2017年, 第27卷, 第11期　刊出日期：2017-11-15

  

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技术综述
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  美国钢铁工业的发展及能源消耗概况

  张旭孝，上官方钦，姜曦 ，郦秀萍

  中国冶金. 2017, 27(11): 1-6.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170126

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  概述了美国钢铁工业的发展历程、生产布局的演化，强调了在这一进程中电炉钢发展的重要性；对2000年以来美国钢铁工业的发展进行了简单分析，表明美国钢铁工业目前处于一个平稳发展阶段；最后总结了1998年前后美国钢铁工业的能源消耗水平，并对当前美国钢铁工业的能耗统计体系（MECS）和内容进行介绍，认为美国在节能工作方面取得了重大进展，但在节能技术方面仍有较大的潜力。
专题研究
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  基于青钢铁矿粉烧结基础特性的配矿原则探讨

  张宏星 ，张建良，刘征建，张亚鹏，闫志武

  中国冶金. 2017, 27(11): 7-13.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170125

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  为了给烧结生产优化配矿技术提供基础依据，更好地指导烧结生产，对青钢烧结常用的6种铁矿粉的同化性能、液相生成特性以及烧损和结晶水分解特性等高温基础性能和微观结构进行了研究，且运用评价模型对各铁矿粉进行了评分。结果表明，各铁矿粉的同化温度均未超过1 250 ℃，可以满足低温烧结的条件，同化性能最好的为铁矿粉E；1 240 ℃时6种铁矿粉的流动性指数较适宜低温烧结，1 280 ℃时流动性指数和液相生成量均较高；6种铁矿粉中铁矿粉E的烧损值和结晶水值均处于较高水平，其中铁矿粉F的结晶水含量是6种矿粉中最高的；6种铁矿粉的微观形貌差异较大，铁矿粉C和D表面较光滑，吸水能力差，从制粒的角度上来看，不利于改善制粒效果，而铁矿粉A和B的表面较粗糙，适宜制粒；基于评分的高低将铁矿粉划分为4个等级。
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  赤泥预还原球团的熔分

  陈为彬 ，高森 ，叶芸 ，刘承军

  中国冶金. 2017, 27(11): 14-17.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170137

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  为了实现赤泥资源高附加值化综合利用，通过高温模拟试验对赤泥含碳球团还原焙烧- 熔分过程进行研究。将赤泥含碳球团在1 200 ℃下进行还原焙烧，并结合相图分析，向粉碎后的焙烧球团中添加一定比例的CaO、Al2O3 进行调质和熔分。结果表明，赤泥含碳球团在1 200 ℃下还原12 min后金属化率可达91.3%，还原效果良好；在1 450 ℃下进行还原熔分，可实现渣铁的有效分离，金属铁收得率可达到90%以上，所得铁水质量符合炼钢要求；熔分渣中w(TFe)可降至0.5%以下，渣中主要物相为12CaO·7Al2O3、CaTiO3和2CaO·Al2O3·SiO2，通过熔点性能测试试验，熔化性能符合钢液脱硫条件。
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  焦炉煤气竖炉法生产DRI的煤气用量及利用率

  梁之凯，黄柱成，易凌云

  中国冶金. 2017, 27(11): 18-23.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170111

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  根据中国资源特点及国内焦炉煤气利用不合理的现状，认? 糠值厍⒄怪行⌒徒孤浩? 气基竖炉工艺生产高品质直接还原铁在技术上是可行的。将焦炉煤气应用于MIDREX竖炉工艺，基于理论计算，探讨焦炉煤气- MIDREX竖炉生产DRI的煤气用量以及煤气利用率，为中国气基竖炉工艺的发展提供工艺参数。结果表明，焦炉煤气经重整后所得还原气体的H2和CO体积分数比值为2.18，每生产1 t DRI需要消耗焦炉煤气599.70 m3。当向竖炉通入1 800 m3/t的还原气体时，竖炉内H2、CO的利用率分别为32.14%和36.14%，还原气综合利用率为33.61%。
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  用甲醇生产直接还原铁的可行性探讨

  刘冬冬

  中国冶金. 2017, 27(11): 24-29.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170132

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  钢铁工业的调整离不开电炉炼钢的发展，而直接还原铁又是电炉炼钢发展的关键，气基竖炉生产直接还原铁在中国是短板，缺乏煤制气- 竖炉技术和天然气资源。提出了一项新的还原工艺“一种利用甲醇裂解生产直接还原铁的设备及工艺”，阐述了甲醇在新工艺中所体现的优点，并从使用国内煤制甲醇和进口甲醇两方面分析了甲醇作为还原剂的可行性。分析认为，从未来的发展趋势看，用甲醇生产直接还原铁的新工艺具有环保、节能、流程短等明显优势，不需要煤制气- 竖炉复杂的衔接工艺，解决了还原剂的来源问题，是值得推广和发展的新思路。
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  高强钢板坯加热工艺研究与应用

