2019年, 第54卷, 第2期　刊出日期：2019-02-15

  

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综合论述
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  先进高强度汽车钢的发展趋势与挑战

  王存宇， 杨 洁， 常 颖， 曹文全， 董 瀚

  钢铁. 2019, 54(2): 1-6.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20180284

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  高强钢在汽车轻量化、节能减排、成本方面具有一定的优势与潜力，目前，仍是汽车的主要材料。高强钢的使用比例逐年增加，并且向更高强度方向发展，生产方式呈现出钢板“以热代冷”、零件成形“以冷代热”的低成本发展趋势，依靠亚稳奥氏体增强、增塑的第三代汽车钢成为先进高强钢的重要发展方向，然而，先进高强钢的发展给材料、工艺、装备等带来了新的挑战。
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  中国钢铁工业节能减排潜力及能效提升途径

  张 琦， 张 薇， 王玉洁， 徐 进， 曹先常

  钢铁. 2019, 54(2): 7-14.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20180334

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  钢铁工业是典型的资源能源密集型行业，是节能减排重点行业之一。总结了中国钢铁工业“十二五”以来所取得的节能减排进展及存在的问题，采用动态物质流分析方法，构建了钢需求量和废钢回收量预测模型，基于35项重点节能减排技术评估，结合能源消耗与CO2排放模型，分析了中国钢铁工业到2050年的节能减排潜力并分析了各因素的影响。在此基础上提出了提升中国钢铁工业能效的若干途径，为钢铁工业的绿色低碳转型、可持续发展提供理论指导。
原料与炼铁
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  冷固结球团用地聚合物黏结剂制备参数优化

  刘征建， 王榕榕， 刘依然， 李占国， 郑安阳， 张建良

  钢铁. 2019, 54(2): 15-19.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20180251

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  针对目前广泛使用的冷固结球团黏结剂高温下失效的缺点，提出使用地聚合物体系材料作为黏结剂，以保证球团的高温性能。首先使用化学分析、X射线衍射分析、红外光谱等方法对地聚合物黏结剂原料性能进行分析；随后制备偏高岭土-水玻璃地聚合物体系黏结剂并进行冷固结压块，分别研究黏结剂制备过程中参数养护温度、养护时间、n（H2O）/n（Na2O）、n（Na2O）/n（SiO2）和n（SiO2）/n（Al2O3）对球团冷态抗压强度的影响，得出此黏结剂制备最佳参数；最后探讨了地聚合物黏结剂球团高温强度演变规律。结果表明，将最优条件下制备的黏结剂应用于冷固结球团，强度可达402.3 N/个 ，满足生产要求；在惰性气氛下，地聚合物黏结剂压块强度随温度升高而升高，且高温下强度增加幅度变大，这表明地聚合物黏结剂在高温下不会失效，且高温有利于黏结剂抗压强度增加。
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  焦炭热态性能对高炉产质量影响的统计解析

  顾 凯， 吴胜利， 寇明银

  钢铁. 2019, 54(2): 20-25.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20180220

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  焦炭是高炉重要的燃料之一。 为研究不同范围内焦炭热态性能对高炉产质量指标的影响，首先统计实际高炉生产数据，将焦炭热态性能划分为不同区间，利用SPSS软件对不同区间数据进行统计解析，通过线性或非线性拟合得出影响规律和适宜的反应性和反应后强度。鉴于反应性和反应后强度存在较强的负相关性，综合考虑两因素，得出合适的焦炭综合热态性能，从而指导高炉和炼焦生产并提供一种新的焦炭热态性能研究方法。
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  高钛型高炉渣中B2O3替代CaF2的作用机理

  林银河， 符娅玲， 罗林根， 张立强， 郑 彬， 黄晓丽

  钢铁. 2019, 54(2): 26-30.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20180228

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  为了提高含钛炉渣的流动性能以及促进渣铁更有效地分离，并替代对环境污染较大的CaF2资源，运用扫描电镜、黏度仪等设备在1 340～1 475 ℃温度范围内研究了B2O3及CaF2对含钛炉渣表观黏度的影响规律。结果表明，B2O3具有和CaF2相似的作用效果，均能够降低含钛炉渣的表观黏度。当B2O3及CaF2的添加量为1%时，B2O3与CaF2的替代比为1[∶]1；随着渣中B2O3添加量从0增加到3%，钙钛矿质量分数逐渐降低，富钛深绿辉石随之增加，而Ti（C，N）质量分数几乎不变。
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  高炉干法煤气喷碱塔脱氯效果评价的探讨

