2019年, 第54卷, 第8期　刊出日期：2019-08-15

  

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综合论述
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  中国电炉炼钢的技术进步

  王新江

  钢铁. 2019, 54(8): 1-8.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449749x.20190284

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  总结了建国70年来中国电炉炼钢的发展历程，特别是改革开放40年来电炉工艺技术的进展，分析了电炉钢比例先升后降的原因。阐述了废钢和电力对电炉钢成本的影响以及电炉短流程对钢铁工业结构调整和高质量发展的影响等，对世界主流电炉炉型在中国的应用进行了归纳，同时总结了电炉炼钢工艺技术的创新和装备发展情况，指出了电炉炼钢未来的发展趋势。
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  电弧炉炼钢绿色及智能化技术进展

  朱荣，吴学涛，魏光升，田博涵

  钢铁. 2019, 54(8): 9-20.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449749x.20190188

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   为推动钢铁工业转型发展，从绿色化和智能化技术在电弧炉炼钢领域的应用出发，介绍并分析了近年来电弧炉炼钢在高效洁净化冶炼、绿色清洁化生产和智能检测与控制等领域的技术发展状况。结合国内外研究现状，指出绿色化和智能化技术在电弧炉炼钢领域的作用将日益突出，更先进的绿色清洁化生产技术以及更可靠全面的流程智能化检测与控制将成为今后电弧炉炼钢技术的发展趋势。
  
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  新一代高效连铸技术发展思考

  朱苗勇

  钢铁. 2019, 54(8): 21-36.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20190213

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  连铸高效化是实现钢铁生产流程高效化的关键，新一代高效连铸技术发展内涵应是更高生产率和更高质量，核心是更高拉速，目标是更低成本、更少消耗与排放。连铸生产过程频发的裂纹、偏析及疏松等凝固缺陷是制约其高效化发展的瓶颈，新一代高效连铸机应具有克服这些缺陷的固有特性，结晶器、二冷区和凝固末端等3个冷却区的新技术开发及应用代表了其发展方向，应成为连铸机升级发展的标配技术。
  
炼钢
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  转炉留渣双渣工艺两阶段脱磷对比

  王林珠，包燕平，李翔

  钢铁. 2019, 54(8): 37-42.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449749x.20190186

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  为了获得两阶段脱磷的关键工艺参数，通过统计100 t转炉留渣双渣工艺生产数据，比较了脱磷及脱碳阶段的脱磷有利条件，研究结果表明，两阶段脱磷条件对脱磷效果的影响规律存在显著差异，脱磷阶段炉渣碱度为1.8~2.2、Fe2O3质量分数为23%~28%、钢液温度为1 350~1 400 ℃时，可获得最优的脱磷效果；脱碳阶段炉渣碱度为3.2~5.2、Fe2O3质量分数为18%~30%、钢液温度为1 600~1 700 ℃时，提高炉渣碱度及Fe2O3质量分数或降低钢液温度可获得更优的脱磷效果；脱磷、脱碳阶段都没有达到热力学平衡，但脱磷阶段与热力学平衡差距更大，脱碳阶段更接近热力学上的平衡。
  
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  30Cr13不锈钢冶炼过程夹杂物控制技术

  曾建华, 张敏, 吴国荣, 谢鑫

  钢铁. 2019, 54(8): 43-47.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20190227

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   针对30Cr13生产过程中存在的轧材非金属夹杂物合格率偏低仅85%左右的问题，通过对30Cr13不锈钢精炼过程钢中非金属夹杂物存在形态进行分析，并结合现有精炼工艺制度，在实验室研究的基础上制定了不锈钢精炼过程非金属夹杂物控制方案。工业应用后，精炼结束钢中大于5 μm的非金属夹杂物总数、形状以及尺寸等参数均得到了有效改善，钢水洁净度大大提高。
  
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  超低碳汽车外板BH钢炼钢过程中夹杂物的演变

  潘晓倩, 杨健, 职建军, 王睿之, 范正洁, 徐龙云

  钢铁. 2019, 54(8): 48-57.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20190190

