖材质所引起；武钢7.63 m焦炉蓄热室格子砖更换恢复生产后横排曲线正常且废气盘处无煤气泄漏情况，焦炉顺产的同时也减轻了企业安全环保压力，给国内同行提供了借鉴。