  陈 辉， 王长水， 武建龙， 孙 健， 梁海龙， 黄俊杰

  钢铁. 2019, 54(2): 31-34.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20180211

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  近年来，干法除尘工艺得到普遍的应用。尽管在布袋除尘后增设了喷碱塔，但仍出现煤气与热风管道先后出现腐蚀开裂的问题。研究提出了通过直接检测喷碱塔前后煤气氯含量来评价喷碱塔脱氯效果的设备和方法，比控制喷碱液的pH值更直接、可靠。结果表明，干法除尘-喷碱塔工艺对煤气中氯的脱除率为10%～70%，对下游工序的装备存在腐蚀的风险。
炼钢
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  Ti-Ca复合脱氧大线能量焊接用钢中夹杂物的演变

  李 超， 董廷亮， 孔维明， 李建新， 李玉谦， 李 杰

  钢铁. 2019, 54(2): 35-40.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20180197

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  为了更好地掌握氧化物冶金生产工艺，通过工业试验和热力学计算研究了Ti-Ca复合脱氧工艺生产大线能量焊接用钢全流程夹杂物成分、尺寸、数量的演变规律。LF进站时钢中夹杂物主要类型为硅锰氧化物类夹杂，Ti-Ca复合脱氧后转变为CaO-Al2O3-TiOx-MgO-SiO2，精炼过程夹杂物中铝质量分数降低，而钙和钛质量分数升高，最终轧板中典型夹杂物为CaO-Al2O3-SiO2、CaO- TiOx、Ca（Mn）S、TiN的复合多相夹杂物。LF-RH整个精炼过程中，钢中夹杂物体积比整体在不断下降，连铸过程又有所升高，最终轧材中夹杂物的体积比约为2.6×10－5。Ti-Ca复合脱氧与RH精炼对夹杂物的细化作用明显，轧材中尺寸为0～1 μm夹杂物占到了约73%，尺寸大于3 μm的仅约占5%。100和200 kJ/cm线能量下模焊后热影响区－40 ℃的冲击功平均值分别为275和209 J，腐蚀后发现了以夹杂物为核心形核长大的针状铁素体。
压力加工
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  板形设定模型参数优化与控制技术应用

  李伯群， 范 璇， 李伟红， 张大庆， 范垂林

  钢铁. 2019, 54(2): 41-47.
  https://doi.org/OI：10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20180272

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  板形设定模型是整个板形自动控制系统中非常重要的一部分，决定着带钢头部板形的控制精度。板形精度既为热轧带钢的一项重要质量指标，又为衡量产品市场竞争力的主要因素。板形控制是带钢热轧的核心技术，为目前轧制技术研究开发的热点。阐述了鞍钢1780线PC轧机板形设定模型功能和构成，对轧辊热凸度模型参数进行了优化，在模型自学习中对各机架给予适量的平直度及凸度反馈，从而提高了板形设定模型精度。由于实际轧制过程的非线性、时变性，传统PID的控制已近极限，为进一步提高控制品质，板带平直度反馈采用非线性PID控制策略，其参数整定范围较宽，易于工程实现。通过对现场大量的轧制数据统计，在应用模型参数优化程序后，热轧板的平直度与凸度的头部命中率有了一定的提高。
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  二次冷轧压下率对镀锡板组织和性能的影响

  方 圆， 莫志英， 孙超凡， 吴志国， 刘 伟， 宋 浩

  钢铁. 2019, 54(2): 48-52.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20180262