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  为了研究超低碳钢炼钢过程中夹杂物的具体演变规律，利用夹杂物自动分析系统研究了硫质量分数分别为0.010%和0.015%的两炉次(S100炉次和S150炉次)超低碳汽车外板烘烤硬化钢(bake hardening steel，简称BH钢)从RH终点到铸坯过程中夹杂物形貌、成分、数量、尺寸的演变，并利用X射线荧光光谱仪和X射线衍射仪结合RH精炼渣和中间包覆盖剂熔渣的成分进行对比分析。结果表明，BH钢中夹杂物的主要类型为Al2O3、MnS、Al2O3+MnS和含硅类夹杂物(其中含硅类夹杂物主要是AlSiO夹杂，不包括纯硅、SiC、SiO2)。由于BH钢中锰和硫质量分数较高，凝固过程中MnS大量析出，使得铸坯中MnS夹杂物数量密度和夹杂物总数量密度显著增加。硫质量分数为0.010%和0.015%的两炉次钢在RH和中间包中MnS夹杂物数量密度无明显差异，由于MnS主要在凝固过程中析出，S150炉次在铸坯中的MnS明显多于S100炉次。精炼渣中w(（FeO+MnO）)较高，w(（CaO）)/w(（Al2O3）)比低，会导致RH终点Al2O3夹杂物较多。在浇注过程中，引流砂的流入会导致中间包覆盖剂熔渣中SiO2质量分数增高，造成钢液中SiAlO等夹杂物的数量密度明显增加。结晶器过程中Al2O3夹杂不断聚集长大、上浮去除，使铸坯中Al2O3和Al2O3+MnS夹杂物数量密度减少，尺寸增大。
  
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  铝酸钙系熔渣熔化工艺特性

  陈玉鑫, 杨博文，陈峰

  钢铁. 2019, 54(8): 58-63.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449749x.20190033

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  为全面系统地解决炼钢过程渣料熔化效果问题，从熔化效果的评价方法出发，对出钢渣洗过程渣料熔化效果进行评价与研究分析，并提出解决方案，最终取得了理想的应用效果。围绕未熔化渣料堆聚面积这个核心参数，采用六西格玛工具和方法进行了技术分析和必要的试验研究，结果表明，出钢口次数和铝锭加入量对渣料熔化效果的影响显著；铝酸钙精炼渣的物相参数对渣料熔化效果影响不大。通过FactSage软件模拟，判断石灰加入量过多会造成渣料不化。采取相应措施后，渣洗渣料熔化效果大幅度改善，渣料堆积面积明显减少，可观测到的渣料堆聚的炉次比例从80%降低到10%以下。
  
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  连铸特厚板坯内部质量控制的关键技术

  毛敬华，帅勇，谢贵强，王亚涛

  钢铁. 2019, 54(8): 64-69.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449749x.20190138

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  采用连铸工艺流程生产特厚钢板具有低能耗、低排放和高效率的显著优势。然而，连铸坯中心偏析与疏松、内部大尺寸夹杂物未能得到较好的控制，是导致厚度不小于100 mm特厚板探伤不合格的主要原因。鉴于此，研发了特厚板连铸坯内部夹杂物去除技术与中心偏析、疏松控制技术，给出了利于夹杂物充分上浮去除的铸机最佳垂直段高度，以及改善铸坯中心偏析与疏松缺陷的凝固末端压下率参数。应用结果表明，上述技术措施取得了明显效果，生产的特厚板坯质量良好，采用连铸特厚板坯轧制出了优质特厚板。
  
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  常规低碳钢板坯的高速连铸工艺技术

  邓小旋, 潘宏伟, 季晨曦, 初仁生, 刘清梅, 朱国森

  钢铁. 2019, 54(8): 70-81.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449749x.20190082

