2016年, 第51卷, 第7期　刊出日期：2016-07-15

  

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综合论述
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  含钛高炉渣资源化综合利用研究现状与展望

  仇圣桃，张明博，，李建新，朱 荣，李立业，田京雷

  钢铁. 2016, 51(7): 1-8.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20160020

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  含钛高炉渣一直是钢铁工业固体废弃物再资源化综合利用的研究热点和难点。概述了含钛高炉渣资源化综合利用研究现状，指出了目前含钛高炉渣综合利用工艺的技术特点、工业化难度及对环境产生的影响。采用强酸或强碱、高温碳化或氯化对含钛高炉渣进行提取钛元素的方法，存在工艺复杂、耗能高、环境污染危害较大等不足；使用含钛高炉渣制作建材，虽然对环境没有危害，但是造成钛元素极大浪费；使用含钛高炉渣制取催化剂、抗菌材料和肥料，可使含钛高炉渣得到充分利用，且无尾渣和污染物产生。应综合利用含钛高炉渣中多种成分和矿物，提高含钛高炉渣综合利用率，使含钛高炉渣资源化综合利用的发展与环境保护和谐发展。
原料与炼铁
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  碱度对腐泥土型红土镍矿烧结行为的影响

  智 谦

  钢铁. 2016, 51(7): 9-14.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150466

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  为了研究腐泥土型红土镍矿在焙烧过程中物相转变及固结机制问题，通过微型烧结试验和三角锥法软熔特性试验，对原矿和焙烧后的团块进行了化学成分、X射线衍射(XRD)和软熔特性分析，并通过添加熔剂CaO改变团块碱度，结合冶金相图进行了分析。研究结果表明，自然碱度的红土镍矿经高温焙烧后主要由尖晶石(MgFe2O4)、镁橄榄石((Mg，Fe)2SiO4)和顽火辉石(MgSiO3)构成。随着碱度从0.5上升到2.0，顽火辉石相继转变为低熔点的透辉石(CaMgSi2O6)和高熔点的镁黄长石(Ca2MgSi2O7)以及镁蔷薇辉石(Ca3MgSi2O8)。红土镍矿的软熔温度也随碱度的提高先降低后升高，在碱度为1.0时达到最低点。结合冶金相图分析得知，通过改变碱度可以显著增加红土镍矿烧结过程液相量，红土镍矿烧结理想的黏结相为透辉石。
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  首钢京唐1号高炉降低压差冶炼实践

  李宏伟

  钢铁. 2016, 51(7): 15-21.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150538

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  首钢京唐公司1号高炉针对长期高压差冶炼制约生产技术进步，全面系统分析自身冶炼特点，通过提高焦炭粒级、提高烧结矿品位、优化护炉方式、降低入炉料碱负荷及锌负荷、优化装料制度和送风制度、提高铁水温度、活跃炉缸等方面入手，不断优化基本制度，高压差冶炼瓶颈问题得到了突破，炉况稳定性增强，各项经济指标得到极大改善。
炼钢
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  高碳钢矩形坯凝固末端永磁搅拌试验

  曾 杰，张森林，刘 澄，陈伟庆，李 兵

  钢铁. 2016, 51(7): 22-27.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150457

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  为了改善高碳钢82A断面180 mm×240 mm矩形坯内部质量，首次在凝固末端进行了永磁搅拌工业试验。根据射钉结果，确定了搅拌器安装位置为距弯月面7 m。搅拌器磁体采用液压系统驱动，通过增加永磁搅拌器入口油压来提高搅拌频率。随着搅拌频率从0增加到5 Hz，矩形坯凝固中心平均碳偏析值从1.18降到1.09。此外，永磁搅拌改善连铸坯中心疏松和缩孔效果显著，铸坯中心疏松0.5级的比例增加了40%，中心缩孔0级比例从0增加到20%。
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  2 mm铁碳合金薄带固态脱碳试验

  程 荣，艾立群，洪陆阔，李 强，李亚强

  钢铁. 2016, 51(7): 28-33.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150479

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  为了探究2 mm厚的铁碳合金薄带固相脱碳规律。试验以Ar-H2-H2O为脱碳气氛，在可控气氛管式炉内对Fe-C合金薄带进行脱碳。把初始碳质量分数为4.15%和3.20%的2 mm铁碳合金薄带分别放入加热场中，然后控制不同加热温度和脱碳时间进行脱碳研究。结果表明，碳向反应界面的扩散是脱碳反应的限制性环节，脱碳温度的升高和脱碳保温时间的延长均有利于脱碳，初始碳质量分数不同的铁碳合金薄带前期脱碳速率相同。由于薄带较厚，恒温脱碳不能达到脱碳要求，从而提出了分段加热脱碳法，脱碳效果良好，初始碳质量分数为4.15%的铁碳合金薄带70 min可脱到0.28%，初始碳质量分数为3.20%的铁碳合金薄带50 min可脱到0.23%。
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  宽厚连铸板坯角部裂纹控制技术开发

  何宇明，胡 兵，周 宏，王 谦，张 慧5

  钢铁. 2016, 51(7): 34-40.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150567