  刘丽萍，王健，张彦鹏

  中国冶金. 2017, 27(11): 30-34.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170133

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  针对高强钢代表产品如低合金高强钢、双相钢、加磷高强钢等的钢种特点，从实际生产出发，分别确定板坯加热制度。研究表明，通过限制板坯在炉总时间和高温段停留时间，可提高低合金高强钢的性能稳定性；通过氧化铁皮XRD分析、SEM观察，结合SiO2- FeO二元相图，确定氧化铁皮压入的原因，采用提高板坯加热温度来保证炉后除鳞温度可以解决高硅质量分数双相钢的氧化铁皮压入问题；通过提高板坯加热温度来提高精轧入口温度，降低轧制速度，可缓解加磷高强钢薄规格产品头部轧烂和堆钢风险高的问题。
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  双相不锈钢中厚板在线酸洗工艺研究进展

  王国富，周庆军，王闯

  中国冶金. 2017, 27(11): 35-40.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170122

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  在卧式连续喷淋酸洗机组上，利用原设备和H2SO4＋（HNO3＋HF）酸洗液技术酸洗双相不锈钢中厚板，酸洗后表面出现浅灰色、下表面辊印缺陷。针对这些缺陷，以S32205双相不锈钢板为代表牌号，论述一种两段式混酸(HNO3+HF)液酸洗方法，开展了两段式混酸(HNO3＋HF)液酸洗方法的实验室、工业化工艺试验和研究，并对原卧式喷淋酸洗生产线进行了技术改造。应用两段式混酸(HNO3+HF)液工艺技术酸洗S32205钢板，在预先酸洗工艺段，混酸液HNO3质量浓度为180 g/L、HF质量浓度为90 g/L，混酸液温度为43 ℃；在最终酸洗工艺段，混酸液HNO3质量浓度为265 g/L、HF质量浓度为56 g/L，混酸液温度为43 ℃，一次酸洗合格率达到95%以上。从技术上解决了双相不锈钢中厚板酸洗后表面出现的浅灰色、下表面辊印缺陷，酸洗后的钢板表面呈银白色，色泽均匀，满足了双相不锈钢板产品标准关于表面质量的要求。
生产技术
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  首钢京唐低硅低镁烧结技术的研究与应用

  程峥明，裴元东 ，刘伯洋，罗尧升，潘文，司海兵

  中国冶金. 2017, 27(11): 41-46.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170139

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  为了进一步改善5 500 m3特大型高炉精料入炉水平，首钢京唐炼铁作业部在停配白云石熔剂实现自然镁烧结的基础上，结合相关烧结杯试验做了微观组织结构研究。根据生产实际，通过采取优化配矿结构以及调整过程控制参数等措施，逐步降低烧结矿SiO2与MgO质量分数生产低硅低镁烧结矿。通过低硅低镁烧结技术的应用，首钢京唐炼铁作业部在改善烧结矿品位稳定强度、粒度的基础上保证了入炉精料水平，并取得了较好的效果，为首钢京唐5 500 m3特大型高炉提高综合入炉品位、降低渣比以及喷煤降焦创造了良好的原料条件。
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  热轧高强带钢氧化铁皮的去除方法

  王鹏飞

  中国冶金. 2017, 27(11): 47-49.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170087

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  热轧板坯中添加硅元素，有利于热轧产品强度提升、制造成本降低，同时提高产品的塑性及韧性。但是，随着硅元素的添加，热轧高强带钢的生产过程中会出现典型的红锈表面缺陷。研究表明，硅与铁生成的2FeO·SiO2化合物是形成红锈的主要原因。采用常规热连轧除鳞系统（系统压力约为22 MPa）很难将红锈彻底清除，要除掉这种氧化铁皮采取超高压除鳞系统除鳞（系统压力约为40 MPa）是最为有效的办法之一。重点介绍了针对去除红锈缺陷，超高压除鳞系统在新建热连轧生产线及热连轧生产线改造中的应用。
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  冷轧锯片钢喷粉起泡问题分析及解决措施

  李研 ，任新意，梁轩 ，高小丽 ，刘再旺

  中国冶金. 2017, 27(11): 50-53.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170141

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  为了研究冷轧锯片钢65Mn在客户使用过程中出现喷粉后起泡现象的原因,通过扫描电镜对起泡位置及基板表面进行观察，起泡位置表层存在针眼状孔洞，基板表面存在密集分布的微小裂纹。通过光学显微镜及荧光分析对基板组织及表层成分进行分析,基板表层存在5~10 μm的脱碳层，其深度与裂纹深度相当。分析表明，在客户酸洗锯片钢过程中酸液在微裂纹内部残留，在喷粉过程中与基板反应生成气体，是造成65Mn喷粉起泡的主要原因。控制热轧加热温度及保温时间改善脱碳现象，配合冷轧过程加入一次罩式退火可改善带钢表面微裂纹，能有效控制喷粉起泡问题的发生。
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  酸洗工艺段设备改造的优化设计

