2018年, 第53卷, 第3期　刊出日期：2018-03-15

  

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综合论述
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  高炉炼铁协同处理城市可燃固废

  龙红明，魏汝飞，李 宁，周 笛，孟庆民，李家新，

  . 2018, 53(3): 1-9.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20170296

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  日益增多的城市可燃固废给环境带来严重的污染，如何有效处理它们已经成为了一个重大问题。对可燃固废的化学成分、热值、燃烧特性及国内外的研究现状进行了论述，并基于城市可燃固废的理化性质和工艺性能提出了多种固废混合喷吹。多种固废混合喷吹既可以给高炉带来新的燃料，又可以处理种类繁多的城市可燃固废，完成对周边社会的固废处置，扩充城市钢厂的社会功能。
原料与炼铁
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  硼砂对高磷鲕状赤铁矿强化还原

  李明明，黄 润，钟 正，张金柱，

  . 2018, 53(3): 10-15.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20170289

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  高磷鲕状赤铁矿的还原对后续的磁选分离起着重要作用，尤其是金属铁的聚集长大。以高磷鲕状赤铁矿为原料，研究添加剂硼砂对高磷鲕状赤铁矿进行强化还原的影响。研究结果表明，温度为1 000 ℃、硼砂添加量为6%时，失重率达到31.11%，金属化率达到90.10%。XRD、SEM-EDS 分析表明，添加硼砂能促进反应物的熔点降低；铁橄榄石（Fe2SiO4）、铁尖晶石（FeAl2O4）和蓝晶石（Al2SiO5）衍射峰消失，出现了低熔点的钙长石（CaAl2Si2O8）、硼酸铝钠（Na2Al2B2O7）和硼酸钠（Na2B6O10）衍射峰。还原后试样中金属铁颗粒的数量与粒度均随着硼砂添加量的增加而提高，强化了还原效果。
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  高硅烧结矿适宜碱度及经济性

  妥建德，侯名强，付光军

  . 2018, 53(3): 16-21.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20170329

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  烧结矿碱度变化对其产量、质量、冶金性能和高炉经济技术指标都有一定影响。对比烧结矿碱度与烧结机产量、高炉产量、焦比等指标的关系，试验研究烧结矿碱度变化对成品率、利用系数、冶金性能的影响。研究结果表明，酒钢高硅烧结矿在碱度为1.6～1.9时，冶金性能及各项指标较好，利用系数随碱度上升而提高；在此区间内降低烧结矿碱度，可提高烧结矿品位，降低生铁成本。
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  鞍钢高炉低镁渣冶炼技术研究与应用

  刘 杰，赵东明，李建军，周明顺，张 辉，徐礼兵

  . 2018, 53(3): 22-26.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20170323

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  为提高高炉技术经济指标，通过实验室和工业试验，对鞍钢高炉低镁渣的冶炼特性进行了全面研究和评价。研究结果表明，在鞍钢目前的低铝负荷下，炉渣中MgO质量分数为4%～7%时，炉渣熔化温度均小于1 350 ℃；炉渣温度小于1 500 ℃时，理论上MgO质量分数不小于3%时，就可满足黏度的要求，最佳的碱度为1.245左右；工业生产条件下，炉渣的MgO质量分数一般控制在4.5%～5.0%，炉渣黏度为0.16～0.20 Pa·s时，通过优化炉渣碱度，降低炉渣中的MgO质量分数，不会降低炉渣的脱硫能力。通过采取低镁渣冶炼技术，有效降低了鞍钢高炉的生产成本，渣比下降了近17 kg/t（Fe），有助于高炉绿色可持续化发展。
炼钢
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  CaO基含TiO2和Al2O3半钢渣系脱磷能力的热力学

  邓建军，张明博，李建新，仇圣桃，王世钊，宁树博

  . 2018, 53(3): 27-37.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20170408