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  针对直弧型大型连铸机钢液中夹杂物更容易上浮到结晶器液面，有利于降低板坯中的夹杂物质量分数，生产宽厚板坯时角部容易出现横裂纹也容易出现纵裂纹的特点，重钢3号连铸机通过大倒角结晶器技术开发、直弧型连铸机对弧技术优化、板坯宽窄面鼓肚预防等工作降低坯壳所受到的应力；通过大倒角结晶器开发、二冷喷嘴布置优化、二冷动态配水等工作，使板坯温度避开钢的第三脆性区。这两方面综合作用的结果是，2014年2月至12月板坯角部裂纹率为零，解决了板坯角部横裂纹和纵裂纹问题。
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  210 t钢包底吹工艺优化物理模拟

  董鹏莉

  钢铁. 2016, 51(7): 41-44.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150546

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  为研究钢包底吹孔布置对钢液混匀时间及液面波动的影响，确定钢包最优底吹工艺，以某厂210 t钢包为原型，根据相似原理建立钢包物理模型，模拟钢包底吹氩工艺。通过研究不同底吹孔位置与角度对混匀时间和液面波动的影响，确定钢包最优底吹工艺。结果表明，最优底吹位置为底吹孔位于距钢包底部圆心距离为[0.60R/0.60R，]夹角为100°。底吹孔在[0.40R]的位置，两气柱会相互影响；底吹孔在[0.60R]的位置是较理想的位置；底吹孔在[0.79R]的位置，气流对包壁冲刷严重。
压力加工
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  粗轧机多项式短行程控制模型

  李学通，李东营，臧新良，于凤琴，胡建平，杜凤山

  钢铁. 2016, 51(7): 45-50.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150521

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  短行程控制是粗轧中间坯调宽过程中改善轧件头尾部形状、降低切损量的有效方法，而目前采用较多的折线式短行程控制模型还有待进一步提高。结合热带钢粗轧机组实际工艺条件，采用刚塑性有限元法建立立辊/水平辊连轧过程热力耦合数值计算模型，对粗轧过程头尾部非稳态变形分布进行深入分析，得出中间坯头尾部立辊/水平辊轧制失宽变化规律。基于数值计算结果提出5次多项式短行程控制策略，并建立相应多项式短行程控制模型。通过对比计算结果表明，新建的多项式短行程控制模型具有更好的头尾形状控制能力，提高了热带钢产品成材率。
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  待矫直板材板形缺陷解析表征

  高亚南，彭 艳

  钢铁. 2016, 51(7): 51-56.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150524

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  目前待矫直板材缺陷类型及程度的判断仍然是依赖现场工作人员的经验，具有很大的不确定性。为了获得待矫直板材残余应变（应力）的大小及分布，根据薄板大挠度屈曲理论和最小势能原理，建立了基于浪形几何参数的反解计算模型。通过实测的浪形几何参数和预设挠曲函数，对引起边浪、中浪（肋浪）等典型的浪形缺陷的残余应变（应力）进行求解，并与实测值进行对比。结果表明，残余应变（应力）的分布与浪形几何形状相对应，但压应力宽度略小于屈曲宽度，即紧邻压应力的拉应力区也产生了挠曲；几何非线性及后屈曲强度对浪形状态的影响是显著的；求解过程与板厚无关，所需几何参数较少，便于现场应用。
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  [k-NN]自学习模型在中厚板轧后冷却温控中的应用

  郑芳垣

  钢铁. 2016, 51(7): 57-59.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150616

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  在中厚板生产过程中，轧后冷却的温度控制是决定产品组织性能的关键工艺技术。换热系数是温度控制模型的核心参数，由于其影响因素多且复杂，故很难有一个固定的模型来计算。提出一种简单有效的换热系数的自学习模型：先通过参数节点化和插值法得出全范围内的各换热系数影响因素的特征值；再基于[k-NN]原理，寻找待冷目标钢板与各已冷样本钢板之间的相似度；最后，通过IDW加权平均算法，预估出目标冷却钢板所需的换热系数。现场实际的应用情况表明，使用该自学习模型相比以往可提高控制精度约5%。
钢铁材料
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  30CrMo钢表面脱碳试验

  戴成珂，赵 刚，徐耀文，毛新平，韩 斌，蔡 珍

  钢铁. 2016, 51(7): 60-64.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150570

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  在实验室模拟CSP工艺的加热条件，对30CrMo钢进行试验，用金相法测量脱碳层厚度，用失重法对30CrMo钢的氧化层厚度进行估算，结合氧化烧损研究了加热温度和保温时间对30CrMo钢的实际脱碳层厚度的影响规律。结果表明，在试验气氛为（体积分数，%）CO216.5、O20.8、H2O13、N269.7，加热温度范围为1 000～1 150 ℃时，30CrMo钢的实际脱碳层厚度随着加热时间的增加而增加，低于1 050 ℃时，脱碳层厚度随着温度升高而增加，高于1 050 ℃时，脱碳层由于氧化加剧而减少，1 050 ℃为脱碳敏感温度。
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  钒质量分数对S30432钢回复再结晶行为的影响