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  高速连铸具有显著减少建设投资、大幅提高产量和降低物料消耗等优势。但欧、美及国内多数钢厂均使用中低拉速连铸常规厚度板坯，主要原因是高速连铸拉漏风险增加与卷渣导致的表面质量恶化。为解决上述问题，以日本JFE为代表的钢企开发了一系列关键技术，JFE福山No.5 铸机连铸厚度220 mm低碳钢板坯最大拉速达到3.0 m/min。阐述了国内外常规板坯铸机的高速连铸发展历程。基于JFE福山No.5 CCM和首钢京唐No.3 CCM低碳钢高速连铸实践，综述了高速连铸的3项关键技术，分别是强冷却能力结晶器技术、高速连铸结晶器卷渣控制技术和电磁冶金技术，为生产冷轧薄板钢种为主的钢厂提高铸机拉速提供参考。
  
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  电磁搅拌对大圆坯结晶器冶金行为影响的探讨

  王璞，李少翔，陈列，陈希青，王小松，张家泉

  钢铁. 2019, 54(8): 82-89.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449749x.20190174

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  为了探究结晶器电磁搅拌(MEMS)对大圆坯结晶器内综合冶金行为的影响。以大断面圆坯连铸结晶器冶金行为为研究对象，基于电磁热流体与凝固传输理论建立三维耦合数值模型。揭示大圆坯连铸常用五孔水口浇注条件下结晶器内电磁场、流场、传热与凝固等综合冶金行为，提出电磁搅拌对结晶器冶金性能影响的多参量评价方法。以中碳铬钼齿轮钢650 mm大圆坯连铸为例，指出结晶器电磁搅拌存在最佳搅拌电流，可获得相对较好的综合冶金效果。具体表现为弯月面保持一定的切向速度和过热度，有利于保护渣的熔化和夹杂物的上浮去除；液面波动幅度在控制范围内，可避免卷渣、改善表面质量；结晶器内钢液过热得到有效耗散，有利于等轴晶形核改善铸坯内部质量；侧孔出流钢液速度得到有效控制，可抑制注流对初凝坯壳的冲刷，提高了初生坯壳生长的均匀性。此外，电磁搅拌产生的水平旋流强度也可得到有效控制，有利于避免常见的皮下白亮带现象。
  
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  电磁制动对镀锡板高拉速结晶器内流场的影响

  黄财德,何文远,刘延强,肖茂元,安泽秋,杨晓山

  钢铁. 2019, 54(8): 90-101.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449749x.20190146

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  为了实现镀锡板高拉速生产，采用数学模型和工业试验研究了在FC(电磁制动)结晶器条件下水口角度、水口插入深度、拉速及磁场强度对结晶器流场特征的影响。研究结果表明,随着水口角度、插入深度和拉速的增加，下磁场作用区域靠近窄面的钢液受到的电磁力明显增大，水口下方的磁场可有效地减小水口出口射流对窄面的冲刷；在工业试验中发现，施加磁场后水口两侧钢液面流速对称性得到改善，钢液面轮廓较平稳，当BU(上磁场强度)为0.5BL(下磁场强度)时液位波动最小；夹杂物明显降低，边部大于10 μm夹杂物数量密度从0.134 降低到0.079 个/mm2，1/4处夹杂物数量密度从0.129 降低到0.074 个/mm2，宽度中心处数量密度从0.100 降低到 0.073 个/mm2；凝固钩的长度和深度都有明显的降低作用，平均深度从2.3 降低到1.7 mm，平均长度从2.3 降低到2.0 mm，适合的电磁制动参数可以抑制凝固钩的生长。通过优化FC结晶器参数，氧化铝类缺陷降低约77.8%，保护渣类缺陷降低约82.6%，并且在工业上实现了拉速为2.0 m/min的常态化生产。
  
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  吹氩流量对结晶器流场影响的插钉工业试验

  陈威，周海忱，王胜东，张立峰，杨文

  钢铁. 2019, 54(8): 102-106.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449749x.20190220