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  为了开发二次冷轧镀锡板，采用硬度计、拉伸试验机、光学显微镜、透射电镜和X射线衍射仪研究了二次冷轧压下率对镀锡板组织和性能的影响规律。结果表明，随着二次冷轧压下率提高，试验钢的硬度和强度提高，各向异性增加，伸长率降低，当二次冷轧压下率为20%时可获得较高的硬度和伸长率的匹配。同时二次冷轧压下率对织构影响明显，当压下率为20%～40%时，α取向线中最高取向密度出现在{223}〈110〉～{445}〈110〉之间，可达到6.2，并且随变形量增加，γ取向线中{111}〈110〉取向密度逐渐从3.1降低到2.7，{111}〈112〉取向密度逐渐从4.9提高到5.3。
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  冷轧硅脱氧304不锈钢中氧化物夹杂的演变行为

  高锦国， 张雪良， 杨树峰， 李京社， 翟 俊， 郝卫星

  钢铁. 2019, 54(2): 53-59.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20180415

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  为实现固态钢基体内夹杂物在冷轧过程中的控制，将硅脱氧304不锈钢热轧板经多道次冷轧至不同的厚度，利用扫描电子显微镜对试样内夹杂物在冷轧过程中的演变行为进行了研究。结果表明，硅脱氧304不锈钢内夹杂物的类型主要为低熔点SiO2-CaO-MnO-Al2O3，其在热轧板内的形貌为大尺寸长条状。冷轧时，这些长度为2.0～23.0 μm的长条状氧化物夹杂发生断裂，形成多个1.0～3.0 μm小尺寸夹杂物。随着冷轧压下量的增加，断裂后形成的夹杂物尺寸逐渐减小。但当夹杂物尺寸降低至约0.5 μm时，夹杂物不再发生断裂。同时，断裂后形成的小尺寸夹杂物之间的距离与夹杂物的初始尺寸无关，由冷轧板的伸长率决定。
钢铁材料
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  退火对齿轮钢枝晶偏析及元素扩散的影响

  赵宜娜， 陈银莉， 余 伟， 王云龙， 范文生

  钢铁. 2019, 54(2): 60-66.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20180246

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  为了研究退火工艺对20CrMnTi齿轮钢铸坯的枝晶形貌、合金元素（碳，硅，铬和锰）分布及其扩散的影响，利用光学显微镜（OM）对退火前后铸坯枝晶形貌进形了比较，利用电子探针（EPMA）对元素的分布进行了定量分析，并使用Thermo-Calc软件中的Dictra模块进行了模拟验证。研究结果表明，退火工艺使20CrMnTi齿轮钢铸坯的枝晶形貌显示得更加完整清晰，测量退火后铸坯中的二次枝晶间距为55 μm。铸坯中碳元素存在上坡扩散，偏析系数变大，偏析系数变化量?kC为0.666；硅元素存在轻微的上坡扩散，偏析系数变化量?kSi为0.041 5；锰元素扩散更加均匀，偏析系数变化量为?kMn为－0.141；铬元素扩散得更加均匀，偏析系数变化量为?kCr为－0.106。模拟结果显示，铸坯在保温温度为680 ℃，保温时间为2 h的退火工艺条件下，碳原子发生了上坡扩散，产生偏析现象；硅、铬、锰原子无明显扩散变化。
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  X80级高强低合金管线钢组织与冲击韧性

  牛延龙， 刘清友， 贾书君， 汪 兵， 任 毅

  钢铁. 2019, 54(2): 67-74.

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  为了研究准多边形铁素体/板条贝氏体/粒状贝氏体显微组织的高强低合金X80管线钢的低温韧性与冲击裂纹扩展特点，用OM、SEM、EBSD和TEM等多尺度手段进行了表征。结果表明，与针状铁素体/粒状贝氏体相比，在－60 ℃以上时，准多边形铁素体/板条贝氏体/粒状贝氏体表现出更好的阻止裂纹扩展的能力，准多边形铁素体可以分割显微组织并细化有效晶粒尺寸，增加大角度晶界比例，协调约束冲击裂纹扩展，进而提高韧性；当温度在－60 ℃以下时，这种准多边形铁素体/板条贝氏体/粒状贝氏体对裂纹扩展的协调约束作用减弱，成为显微组织的“软区”，使得材料韧性下降。
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  中碳珠光体型高速车轮钢的韧化机理

  周世同， 李昭东， 潘 涛， 左 越， 杨才福， 雍岐龙

  钢铁. 2019, 54(2): 75-82.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20180280

