2018年, 第53卷, 第4期　刊出日期：2018-04-15

  

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综合论述
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  高品质特殊钢关键生产技术

  刘 浏

  . 2018, 53(4): 1-7.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20170369

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  介绍了21世纪国际上以轴承钢为代表的特殊钢发展新趋势，分析了国内外轴承钢产品质量的差距和问题，重点介绍了近几年国内在转炉高碳脱磷低氧钢冶炼、降低还原势的炉外精炼工艺、大型夹杂物来源与控制、超低钛钢冶炼和大方坯连铸凝固末端凸辊压下等高品质特殊钢冶炼技术的发展状况和研究成果。
原料与炼铁
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  焦炭高温性能对高炉焦炭负荷影响的生产实践

  朱 利，折 媛，湛文龙，吴 铿，尉迟鹤鹏，刘国友

  . 2018, 53(4): 8-14.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20170377

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  为了使高炉在高性能焦炭使用后能够获得最优的燃料比和良好的顺行条件，对焦炭高温性能和高炉焦炭负荷的关系进行了研究。首秦1号高炉在中修后，在可以获得高质量干熄焦的期间，根据送风系统及操作炉型变化选择了适合的送风制度。通过对原燃料和出铁的强化管理、上下部煤气流合理匹配和调剂，实现了经济炉料条件下高焦炭负荷冶炼。按要求限产后，将风口面积缩小11.38%，选择合理的送风参数，加长和稳定了风口回旋区深度，保证了炉缸活跃度，形成了中心煤气窄而强、边缘温度稳定的煤气分布。在平均渣比为433.30 kg/t的条件下，焦炭负荷提高至6.01 t·t－1，月平均燃料比为499.17 kg/t ，充分地利用高反应性能的优质焦炭，实现了有效降低燃料消耗的目标。
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  球团配加镁质熔剂及新型皂土试验

  周明顺，唐复平，赵东明，杨熙鹏，王俊山，李建军

  . 2018, 53(4): 15-19.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20170341

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  为生产含MgO的镁质球团用来替代烧结矿中MgO，确保高炉造渣所需的适宜的MgO质量分数，考察了在球团生产中添加一种新型球团黏结剂（新型皂土）和一种氧化镁质熔剂（镁石粉）时，对造球焙烧及球团矿冶金性能的影响。试验结果表明，镁质球团生球落下强度有所提高，350 ℃时未发生爆裂。配加新型皂土可提高球团品位，降低SiO2质量分数。镁质球团的低温还原粉化指标和体积膨胀率指标均有所改善。而且，软化温度升高，软化温度区间变窄，有利于软熔带由高炉上部往下部移动，改善高炉透气性。在保证综合入炉铁料MgO质量分数不变的条件下，当烧结矿自然带入的MgO质量分数为1.2%时，球团矿中的MgO质量分数大于1.90%，可满足高炉要求。
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  不同碱度条件下FeO对初渣软熔特性的影响

  李峰光，祁成林，王 雨

  . 2018, 53(4): 20-26.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20170433

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  高炉初渣软熔特性对高炉冷却壁挂渣能力的影响巨大，进而影响高炉顺行及安全生产。根据高炉解剖试验结果确定高炉初渣成分变化范围，采用纯试剂配制高炉初渣，研究了初渣中FeO质量分数变化对高炉初渣软熔性能的影响。结果表明，在不同碱度条件下，FeO质量分数变化均对初渣软熔性能影响巨大，随着FeO质量分数的上升，初渣软熔温度下降；初渣碱度在1.3左右时初渣软熔温度较低，过高或过低的初渣碱度均不利于形成稳定的渣皮。
炼钢
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  结晶器内氩气泡分布及钢渣界面波动行为

  卢海彪，程常桂，李 阳，杨明磊，金 焱

  . 2018, 53(4): 27-36.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20170526

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  建立了1[∶]0.6的结晶器水模型和结晶器原型数学模型，采用高速摄像机及分析软件研究了连铸工艺参数对结晶器水模型内气泡分布行为的影响；采用离散相模型和VOF模型的数学模拟方法，研究了连铸工艺参数对结晶器内气泡分布和钢渣界面波动行为的影响。结果表明，通过数学模拟获得的结晶器内气泡分布和水模型试验结果吻合性较好；增加吹氩量，结晶器内氩气泡尺寸增大，分布更均匀；吹氩可以降低结晶器窄面附近区域钢液的波高，但会导致水口附近波动加剧；增大拉速时，结晶器内氩气泡尺寸减小，分布更均匀，结晶器窄面波高增大，水口附近液面波高显著降低；增大水口倾角和浸入深度，有助于抑制水口附近和窄面附近的波动，气泡在结晶器内的分布相对较为均匀，气泡尺寸变化不显著。拉速为1.2 m/min、水口倾角为15°、水口浸入深度为160 mm，较优的吹氩量为4 L/min。研究结果可以为优化工艺参数、防止钢液卷渣、提高铸坯质量提供理论依据。
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  钙处理车轮钢洁净度