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  结晶器吹氩流量对流场分布有明显影响，因此明确吹氩流量对结晶器内流场分布的影响规律对提高铸坯质量有重要意义。通过插钉法工业试验研究了吹氩流量对结晶器内流场分布的影响，并且定量分析了液位波动的变化。结果表明，随着吹氩流量的增大，流场形态从双环流逐步转变为复杂流和单环流。结晶器内流场形态从双环流转变为复杂流和单环流的过程中，水口附近速度逐渐增大，液位逐渐升高，弯月面速度分布逐渐转变为从水口流向窄面，液位波动也相应增大。因此，生产过程中应选择合适的吹氩流量，避免产生复杂流和单环流，以提高铸坯质量。
  
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  上水口环形吹氩对中间包内渣眼形成的影响

  秦绪锋，程常桂，李阳，张春明，金焱，武光君

  钢铁. 2019, 54(8): 107-115.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449749x.20190195

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  中间包上水口环形吹氩可以在塞棒周围形成清洗钢液的环形气幕，同时部分氩气泡随钢液进入上水口内，可以减少非金属夹杂物在水口内壁的黏附，起到防止水口堵塞的作用。然而，不合理的吹氩量会导致中间包内液面渣层受过强的气液羽流冲击而形成渣眼，使得钢液裸露并发生二次氧化，严重影响铸坯质量。采用标准 kε 湍流模型研究中间包内流体流动，采用DPM模型和VOF模型耦合方法，研究上水口环形吹氩条件下渣眼的形成及演化规律。结果表明，上水口环形吹氩在塞棒周围形成较强的上升流，塞棒上部邻近区域存在多个涡流区；在钢液涡流的影响下，中间包液渣下层远离塞棒区域，上层向塞棒区域迁移；随着吹氩量的增大，平均湍动能增大，塞棒附近钢液速度逐渐增大，钢渣界面钢液速度先增大后减小，渣眼边缘钢液速度先增大后减小然后再增大，速度与垂直方向夹角逐渐减小；增大吹氩量，中间包熔池液面形成以塞棒为中心的渣眼，渣眼面积逐渐增大。试验条件下不产生渣眼的临界吹氩量为4.2 L/min，对应的钢渣界面最大速度为0.247 m/s，与垂直方向夹角为70°。
  
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  水口结构对连铸中低碳钢流场和温度场的影响

  张静，马靓，吴会平

  钢铁. 2019, 54(8): 116-123.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449749x.20190173

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  为研究水口结构形状对连铸中低碳钢结晶器内流场和温度场分布的影响，采用有限容积法建立连铸圆坯三维数学模型，模拟了不同水口形状下圆铸坯的流场和温度场。结果表明，在水口浸入深度为80 mm、其他参数不变时，与直水口相比，旋流水口使钢水冲击深度降低，结晶器内涡流增强，弯月面温度和二冷区凝固率提高，且随着水口数量的增加，弯月面波高和结晶器出口温度降低；采用旋流水口并施加结晶器电磁搅拌(MEMS)时，结晶器中钢液温度升高，弯月面有卷渣行为，结晶器出口未形成凝固坯壳。在实际应用中，应避免同时使用MEMS和旋流水口，或使用旋流水口时采用低强度的MEMS。
  
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  40Cr钢浸入式水口结瘤分层结构的形成机理

  季莎，罗艳，张国锋，贾文军，任英，张立峰

  钢铁. 2019, 54(8): 124-131.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449749x.20190210

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   为明确转炉→LF精炼→连铸工艺条件下生产40Cr钢浸入式水口结瘤分层结构的形成机理，采用扫描电镜、阴极发光仪以及FactSage 7.1热力学软件，对40Cr钢水口结瘤形貌及分层结构进行了研究。结果表明，浸入式水口结瘤物分为水口脱碳层、凝钢层、夹杂物堆积层、凝钢层和表面疏松层。分析了40Cr钢在连铸过程中钢中Al2O3、Al2O3CaO(SiO2)和Al2O3MgO尖晶石在水口内壁上的分层沉积现象。结合现场工艺，研究了双凝钢层的形成机理，并通过热力学计算解释了结瘤物的形成机理。
  