  李彬彬，朱丽慧，翟国丽 ，王起江

  钢铁. 2016, 51(7): 64-70.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150581

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  采用Gleeble-3500热模拟机，对低质量分数钒和高质量分数钒的S30432耐热钢在900～1 100 ℃及0.001～0.100 s-1变形条件下进行了热压缩试验，研究钒的质量分数对S30432钢动态回复再结晶的影响及作用机理。结果表明，添加质量分数0.18% 钒后S30432钢的峰值流变应力增高，再结晶激活能从498增加到562 kJ/mol。在1 000和1 050 ℃，钒对S30432钢的动态回复再结晶的阻碍作用最显著。高质量分数钒的S30432钢中由于析出细小的Z相，它具有强烈钉扎作用，能有效阻碍动态回复再结晶的发生。此外，高质量分数钒钢中固溶原子的增加对动态回复再结晶也有一定的阻碍作用。
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  硼和钛对低碳铝镇静钢组织和性能的影响

  阮士朋，，赵爱民，郭明仪，韩广杰，李 军，

  钢铁. 2016, 51(7): 71-75.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20160014

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  研究了低碳铝镇静钢08Al中单独添加硼、钛和同时添加硼、钛对其组织和力学性能的影响，结果显示，在相同控轧控冷工艺条件下，单独添加微量硼对盘条的屈服强度和抗拉强度影响不大，单独添加质量分数0.057%的钛可使盘条屈服强度和抗拉强度升高约20 MPa，同时添加质量分数为0.004 8%的硼和质量分数为0.07%的钛可使盘条屈服强度和抗拉强度显著提高，试验中，屈服强度由260升高到316 MPa，提高了56 MPa，抗拉强度由363升高到463 MPa，提高了100 MPa。同时添加硼和钛使强度提高的原因主要是由于获得了具有高位错密度的不规则的准多边形铁素体，同时细片层珠光体相变强化对该钢强度的升高也有一定贡献。
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  钒对耐火钢显微组织及高温性能的影响

  刘庆春，雍岐龙，郑之旺

  钢铁. 2016, 51(7): 76-80.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20160015

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  通常采用控轧控冷方式生产耐火钢Mo-Nb复合合金化。采用电子显微镜、相分析和三维原子探针等方法，研究了不同热轧工艺条件下钒对含钒耐火钢的室温和600 ℃拉伸性能的影响，探讨了微观组织与力学性能之间的关系。结果表明，添加钒后能形成细小弥散分布的析出物，配合控制贝氏体比例后能有效地提高室温和高温力学性能；钒在热轧态耐火钢中主要固溶于先共析铁素体内，再加热至600 ℃时热轧态被“隐藏”的钒存在明显的析出，进一步提高了含钒耐火钢的高温性能。
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  31CrMoV9钢夹杂物和组织观察

  何志军，戴雨翔，刘吉辉，庞清海，赵 啸，湛文龙

  钢铁. 2016, 51(7): 81-88.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150611

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  31CrMoV9是欧洲牌号的高淬透性合金钢，属于近几年国产化过程中新研制的钢种。为比较国内外成品钢质量的差距，提高中国该钢种的冶炼水平，选取不同产地的31CrMoV9钢，对其中的非金属夹杂物进行研究。电解钢样观察其中夹杂物的外观形貌，并对钢样进行金相观察和利用高温共聚焦显微镜观察钢样的组织变化。研究发现，单一成分的夹杂物多为长条状，而复合夹杂物多为球形。研究过程所选取的中国生产的钢材与德国钢材在夹杂物的数量和形态控制上存在差距，中国生产的钢材单位面积内夹杂物的数量更多，夹杂物的大小不均匀，形态控制不理想。就成分而言，德国钢材的夹杂物成分主要是以Al2O3、CaO、MnS等组成的复合夹杂物，而中国钢材的夹杂物存在着成分的波动性。共聚焦显微镜试验过程中发现，在升温过程中夹杂物会发生球化现象，降温过程中，钢样开始形成马氏体组织的温度有所不同，中国钢样为580 ℃，德国钢样为450 ℃，这与其本身晶体的成分有关，最后的组织为马氏体+碳化物颗粒+残余奥氏体。
技术交流
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  干法除尘工艺在200 t半钢炼钢转炉上的应用

  陈 均

  钢铁. 2016, 51(7): 89-94.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150523

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  针对攀钢集团西昌钢钒有限公司200 t半钢炼钢转炉采用干法除尘工艺时出现的泄爆率高、煤气回收量低、除尘效果差等问题，结合半钢炼钢生产实际，对干法除尘泄爆原理及其在半钢炼钢转炉应用的难点进行分析，在此基础上对转炉风机转速、供氧制度、造渣加料制度及氧枪枪位制度等工艺参数进行改进。改进后的应用效果表明，200 t半钢炼钢转炉泄爆率由7.60%降低到0.08%，煤气回收量由54.6 提高到123.6 m3/t ，除尘灰回收量显著增加；同时，转炉冶炼周期缩短4 min，氧耗降低2.4 m3/t，除尘效果更好，保证了转炉冶炼的顺行，大大降低了炼钢能耗。