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  以共存理论和冶金脱磷原理为基础，建立了脱磷热力学模型，并对CaO基含TiO2、Al2O3半钢渣系的脱磷能力进行热力学研究，得到CaO基含TiO2、Al2O3半钢脱磷渣系的磷分配比和磷容量热力学模型。研究结果表明，渣中TiO2和Al2O3均会使炉渣的脱磷能力降低，尤其是在低温低碱度条件下影响较为明显，两种氧化物在质量分数相同的情况下，TiO2比Al2O3的影响更大；随着炉渣碱度的增加，炉渣的磷分配比和磷容量均先升高而后持平；随着渣中[w((FeO))]的增加，炉渣的磷分配比和磷容量均先升高而后降低；随着[w((MgO))]的降低，炉渣的磷分配比和磷容量逐渐降低。采用半钢化渣球冶炼半钢，渣中[w((TiO2)＋(Al2O3))]和[w((FeO))]升高，[w((MgO))]稍有降低，在FeO和MgO的共同作用下，半钢渣系的磷分配比和磷容量有所升高。控制炉渣碱度为4.0左右，[w((FeO))≤20.0%]时，炉渣不仅具有较高的磷分配比和磷容量，并且可以弱化TiO2和 Al2O3对磷分配比和磷容量的影响，确定半钢化渣球的加入比例为总渣量的15.0%～20.0%。
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  方坯连铸结晶器铜管温度场分析

  王泽鹏，肖鹏程，朱立光，刘增勋，张仕骏，

  . 2018, 53(3): 38-43.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20170396

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  基于结晶器传热特点建立方坯连铸结晶器三维瞬态传热模型，利用节点温度传递模拟铸坯运行，采用 ANSYS软件进行模型分析，经过充分迭代得到结晶器三维稳态温度场，并与传统二维铸坯传热模型进行对比。通过动态边界条件加载技术实现铜壁冷面水垢厚度的连续变化，分析了水垢对结晶器铜壁温度分布的影响。结果表明，在结晶器顶部区域，三维传热模型分析结果与铜壁温度分布规律基本吻合，弯月面下50 mm附近铜壁温度达到高峰，弯月面处水垢厚度由0.1增加到0.5 mm时，铜壁最高温度由187升高至318 ℃，铜壁高温区域扩大，铜壁变形程度增加。
压力加工
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  基于随机森林的钢材性能预报与影响因素筛选

  杨 威，李维刚，赵云涛，严保康，王文波

  . 2018, 53(3): 44-49.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20170427

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  钢材力学性能的影响因素众多且存在复杂交互作用，合理筛选性能预报模型的影响因素，将有助于提高模型精度。采用随机森林算法以及数据与机理分析相结合的力学性能建模方法，对热轧带钢力学性能预报与影响因素筛选问题进行了研究。首先，基于收集到的大量热轧生产过程实测数据，采用随机森林算法获得各影响因素的重要性排序；接着，基于各因素的重要性排序，逐个增加自变量建立一系列力学性能预测模型，并根据各模型预测误差的变化趋势，判断各因素对模型预测精度影响的大小，进一步筛选出更为重要的影响因素，最终建立以少量重要性较高的影响因素作为自变量的性能预报模型。最后，对国内某大型热连轧机组生产的热轧含铌高强钢产品进行了抗拉强度建模试验，实践表明，基于Mn、Cs、FDH、NbC、NbN、RT、Si、CT以及FET等因素建立的抗拉强度预测模型具有较高的预测精度，平均绝对百分误差为2.52%，均方根误差为21.65 MPa。
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  冷连轧机ESS辊型板形控制性能分析

  任新意，王松涛，高慧敏，熊爱明，唐 伟，黄华贵

  . 2018, 53(3): 50-56.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20170374

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  以某2 230 mm六辊五机架冷连轧机为研究对象，采用ABAQUS有限元软件平台建立了具有中间辊ESS辊型的三维非线性轧机仿真模型。通过数值模拟，分析了工作辊弯辊、中间辊弯辊和中间辊横移等板形调控手段综合作用下的板形控制域的变化规律。同时，系统研究了不同工作辊弯辊力、中间辊弯辊力和中间辊横移量等参数对带钢二次凸度和四次凸度的调控性能。现场应用结果表明，ESS辊型轧机对带钢板形和横向厚度均具有良好的控制作用。
钢铁材料
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  TP347H钢固溶过程中组织演变的原位表征

  张志锋，白 银，吕知清，包汉生

  . 2018, 53(3): 57-65.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20170477