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  外加液态保护渣连铸生产实践与前景展望

  艾新港，韩东，李胜利，刘海啸，宁哲，曾红波

  钢铁. 2019, 54(8): 132-136.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449749x.20190139

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  外加液态保护渣可以提高铸坯质量和可浇性。在某厂板坯连铸机上，分别采用液态保护渣和固态保护渣进行多钢种浇注试验，对比液态保护渣和固态保护渣消耗量、结晶器温度分布、拉坯摩擦力及铸坯质量，并对液态保护渣的应用前景进行展望。结果显示，液态保护渣比固态保护渣消耗量增加60%左右，结晶器温度分布更均匀，连铸拉坯摩擦力降低约15%，铸坯质量有所提高。这说明在连铸过程中，液态保护渣使结晶器和铸坯间传热更均匀；液态保护渣润滑效果更好，可以提高铸坯质量。同时，有望不添加F-、Na+等有害离子，改善环保问题。
  
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  伺服电机驱动的结晶器振动集散控制系统

  方一鸣, 周健, 张文健, 冯小龙, 栾振兴

  钢铁. 2019, 54(8): 137-143.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449749x.20190192

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  伺服电机驱动的连铸结晶器非正弦振动控制相比于目前现场采用的电液伺服驱动控制具有较多优点，但两种驱动方式的控制系统通常采用以高性能控制器作为控制核心的集中控制方式，如果控制器某一部件出现故障，将影响所有连铸流的正常工作，存在一定的安全风险。针对此问题，提出了一种伺服电机驱动的连铸结晶器非正弦振动集散控制系统设计方案，针对多流连铸生产过程进行集散控制系统总体设计及上下位两级计算机控制系统的设计,每一连铸流由一台西门子高性能运动控制器SIMOTION D425单独控制，各流相互独立、互不影响，从而可避免集中控制器某部件故障而影响所有连铸流生产的情况，提高了系统的安全性、可靠性。最后通过试验研究验证了所设计的集散控制系统的可行性。
  
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  直上钢Q235B板坯高拉速下中间裂纹的形成与调控

  兰鹏，韩庚维，李亮，王璞，蒋宪勋，张家泉

  钢铁. 2019, 54(8): 144-153.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449749x.20190136

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  基于凝固数值模拟和板坯应变计算分析了直上钢Q235B连铸中间裂纹的形成机理和影响因素，并根据实际生产条件提出了铸坯高拉速质量控制策略。研究发现，辊缝和对中精度为Q235B铸坯中间裂纹形成的主要因素，两者应变之和占凝固前沿总应变60%以上；而表面回温高于50 ℃/m的铸机前段冷却也有重要影响，其应变占比最高约40%。当辊缝的邻辊正偏差为1.5 mm时，通过强化冷却和控制回温可使铸坯凝固前沿总拉应变整体降低约20%；当辊缝的邻辊正偏差为0.5 mm时，冷却优化对凝固前沿拉应变的影响较小。随着拉速增大，辊缝精度对铸坯中间裂纹的影响愈加显著。当前工况下，将锰硫比提高到25,坯壳可最多承受1.4 m/min时邻辊正偏差 1.5 mm、对中偏差±0.5 mm和回温不超过50 ℃/m带来的附加应变。为抑制1.5 m/min以上高拉速下直上钢Q235B铸坯的中间裂纹，建议将辊缝整体精度控制在±0.5 m且邻辊正偏差控制在0.5 mm以内。
  
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  管线钢铸坯中硫化物特征及形成机理

  常金宝，杨文，张立峰，任英

  钢铁. 2019, 54(8): 154-160.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449749x.20190214