  唐德池，张宏艳，吉立鹏， 肖宝亮，张大伟，曾 智

  . 2018, 53(4): 37-41.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20170387

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  为了解钙处理对车轮钢洁净度的影响，对BOF-LF精炼-RH精炼-钙处理-CC工艺生产车轮钢系统取样，采用扫描电镜对试样中夹杂物的形貌、尺寸及组成进行了分析。研究表明，钙处理前夹杂物主要为Al2O3-CaO及少量的MgO和SiO2，尺寸在5 μm以内，钙处理后夹杂物主要为Al2O3-CaO-CaS，在板卷中呈不连续簇条状，部分尺寸为10 μm以上；RH-中间包-热轧过程1～5 μm夹杂数量密度呈降低趋势，由10 降至3.1 个/mm2，5～10 μm夹杂数量密度控制在1 个/mm2以内，10 μm以上夹杂数量密度控制在0.2 个/mm2以内；铸坯[w(T[O])]控制在0.001 0%以内；对夹杂物进行面扫，板卷中主要夹杂物为CaS-CaO-Al2O3夹杂以及CaO-Al2O3-MgO；对夹杂物轧制过程变形分析得出，轧制过程变形的长条状夹杂成分为CaO-Al2O3，而未变形的夹杂成分CaO-Al2O3外包裹CaS。
压力加工
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  热轧钛/钢复合板显微组织和性能

  余 超，吴宗河，郭子楦，郑学丰，谢红飙，肖 宏

  . 2018, 53(4): 42-47.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20170482

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  为了研究轧制温度和压下率对钛/钢复合板复合强度的影响，采用真空热轧法制备了TA2/Q235B复合板，利用扫描电子显微镜、能量色散谱仪对复合板界面组织特征进行了观察。结果表明，在轧制温度为850～1 050 ℃时，随着温度的升高，靠近复合界面碳钢侧的铁素体区厚度增加，同时，复合界面上生成的化合物增多，使复合面的剪切强度降低。大压下率更有利于提高复合强度，在轧制温度为850和950 ℃、压下率为58%和轧制温度为1 050 ℃、压下率为70%时，复合面剪切强度均达到了国家标准中0类钛/钢复合板标准。
钢铁材料
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  超高强度不锈钢沉淀行为研究进展

  张 超，苏 杰，梁剑雄，刘振宝，葛启录

  . 2018, 53(4): 48-61.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20170452

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  超高强度不锈钢因强度高、韧性好及耐腐蚀性能优异而被广泛需求。沉淀强化是这类钢获得高强度的重要强化方式，但其析出过程复杂，作用机制尚不明确，成为制约新型超高强度不锈钢开发的关键因素。介绍了超高强度不锈钢的分类、牌号、成分及力学性能，重点阐述了马氏体型超高强度不锈钢沉淀强化相的演变过程及强化机理研究，提出材料计算科学、强化机理理论和资源节约技术等是超高强度不锈钢发展的重要方向。
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  钒和铌-钒低碳微合金钢的静态再结晶行为

  王壮飞，石明浩，陈 俊，唐 帅，王国栋

  . 2018, 53(4): 62-66.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20170478

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  采用MMS-300热力模拟试验机研究了钒和铌-钒微合金钢的静态再结晶规律，绘制了试验钢的静态再结晶软化率曲线，计算出试验钢的静态再结晶激活能并建立了静态再结晶动力学模型，结合沉淀析出物的微观形貌观察，分析了铌对钒微合金钢静态再结晶行为的影响规律。结果表明，铌-钒钢的静态再结晶激活能要显著高于钒钢，在800～950 ℃变形保温60 s以上的试验条件下，铌-钒钢发生了形变诱导析出，细小的碳氮化物弥散分布在位错及晶界上，使得软化率曲线在此范围内出现“平台”，说明铌既限制了静态再结晶的发生，又阻碍了软化行为的进行。
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  碳热还原渗氮法制备钒氮合金的试验

  杨 勇，张曦东，姚同路，吴 伟，刘 浏

  . 2018, 53(4): 67-73.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20170549

