2015年, 第25卷, 第11期　刊出日期：2015-11-15

  

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技术综述
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  钛夹杂物细化管线钢热影响区组织研究现状

  王维丰，王秉新，孙旭升

  中国冶金. 2015, 25(11): 1-5.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20140329

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  阐明了钢中夹杂物（氧化物冶金技术）对焊接热影响区组织的影响，综述了钢中各种含钛夹杂物对晶内铁素体的形核机制的研究概况，包括钛脱氧、Ti- Mg复合脱氧、Ti- Nb- N复合脱氧、Ti- Al复合脱氧及Ti- Mn- Si复合脱氧等几项措施，探讨了在这些措施下，如何对铁素体的形成提供最佳条件。最后，对钛夹杂物细化管线钢焊缝组织研究的发展做出了展望。
专题研究
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  氯元素在高炉中的热力学行为

  王翠 ，张建良，左海滨，焦克新，张放歌，杨军强

  中国冶金. 2015, 25(11): 6-15.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20140380

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  为了探究高炉中氯元素的行为规律，以国丰1号1780m3高炉为研究对象，采用FactSage 6.4软件通过热力学计算系统分析高炉实际冶炼条件下的氯元素行为。结果表明，高炉入炉料中的氯化物与高炉中的P2O5、SiO2、H2O、CO2、H2等均会发生反应，且炉料在下降过程中在高炉不同区域会与不同的物质发生反应。入炉料中的氯元素主要以气体HCl的形式释放，被释放的HCl会随着煤气流的上升黏附在炉料和炉壁上，从而与炉料炉壁中的物质发生一系列复杂的物理化学反应，从而生成NaCl、KCl、MgCl2和CaCl2等氯化物，随着炉料继续下降氯化物又会以HCl的形式逸出，因而形成氯化物在高炉内的循环富集。未参加反应的HCl随着炉顶煤气逸出，对后续的除尘设备、发电装置、煤气管道等均会产生一定的影响。通过氯元素在高炉内的热力学行为分析，可以更好地掌握氯元素在高炉中的演变规律，为降低氯元素对高炉干法除尘工艺的危害提供充分的依据。
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  高炉渣余热驱动空气布雷顿循环热力学分析

  张泽龙 陈林根 杨博 戈延林 孙丰瑞

  中国冶金. 2015, 25(11): 16-21.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20140364

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  在高炉渣干式粒化余热回收装置的基础上，提出了高炉渣余热驱动的空气布雷顿循环装置，建立了该循环的有限时间热力学模型，对该装置的余热回收性能进行了研究。通过数值计算，分析了压气机压比、压气机进口相对压降（工质质量流率）和余热回收温度对循环功率、热回收效率和循环热效率的影响。结果表明：通过调整压气机进口相对压降和压气机压比，能使热回收效率和循环功率取得最大值；余热回收温度越高，循环功率、热回收效率和循环热效率也越高，同时，压气机进口相对压降的适用范围也越大。并以循环功率最大为目标，优化了压气机压比和压气机进口相对压降，得到了最大循环功率为51.46kW，最大热回收效率为11.98%，对应的循环热效率为20.71%。
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  430铁素体不锈钢脱氮工艺

  杨岩 朱荣 汤旭炜 赵飞 李超

  中国冶金. 2015, 25(11): 22-25.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20140388

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  430铁素体不锈钢中的氮能恶化晶间腐蚀、低温冲击韧性、缺口敏感性以及焊接等性能。在热力学分析的基础上，研究了430铁素体不锈钢冶炼过程中初始碳质量分数、温度、氩氧比以及冶炼时间等工艺参数与对终点氮质量分数的影响。研究表明，在一定范围内，初始碳质量分数越高，氩氧比越大，脱氮效果越好；吹氩20min左右时脱氮效果最好，脱氮率可达到60%左右，继续延长冶炼时间会有回氮现象发生。
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  高速线材精轧机组的最小张力优化

  高亦斌 刘月 刘战英

  中国冶金. 2015, 25(11): 26-28.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20140381

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  高速线材精轧机由于采用集体传动，为保证微恒张力轧制，可以利用匹配各架轧机的轧辊直径的方法满足连轧张力的要求。采用动态规划法，对高速线材精轧机组的轧辊直径进行离散后，按照多阶段过程的决策，进行机架间的最小张力优化。对轧制10mm的线材，通过最小张力优化，使机架间的总张力系数下降约37%。
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  转向辊升速过程带钢打滑行为力学建模及应用