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  为了研究TP347H钢在固溶过程中的微观组织演变规律，采用激光共聚焦显微镜对其在1 100、1 150和1 200 ℃下固溶处理时的组织演变过程进行了原位观察，结合扫描、金相和Thermo-Calc热力学计算软件对其中的析出相进行观察与分析。结果表明，TP347H钢中的含铌析出相以Nb（C，N）的形式析出，随着温度升高，Nb（C，N）析出相摩尔分数会减少；原位观察发现，在固溶处理过程中试验钢中存在小尺寸二次Nb（C，N）析出相的析出-溶解行为，并且原始态存在的一次Nb（C，N）析出相不会发生溶解；随着固溶温度的升高，二次Nb（C，N）析出相大量回溶，导致晶粒尺寸长大速度加快。晶粒以晶粒合并和晶界迁移两种形式长大。
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  加热气氛对一种C-Mn-Si-Al高强钢选择性氧化的影响

  蒋光锐 ，王海全 ，刘李斌 ，刘华赛

  . 2018, 53(3): 66-71.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20170394

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  为了研究局部露点技术在含铝高强钢上应用的潜力，采用热浸镀工艺模拟器研究了加热过程的露点温度对一种C-Mn-Si-Al高强钢选择性氧化的影响。加热过程中的露点温度设置为－10、－20和－50 ℃，而在保温过程中的露点温度为－50 ℃。采用SEM/EDS表征了退火后试样表面的氧化形貌和元素质量分数，使用GDOES分析了退火试样表层的元素深度分布，采用XPS分析鉴定了试样表面的氧化物种类。试验结果表明，使用－10 ℃露点温度加热时，试样表面氧化轻微，铝元素出现明显内氧化现象。随着加热过程露点温度降低到－50 ℃，试样表面出现较多富含锰和铝的氧化物。因此，加热过程中较高的露点温度可以抑制合金元素向外表面的富集，减少试样表面的氧化物数量。
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  球磨机衬板高锰钢性能改进

  李彦龙，齐 亮，邵传兵，马琳亭，程 亮，李银丽

  . 2018, 53(3): 72-75.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20170424

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  针对西北某铸造厂目前生产的高锰钢耐磨衬板在使用过程中容易破碎和变形的问题，通过对现生产的高锰钢成分与性能的分析，向高锰钢中添加一定量的合金添加剂，并改进热处理方式，使高猛钢耐磨衬板的硬度、耐磨性、抗冲击性能和寿命都有较大的提升，硬度提高10.7%，耐磨性提高62.7%，抗拉强度提高7.4%，屈服强度提高8.13%。
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  板坯加热工艺对厚规格管线钢组织性能的影响

  章传国，翟启杰，郑 磊

  . 2018, 53(3): 76-81.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20170343

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  为了改善厚规格管线钢的强韧性，采用实验室物理模拟及轧制试验和SEM、EBSD分析方法，研究了试验钢的奥氏体粗化特性及板坯再加热工艺对30 mm规格管线钢组织性能的影响规律，并分析了强韧化机理。结果表明，随着试验板坯加热温度的上升，试验钢初始奥氏体晶粒呈粗化趋势，试验钢的显微组织由细化的铁素体为主的组织向贝氏体为主的组织转变，钢板强度呈上升趋势，夏比冲击功、DWTT（drop weigh tear test，落锤撕裂试验）性能呈下降趋势；低温加热时，随着保温时间增加，细化贝氏体比例上升，夏比冲击功呈上升趋势，强度、DWTT性能变化不大；高温加热时，随着保温时间增加，夏比冲击功呈下降趋势，强度、DWTT性能变化不大。EBSD分析表明，晶粒粗化显著降低夏比冲击韧性，增加大角度晶界比例有利于提升DWTT性能。
环保与能源
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  基于物理激发的钢渣胶凝活性及机理

  王凯祥，龙红明，，孟庆民，魏汝飞，张 浩，

  . 2018, 53(3): 82-86.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20170419