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  在100 kW中频感应炉利用工业V2O5粉、石墨电极粉和黏结剂制备了钒氮合金。根据加热制度将试验分为4个阶段，即1 150～1 250 ℃、1 280～1 300 ℃、1 400 ℃、1 450 ℃。考察了温度、配碳比、原料粒度及添加氧化铁对终点成分的影响。结果表明，高温有利于V2O5的还原，温度越高，终点成分达到目标成分所需的时间就越短。当温度达到1 400 ℃，原料粒度小于150 μm（100目），配比为V2O5占69.69%，碳粉占6.97%，黏结剂占6.97%，氧化铁粉占1.39%时，终点钒质量分数平均为77.47%。终点氮质量分数与初始配碳量有关，当温度达到1 400 ℃，V2O5的还原比较充分时，终点碳和氮质量分数之和波动为20%～21%，即终点碳质量分数越大，终点氮质量分数越低。原料粒度为150 μm（100目）时，V2O5的还原效果越好。试验过程中加入Fe2O3可提高产品的密度，有利于提高终点钒和氮的质量分数。
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  新型锰镍系低温钢应变时效行为研究

  李恒坤，孙新军，赵柏杰，崔 强，张晓雪

  . 2018, 53(4): 74-77.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20170569

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  为更好推广节镍型锰镍系低温钢产业化应用，利用夏比冲击法测定新型锰镍系低温钢应变时效性能，通过光学显微镜、透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射仪（XRD）研究应变时效中逆变奥氏体组织演变。结果表明，经5%预应变时效处理后，新型锰镍系低温钢应变时效敏感性低，低温韧性优良，－120 ℃低温冲击功仍大于100 J；应变时效后基体中原有逆变奥氏体体积分数降低为9.8%，部分块状不稳定逆变奥氏体发生马氏体转变。
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  Q620D钢板连续冷却相变行为和回火工艺

  李成良，黄远坚，温志红

  . 2018, 53(4): 78-82.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20170358

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  以Q620D高强度钢板为研究对象，利用热模拟试验机研究了Q620D钢板连续冷却相变规律，同时对比分析了不同回火工艺对钢板组织和性能的影响，确定了Q620D钢板最佳的轧制和热处理工艺。结果表明，采用控制轧制＋超快冷快速冷却＋回火工艺生产Q620D钢板时，钢板轧制后冷却速率不低于20 ℃/s，回火温度控制在550～600 ℃，钢板的强度和韧性匹配最佳。回火过程中位错的回复和消失、M/A岛状组织的分解、马氏体组织的转变和铌、钒等微合金元素的析出强化等共同影响Q620D钢板回火后的强度和低温冲击韧性。
环保与能源
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  焦炉燃料燃烧控制及污染物排放特性

  庞克亮，武 吉，刘冬杰，王 超，朱庆庙

  . 2018, 53(4): 83-88.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20170422

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  为了掌握鞍钢焦炉烟气污染物排放特性，提高焦炉燃料燃烧效率，节省煤气消耗， 采用MGA5型红外烟气分析仪对鞍钢12座大容积焦炉的废烟气组成成分进行定量测定。结果表明，目前的JN型焦炉废烟气取样点处氧体积分数普遍偏高，平均为4.63%，使得废烟气带走的热量较多，从而导致炼焦耗热量和生产成本增加。根据焦炉燃料及废烟气流经途径，提出焦炉废烟气多点测量技术，在保证燃料充分燃烧的情况下，空气过剩系数明显降低，最大限度地降低了废烟气带走的热量，减少了焦炉废烟气中氮氧化物的排放。此外，采用多点测量技术，还能够及时监控蓄热室封墙的窜漏情况，有利于提高炼焦生产的操作管理水平。
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  梅钢2号高炉喷吹焦炉煤气数值模拟

  毕传光，唐 珏，储满生

  . 2018, 53(4): 89-94.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20180006

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  为实现绿色低成本炼铁，梅钢拟利用厂内富余焦炉煤气进行高炉风口喷吹。为保证喷吹实际效果的准确性和合理性，优先进行高炉喷吹焦炉煤气数值模拟研究。首先基于梅钢2号高炉的原燃料条件采用多流体高炉数学模型对高炉喷吹焦炉煤气进行数值模拟研究，然后初步分析了梅钢2号高炉喷吹焦炉煤气的经济效益。结果表明，与未喷吹焦炉煤气相比，喷吹50 m3/t（Fe）焦炉煤气，炉内还原气浓度增加，炉料还原速度加快；产量增至4 740 t/d，增幅30.12%；焦比降至321.80 kg/t（Fe），降幅14.43%；碳排放减至355.93 kg/t（Fe），减幅8.61%；当焦炭价格为1 607元/t、焦炉煤气价格为0.774 9元/m3时（2016年11月梅钢提供），吨铁成本降低20.14元，每年因喷吹焦炉煤气节约焦炭7.79万t，年创综合经济效益5 115万元。综合考虑经济效益、节焦潜力、梅钢富氧能力和焦炉煤气富余量，梅钢2号高炉适宜的焦炉煤气喷吹量宜维持在50 m3/t（Fe）左右。