  袁文振，张宝平，杜国强

  中国冶金. 2015, 25(11): 29-32.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20140382

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  针对生产实际发生打滑问题，结合现场实际条件，建立连退活套转向辊升速过程中与转向辊接触段带钢的运动及力学模型，推导建立判断带钢发生打滑与否的模型，分析了升速过程中带钢打滑的力学原理，指出了在升速过程中带钢不仅可以由于粗糙度下降引起打滑，而且可以在摩擦因数足够的情况下由于前后张力波动也引起打滑，并分析了前后张力的波动对与转向辊接触段带钢的摩擦力、支持力、加速度的影响，在此基础之上，指出了张力波动控制优化的目标值，并应用于现场，避免了打滑事故的再次发生。
生产技术
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  在役高炉炉缸状态的辨析、诊断与维护

  姜华，蔡九菊

  中国冶金. 2015, 25(11): 33-39.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20140371

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  在役高炉炉缸砖衬，由于其不同于原始设计的物性和特殊的结构形态，致使一些传统侵蚀管理模式失效，极端情况引发炉缸烧穿事故。从传热学角度看，炉缸烧穿现象是炉缸侧壁传热体系热平衡被打破后反复累积的极端表现形态。基于传热学理论和用后炉缸砖衬结构调查结果，从炉缸砖衬综合热阻视角，提出对在役高炉炉缸砖衬侵蚀状态的辨析和诊断方法，由此可准确判定在役炉缸的砖衬结构状态，为后续采取适当的维护措施提供决策依据，为高炉安全使用和延长寿命奠定基础。
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  马钢CSP热轧PFC板形模型的分析与应用

  李耀辉 ，李定国

  中国冶金. 2015, 25(11): 40-44.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20140343

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  利用有限元分析软件ANSYS对轧机承载辊缝变形的仿真，分析轧机轧制力、弯辊力及工作辊窜辊对承载辊缝的凸度影响程度，结合现场机架间带钢的浪形，优化二级板形模型设定参数，实现轧机稳定轧制。实践证明，人工修正轧机负荷分配以及CVC轧辊位置，可更好地控制前机架比例凸度，满足后机架间平直度目标的要求，从而提高板凸度的命中率及轧机轧制的稳定性。
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  超纯11%铬铁素体不锈钢水口结瘤的机理

  李岩，李具仓

  中国冶金. 2015, 25(11): 45-50.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20140398

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  通过对超纯11%铬铁素体不锈钢连铸水口结瘤物不同部位的金相观察、能谱分析以及其冶炼过程钛氧化物和铝氧化物形成的热力学分析，结合实际生产数据研究了超纯11%铬不锈钢连铸过程水口结瘤的机理。结果表明：超纯11%铬铁素体不锈钢水口结瘤主要是钢水中钛的氧化物质量分数较高，在浇铸过程中钛的氧化物和水口中的Al2O3反应生成复合氧化物黏附在水口壁，并不断地富集和黏附其他夹杂物和钢水增厚所致。通过钢液中O、Al、Ti等成分的控制、冶炼过程深脱氧、增加精炼弱吹时间、增加浇铸前镇静时间、防止钢水二次氧化和适当地提高浇铸过热度等可有效地防止超纯11%铬铁素体不锈钢水口结瘤产生。
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  酸溶铝对罩退IF钢组织和性能的影响

  李桂兰，张洪波，韩冰，夏明生，张琳

  中国冶金. 2015, 25(11): 51-55.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20140347

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  作为重要的脱氧元素，铝质量分数对低碳铝镇静钢中的夹杂物数量和产品性能有重要影响。对工业生产中的罩退Ti- IF钢中酸溶铝(自由铝)质量分数变化(范围为0.0050%~0.0550%)对成品性能的影响进行了研究，对最终产品进行单轴拉伸和光学显微组织观察，发现与低碳铝镇静钢不同，除了屈服强度微小波动外，酸溶铝质量分数对罩式退火的Ti- IF钢的其他力学性能没有显著影响，退火后的组织呈现等轴状，晶粒度级别在9.0~9.5之间，成品均表现出良好的力学性能和成形性能。
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  36Mn2V管坯钢表面裂纹形态分析及成因探讨