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  对管线钢铸坯中的硫化物特征进行了分析，并对其形成机理进行了讨论。发现从中间包钢液到铸坯，管线钢中夹杂物由低熔点的CaOAl2O3向CaSAl2O3类型转变，且夹杂物尺寸越小，在冷却过程中的转变越充分。根据形貌特征，含硫化物夹杂可分为以下几类，即硫化物在氧化物表面部分析出、硫化物半包裹氧化物、硫化物完全包裹氧化物、纯硫化物和在TiN上析出的硫化物。采用FactSage软件对冷却过程管线钢中的夹杂物转变进行了计算，发现随着温度的降低，液态钙铝酸盐夹杂物逐渐经历CaO·Al2O3→CaO·2Al2O3→CaO·6Al2O3→Al2O3的转变过程，同时CaS和MnS相也在冷却过程中析出，且MnS的析出温度低于CaS，这解释了铸坯中硫化物的特征和形成。
  
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  H型钢V形开裂的缺陷研究与优化

  邓爱军，蒲雪峰，左小坦，范鼎东，郑安民

  钢铁. 2019, 54(8): 161-167.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449749x.20180430

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  针对H型钢“V”形开裂问题，研究了连铸异形坯存在的质量缺陷，对同类连铸生产具有参考与借鉴意义。H型钢由异型坯轧制生产而成,其比表面积较大,通过连铸生产时铸坯表面冷却强度极不均匀,各面受力情况较为复杂,而对其整个生产工艺流程及质量控制方面均有较高要求。以新泰钢铁公司实际生产中发生轧制开裂的YQ235B连铸坯为研究对象，通过对缺陷铸坯进行重熔检测，采用ANSYS软件与现场检测相结合的方法，分析了铸坯表面纵裂纹的形成原因及控制方法。结果表明，H型钢V形开裂的主要原因是由腹板和R角处的纵向裂纹造成的，而形成纵向裂纹的主要原因是冶炼过程中控制不合理，精炼脱不够；连铸过程中不能有效地控制和去除夹杂物；铸坯环向温度梯度过大，造成腹板和R角处冷却极不均匀，应力应变过大。通过采取优化改进工艺后，异型坯轧制出现V形开裂比例由原先的80%降低至5%以下，产品质量大幅提升。
  
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  YQ450NQR1高强高耐候乙字钢边裂分析与控制

  李红光，邓通武，陈亮，郭跃华

  钢铁. 2019, 54(8): 169-173.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449749x.20190004

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  为了降低YQ450NQR1乙字钢边裂比例，检验分析了典型边裂缺陷形貌及组织特征，并通过试验验证了形成边裂的关键影响因素。结果表明，边裂缺陷是铸坯原生裂纹在轧制过程变形扩展形成的，根本原因是结晶器保护渣润滑传热不良造成振痕过深且宽度不均，并且矫直温度处于脆性区。优化连铸结晶器保护渣物性指标后，凝固传热及润滑作用得到明显改善，铸坯振痕宽度由3～10 mm改善至7～9 mm，振痕深度由1.0~1.5 mm优化至1.0 mm以下，消除了铸坯角部裂纹和渣坑缺陷；优化连铸冷却，使矫直温度避开脆性温度区，最终YQ450NQR1乙字钢边裂比例由21.80%~22.28%降低至0.59%。为乙字钢边裂缺陷控制提供参考。
  
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  脉冲磁致振荡凝固均质化技术及装备

  仲红刚，刘海宁，徐智帅，龚永勇，李仁兴，翟启杰

  钢铁. 2019, 54(8): 174-180.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449749x.20190280

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  脉冲磁致振荡(PMO)是上海大学先进凝固技术中心历经18年开发成功的凝固组织细化和均质化技术，是冶金领域近年来取得的一项原创性技术突破。目前，PMO技术与装备已成功实现商业化应用。研究和应用表明，PMO可以显著细化凝固组织并提高等轴晶占比，在连铸坯凝固组织细化和均质化方面效果显著、稳定，且对连铸工艺适应性强。简述了其技术原理、装备组成及其对连铸坯凝固均质化的作用效果。目前，适用于大断面铸坯的PMO凝固均质化技术正在研发阶段，今后该技术有望在各种连铸机型上运用。
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  氟化物挥发对连铸保护渣熔点的影响