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  韧性是影响高速车轮运行安全的关键性能指标。为了阐明中碳珠光体型高速车轮钢的韧化机理，对夹杂物改性和组织韧化两方面进行了深入研究。研究结果表明，硫化物包裹氧化物的夹杂物改性提高了车轮钢的韧性。车轮钢中的氧化物夹杂容易在夹杂物与基体界面处产生裂纹，并向周围基体扩展；当氧化物被硫化物包裹后，裂纹仅在夹杂物本身产生，保护了周围基体。在w（Mn）＝0.75%的成分体系下，当硫的质量分数提高到0.006%及以上时，硫化物在固相线温度以上析出，可以实现对氧化物的较好包裹，改善车轮钢的韧性；硫化物在车轮热加工过程中会发生回溶与再析出，破坏复合夹杂物的包裹效果，提高硫质量分数或降低热加工温度，可以提高复合夹杂物的热稳定性。奥氏体晶粒尺寸和先共析铁素体体积分数是车轮钢组织韧化的关键控制因素。细化奥氏体晶粒尺寸、提高铁素体体积分数，断口中解理面尺寸减小，韧性撕裂区增多。
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  加热速率对逆转变奥氏体微观组织的影响

  张献光， 宫本吾郎， 古原忠

  钢铁. 2019, 54(2): 83-89.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20180477

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  为了研究连续加热过程中加热速率对逆转变奥氏体微观组织的影响，通过热膨胀仪和EBSD研究了不同加热速率下部分逆相变和完全逆相变后的微观组织。结果表明，高加热速率促进了块状奥氏体的形成，而低加热速率有利于针状奥氏体的形成，且加热速率越大，最终逆转变完成时奥氏体晶粒尺寸越微细。高加热速率使得奥氏体形核和长大被推向高温区进行，高温区块状奥氏体为置换性合金元素非配分长大模式，长大速率极快。因此，高加热速率促进了块状奥氏体的形成。
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  Φ5.35 mm-2 100 MPa桥梁用锌铝钢丝的工艺与组织性能

  王林烽， 周立初， 陈华青， 胡显军， 方 峰， 蒋建清

  钢铁. 2019, 54(2): 90-96.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20180288

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  为了制备更高强度级别的桥梁缆索用热镀锌铝钢丝，通过对高碳钢盘条的成分设计、低损伤拉拔技术以及热浸镀锌铝等工艺过程的优化，成功试制出?5.35 mm-2 100 MPa级桥梁缆索用热镀锌铝钢丝。设计的SWRS92Si盘条主要成分为（质量分数）：C 0.90%～0.95%，Si 0.8%～1.1%，Cr 0.20%～0.30%。试制结果表明，?13 mm-SWRS92Si盘条经铅浴处理后，珠光体层片平均尺寸从120下降至90 nm，盘条强度上升约260 MPa。经冷拉拔与热镀锌铝后，层片宽度约40 nm的珠光体层片未明显球化，可制备出2 100 MPa级直径5.35 mm的桥梁缆索用热镀锌铝钢丝。钢丝的平均抗拉强度为2 128 MPa，平均断后伸长率为5.4%，扭转圈数平均值为22圈，断口均为平断口，镀层较均匀致密；其他性能指标均优于交通部标准JT/T 1104—2016《桥梁用热镀锌铝合金钢丝》中的要求。
环保与能源
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  宝钢转底炉工艺技术发展

  彭 程， 范建峰

  钢铁. 2019, 54(2): 97-100.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20180307

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  摘 要： 宝钢从2005年开始调研、研发转底炉工艺技术，2015年在宝钢湛江开始建设转底炉生产线，2016年宝钢转底炉投产。经过污泥烘干工艺、配料工艺、压球工艺以及转底炉操作等方面的改进，实现了转底炉工艺达产达标，宝钢转底炉工艺技术达到了国际一流水平。宝钢转底炉工艺有效脱除了含铁含锌尘泥中的锌、钾、钠、铅和氯等有害杂质，转底炉生产的直接还原铁（DRI）返回钢铁生产、产生的蒸汽返回生产蒸汽管网和生产的锌粉作为锌冶炼原料，实现了含铁含锌尘泥资源综合利用。宝钢还探索用转底炉处理红土镍矿等工艺，为转底炉的拓展应用作了有益的探索。