  刘超群，梁艳，武迪，刘利，张迎秋

  中国冶金. 2015, 25(11): 56-60.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20140344

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  36Mn2V管坯钢常用于生产石油管钢，这种材质的石油套管是石油钻探用重要器材，属裂纹敏感性钢种，容易出现表面裂纹现象。通过对轧材表面裂纹缺陷部位进行金相组织观察、扫描电镜分析，发现裂纹附近组织存在明显的脱碳现象及夹杂物和氧化物圆点，并且裂纹末端存在多条铁素体条带，结果表明连铸坯本身存在的质量缺陷是36Mn2V圆钢产生表面裂纹的主要原因。
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  回转窑处理高炉瓦斯灰的生产试验和分析

  徐春阳，周军民，徐文婧

  中国冶金. 2015, 25(11): 61-66.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20140375

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  在分析高炉瓦斯灰和除尘灰特性的基础上，开展回转窑焙烧工艺试验，通过行过程基础数据测量和过程参数计算确定工艺条件，即原料温度在（1100±100）℃，原料停留时间（120±15）min，原料粒径1mm以下。结果表明在此条件下收取氧化锌粉w (ZnO)>29%，收集的窑渣w(ZnO)<1.8%，脱锌率达74%，可做选铁和配料使用。
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  某炼钢企业工伤事故统计分析

  林大建，石武穗，陈义

  中国冶金. 2015, 25(11): 67-70.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20140330

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  运用统计分析方法对某炼钢企业2012至2013年的37起工伤事故典型案例进行分析,根据事故所在部门、地点、事故类别、事故原因、受伤部位、伤害程度等特点，采用直方图法对工伤事故进行统计分析：炼钢厂是该企业工伤事故发生率最高的部门；该钢铁企业发生次数最多的事故为机械伤害事故；违纪违章率为70.27%，是导致该企业事故发生的主要原因；头部和手脚受伤率为65%，工作环境艰苦，安全管理水平很低下，员工安全意识薄弱，是导致众多事故的根本原因等结论，为查找事故发生的规律和主要原因，预防和治理事故提供数据。
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  连铸冷却水复合膜过滤器技术的研发

  刘俭 袁章福，张新 徐卫飞 张利娜 杨柳

  中国冶金. 2015, 25(11): 71-75.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20140412

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  为了钢铁工业节能减排、降低水污染和吨钢耗水量，进行了转炉炼钢连铸冷却水过滤器技术的研发，成功开发了一种以多孔PVC陶瓷复合管为过滤元件的过滤器装置。对由多孔PVC陶瓷复合管过滤器过滤的污泥进行检测，可知多孔陶瓷复合过滤管具有很好的分离效果。检测过滤前后的水质，发现过滤后水的浊度和悬浮物含量显著降低，水质达到指标要求。通过工业试验研究和近3年的实际应用，确定了多孔PVC陶瓷复合过滤设备的最佳操作条件和反冲洗条件。
节能与环保
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  钢铁工业余热回收技术的评价指标体系

  孟凡凯 ，陈林根 ，谢志辉 ，孙丰瑞

  中国冶金. 2015, 25(11): 76-81.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20140335

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  高效、合理地回收余热资源是降低钢铁企业能耗的重要途径。考虑到技术实施难度、工厂经济效益等因素，用能的合理性并不能作为某项回收技术优劣的唯一评价标准。综合多种因素，提出了用能合理性、技术可行性、投资经济性等3个方面的综合评价指标，给出了余热利用技术研究的基本路线，可以作为余热回收技术的参考。
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  利用炼钢渣来增殖海藻的初探

  林瑛，李远，李宏

  中国冶金. 2015, 25(11): 82-86.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20140345

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  在钢铁生产过程中产生大量的废渣、排放大量的CO2；大气中CO2气体的增多造成温室效应，使得全球气温升高。转炉渣中含有对藻类植物生长有益的营养元素，如果可以利用转炉渣作为营养源来增殖藻类固定CO2，既利用了钢渣，又能够减少大气中的CO2。研究用1号炉渣和2号转炉渣对于扁胞藻进行了一级培养和对螺旋藻进行了一级、二级培养。结果表明，加入转炉渣可以增殖扁胞藻和螺旋藻；在螺旋藻的一级培养中，1号转炉渣的最佳加入量为0.4 g/L，2号转炉渣为0.06 g/L;同时要考虑到加入转炉渣后透光度对海藻生长的影响。