  赵俊学，王泽，赵忠宇，卢亮，施瑞盟，崔雅茹

  钢铁. 2019, 54(8): 181-186.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449749x.20180459

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  保护渣氟含量虽然不高，但其对炉渣的性能影响很大。由于在加热过程中存在氟化物的逸出，其对炉渣成分影响是不可忽略的，进而对炉渣性能的影响也必须引起关注。以Q195L和Q235B连铸保护渣为例，以预熔渣和相同成分的化学纯混合试样为研究对象，进行了FactSage软件理论计算、荧光光谱分析(XRF)、热重质谱检测(TG)、“半球法”熔点检测。结果表明，在升温过程中，化学纯配制试样挥发特性表现较为明显，挥发分主要为NaF、SiF4、CaF2以及少量NaAlF4和AlF3，最终化学纯试样相对预熔渣熔点高出近180 ℃。其差异主要是由于氟化物的挥发特性不同，在测定中的挥发量不同，引起试样熔点测定的差异。这对研究氟化物的挥发机理以及炉渣高温性能测定与控制具有价值。
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  基于表面粗糙度对连铸钢碳当量计算方法的判断

  郭军力，文光华，符姣姣，唐萍，谷少鹏

  钢铁. 2019, 54(8): 187-193.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449749x.20190189

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  碳当量是连铸生产实践中分析钢种表面纵裂纹敏感性最常用的方法。为了正确判断连铸过程中钢的表面纵裂纹敏感性，基于表面粗糙度试验对比分析了合金成分和冷却速率对钢的碳当量计算结果的影响。结果表明，合金成分和冷却速率的变化改变了钢种纵裂纹敏感时的碳当量范围。根据凝固过程中冷却速率对钢种纵裂纹敏感性的影响，碳当量计算方法可分为3类，第一类适用于平衡状态下分析碳当量的Yasumoto、BSSTC和Howe公式；第二类适用于传统连铸生产时分析碳当量的Wolf、Trico、Xia和Presoly公式，其中Presoly公式的结果最为可靠；第三类适用于薄板坯连铸生产时分析碳当量的SMS公式。
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  L245MB钢铸坯高温强度与弹性性能研究

  艾松元，龙木军，张梦远，陈登福，刘鹏，董志华

  钢铁. 2019, 54(8): 194-201.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449749x.20190118

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  从显微结构到宏观结构上认识铸坯的高温性能演变规律，对铸坯的性能与质量控制具有重要意义。应用Gleeble热/力模拟试验机对L245MB钢铸坯在不同冷却速率下的高温强度演变规律进行了试验研究；采用EMTO第一性原理计算软件研究分析了不同晶体结构与磁性状态下铁基体相体模量B、单晶弹性常数c′与c44、多晶杨氏模量E、体系磁矩μ等随温度的演变规律。结果表明，冷却速率对铸坯高温强度演变的影响较小；高温强度在Ae3及TC温度附近发生转折，TC～Ae3温度区间呈现“平台”，抗拉强度平均演变速率为0.008 MPa/℃，屈服强度为0.076 MPa/℃。铸坯热塑性在TC～Ae3温度范围出现不同程度的下降，断面收缩率在800 ℃左右最小，为59.02%～62.79%；二冷低延性区的温度范围随冷却速率增加而增大，矫直区表面温度应控制在850 ℃以上以避免裂纹产生。铁基体相弹性性能参数随磁性状态及晶体结构的转变而变化，磁性状态的转变对c′、c44、E影响较大，晶体结构的转变对B影响较大；FM向PM转变时c′和E分别下降了64.09%和10.33%，c44提升了57.82%，bcc向fcc结构转变时B降幅达34.38%。结合分析了铁基体的单晶弹性常数c′、多晶杨氏模量E演变与铸坯高温强度演变间的联系，提供了从显微晶体结构性能参数推测分析铸坯宏观性能演变的思路，为第一性原理方法在钢铁材料高温力学性能中的研究应用提供基础。
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  中心偏析控制对型钢低温韧性的影响