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  钢渣是冶金工业中产生的主要固体废弃物。为了提高其胶凝活性，实现钢渣的资源化利用，以钢渣尾渣作为研究对象，采用机械研磨的方式激发钢渣尾渣的胶凝活性。依据相关标准，测试其3 d的活性指数和28 d的活性指数。结果表明，机械研磨有利于钢渣尾渣微粉的粒径减小与均匀性改善，但是研磨时间过长，会造成钢渣尾渣微粉的团聚，影响钢渣水泥胶凝材料的力学性能与胶凝性。当研磨时间为80 min时，钢渣尾渣微粉能较好地充填于水泥胶砂体系中，其含有的活性物质3CaO·SiO2、2CaO·SiO2水化后生成大量的C-S-H凝胶，其钢渣尾渣胶凝活性最高，即3 d胶凝活性指数为66.24%，28 d胶凝活性指数为73.56%。
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  宝钢烧结烟气活性炭净化工艺和装备

  汪庆国，朱 彤，李 勇

  . 2018, 53(3): 87-95.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20170344

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  介绍了国内首套自主设计和制造的烧结烟气活性炭净化系统各种污染物脱除机理、工艺流程和系统装备，主要包括烟道系统、吸附系统、解析系统、活性炭储运系统等。对各主要系统内部结构、工作原理、相关设计和运行工艺参数进行了详细说明，对该系统的技术特点和投运后实际烟气净化效果进行了详细介绍。该系统具有污染物脱除率高、运行稳定可靠的优点。处理前烟气中SO2质量浓度为412.091～642.811 mg/m3，处理后SO2质量浓度为1.227～7.999 mg/m3，SO2脱除率为98.53%～99.76%；处理前[NOx]质量浓度为235.451～365.218 mg/m3，处理后[NOx]质量浓度为92.707～137.663 mg/m3，[NOx]脱除率为57.63%～69.44%；处理前二英的毒性当量为0.82～5.40 ngTEQ/m3，处理后下降到0.002 3～0.008 9 ngTEQ/m3，二英脱除率为99.43%～99.89%；经过净化后粉尘质量浓度为7.747～11.500 mg/m3。结合生产运行情况对该烧结烟气活性炭净化系统做出了适当评价并对其推广应用前景进行了展望。
技术交流
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  提高淮钢转炉终点温度命中率的工艺优化

  王 鹏，吴 伟，孟华栋，印传磊，李相臣

  . 2018, 53(3): 96-103.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20170389

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  为了解决转炉终点温度命中率低、造渣料消耗高的问题，对淮钢100 t转炉的冶炼工艺进行研究。主要措施包括氧枪喷头参数的选取、过程枪位的确定、造渣料的加入时机和底吹工艺模式的优化。根据工作氧压优化氧枪喷头参数，采用“低-高-低”枪位模式，总体枪位相比旧工艺提升0.1 m；控制加入造渣料的数量，石灰用量为27 kg/t（钢），轻烧白云石用量为12 kg/t（钢）；把转炉前期底吹流量由0.02提高到0.1 m3/（t·min）。现场试验结果表明，终点温度命中率提高39.87%，脱磷率提高2.58%，总造渣料减少约8.5 kg/t（钢），冶炼时间缩短0.53 min。通过岩相分析，新工艺整体渣中游离氧化钙控制在5%左右，比旧工艺成分更加稳定。
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  宝钢汽车板技术服务的EVI工作模式

  陆匠心，陈新平，鲍 平，蒋浩民，石 磊，

  . 2018, 53(3): 104-108.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20170309

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  近十年来，中国汽车行业快速发展，与之相关的上下游行业也得到了较大的发展，在“正向设计”、“轻量化”、“智能化”、“新能源”等一系列关键词中，“EVI”这个关键词也走入人们的视野，并逐步被接受。“EVI”是英文early vendor involvement的首字母缩写，直译为供应商的先期介入。宝钢通过多年的探索实践，形成了自己特有的汽车板先期介入“532”工作模式，即5个阶段（先进工程设计支持阶段、车身设计支持阶段、模具设计支持阶段、投产准备支持阶段、成本优化支持阶段），3个层次（白车身、零部件、VA/VE），2类解决方案（成本目标导向、轻量化目标导向）。通过用户需求分析，开发创新性的EVI解决方案，在满足用户需求、为用户创造价值的同时，宝钢也实现了从技术研发到高效率营运的闭环，为自主创新提供了保障。