  王长顺，郭福建，李广龙，尚成嘉

  钢铁. 2019, 54(8): 202-208.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449749x.20190191

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  为了研究不同凝固组织形态(等轴晶比例)对连铸方坯宏观偏析及型钢力学性能的影响，通过工业试验改进连铸工艺改变连铸坯凝固组织结构。结果表明，大幅提高柱状晶比例可以有效控制连铸坯中心偏析并降低中心偏析影响区域面积，同时明显减少轧材中珠光体体积分数，提高组织均匀性，断后伸长率提高10%，韧脆转变温度从0降低到-40 ℃，因此，控制连铸坯偏析程度可实现优良低温韧性，这表明通过控制铸坯均匀性发展E级或更高韧性级别的技术可行。
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  大线能量焊接用海工钢的夹杂物与组织

  王毓男，蒋晓放

  钢铁. 2019, 54(8): 209-215.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449749x.20190244

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  海洋工程领域对可大线能量焊接且低温韧性优良的厚钢板需求迫切。宝钢通过微合金化技术及调质工艺，开发出了满足大线能量焊接的E550级海洋工程用钢。通过冶炼、轧制、调质试验、焊接热模拟试验、电镜观察统计及金相观察，研究了大线能量焊接用海工钢H1夹杂物、显微组织及力学性能，并与宝钢现有海工钢E550进行了对比。研究结果表明，H1中夹杂物为Al2O3、MnS、Al2O3Ti3O5、Al2O3MnS、TiNMnS、Al2O3Ti3O5MnS；E550中夹杂物为Al2O3、CaO·xAl2O3(CAx)、CaOCaS、CAxCaS、CAxCaSTiN。H1力学性能满足E550级海工钢要求，且满足50和100 kJ/cm线能量焊接要求。其HAZ韧性改善的机理为，低硅低铝质量分数有利于减少局部脆性区；钛质量分数的降低，有利于抑制TiC脆化，提高HAZ韧性。
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  微合金元素钒和铌对诱发针状铁素体的影响

  朱立光，王雁，王硕明，张庆军

  钢铁. 2019, 54(8): 216-223.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449749x.20190264

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  氧化物冶金是将非金属夹杂物变害为利，它是利用钢中高熔点粒子改善钢的组织，进而改善钢板焊接热影响区（HAZ）性能的有效手段。以DH36级船板钢为依托钢种，根据二维错配度理论，系统研究了不同微合金元素铌和钒对船板钢铸态组织中诱发奥氏体晶内针状铁素体(IAF)的影响。研究表明，根据错配度理论，微合金元素钒易于铌诱发IAF，但是当奥氏体向铁素体转变时，微合金元素钒的第二相粒子在钢中析出温度低、析出量少，所以微合金元素铌充分细化了钢的铸态组织、轧态及焊接HAZ组织，HAZ低温冲击韧性约为微合金元素钒的4倍，达到工业化生产大线能量焊接用钢板的要求。
  
环保与能源
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  全球温控目标下中国钢铁工业低碳转型路径

  李新创，李冰

  钢铁. 2019, 54(8): 224-231.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449749x.20190178

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  加快钢铁工业低碳转型发展研究，是落实全球应对气候变化目标及生态文明建设的重要途径。从降低需求、能效提升、创新工艺3方面分别剖析中国钢铁工业低碳转型实施路径，并基于2 ℃及1.5 ℃温控目标预测不同路径的减排贡献。研究认为，2 ℃温控情景下，降低需求、能效提升、创新工艺分别贡献减排潜力46%、21%、33%；1.5 ℃温控情景下，降低需求、能效提升、创新工艺分别贡献减排潜力34%、16%、50%。全球温控目标的实现，将对钢铁工业发展带来深远影响，须从政策目标、技术创新、市场化机制、支撑体系、发展模式等方面进一步努力。