  张宏霞

  中国冶金. 2017, 27(11): 54-56.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170114

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  酸洗是冷轧带钢生产的重要工序，可以有效去除热轧板的氧化铁皮。随着酸洗工艺和设备的技术发展，一些新的技术和设计方案出现，加之国内酸洗机组接近饱和，改造项目将成为主流。就槽体腐蚀问题，给出了采用PP材料制作槽体的方案；针对酸雾泄漏以及挤干辊窗口漏酸等问题，结合宝钢几条酸洗线工艺段改造项目的经验，在优化槽盖材料的同时采用独立水封设计，对挤干辊窗口采用一体式的滑动对开门设计，有效解决了酸雾和漏酸等问题，对以后的改造项目具有极好的借鉴意义。
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  汽车用钢DC53D+ZF的疲劳试验测试

  郭晶，杨天一，赵广东

  中国冶金. 2017, 27(11): 57-60.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170142

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  为了研究汽车用钢DC53D＋ZF的疲劳性能，在不同的最大应力条件下，利用高频疲劳试验机测试疲劳性能。在常温空气环境下，对试样进行了拉- 拉疲劳试验（应力比R＝0.15）。试验采用正弦波进行波动循环加载直到试样发生断裂，测得试样不同应力水平下的循环次数、应力幅等，DC53D＋ZF的疲劳强度下极限为222.4 MPa。对DC53D＋ZF疲劳数据进行了相应的处理，得到了该汽车用钢的S- N曲线，补充了车身常用钢疲劳特性数据，能够为汽车厂疲劳仿真分析提供可靠的数据基础，预测汽车部件的设计寿命。
装备技术
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  宝钢湛江高效板坯连铸机设计实践

  丁小林，冯长宝，刘强，阎建武，张亚东 罗高强

  中国冶金. 2017, 27(11): 61-63.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170147

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  2013年宝钢决定将宝钢罗泾已停产的两台单流2 300 mm板坯连铸机扇形段主体设备搬迁到宝钢湛江钢铁基地，合并改造为一台双流连铸机，中冶赛迪承担总体设计和主要设备供货。中冶赛迪在设计阶段通过采用结晶器在线热调宽技术、上装引锭杆技术、铸流双跟踪和恒拉速等技术，实现了连铸生产高效率；通过独立设置机械维修车间、公辅设施紧凑化布置、冷却水阀站和液压阀站紧凑化布置、冷却水泵站露天布置等方式，实现了连铸生产低成本。
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  米巴赫焊机设备功能精度的维护措施

  孟祥顺

  中国冶金. 2017, 27(11): 64-67.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170102

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  米巴赫激光焊机是实现冷轧带钢厂的各条生产线连续生产的关键设备之一，它具备其他焊接方法无法比拟的优越性，能够显著提高轧制和焊缝的可靠性以及降低断带率。带钢激光焊接质量主要取决于焊接速度、焊接功率、离焦量（FOCUS）、工作头压力、操作侧驱动侧间隙（GAP）、二次剪切、预加热和后退火等主? 问凸δ艿目刂凭取Ｒ允赘志┨贫湓嵩叩拿装秃占す夂富芯慷韵螅岷螿CDS焊缝检测系统的有效使用，总结提出通过提高激光焊机设备功能精度保证焊缝质量的系列维护技术措施，明确了焊机使用维护中的关键点和技术规程，并取得显著应用效果。研究可为其他机组快速诊断由于设备功能精度引起的焊缝质量不良的原因提供参考。
铁合金
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  矿热炉炉衬结构的温度场分析

  张官正，段望春，董兵斌，韩国海，张琨，胡进瑞

  中国冶金. 2017, 27(11): 68-72.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170271

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  为进一步研究矿热炉炉衬中温度场的分布情况，采用ANSYS仿真软件对真实简化的炉衬模型进行仿真分析。通过改变炉内温度和对流换热系数的数值，得到炉壁处的温度数据，与实测数据进行对比，验证模拟数据的合理性。结果表明,炉衬中不同耐火材料的温度分布存在差异；炉壁温度会随着炉内温度的增大而逐渐升高，随着对流换热系数的增大而降低；炉壁温度随对流换热系数的变化曲线斜率从0.13降到0.06，当曲线斜率逼近于0时，对流换热系数不再影响炉壁温度的变化，得到最优化的对流换热系数；模拟数据占实测数据的百分比在3%～8%范围内时，模拟数据能合理反映炉壁温度值。这为炉体保温结构设计和耐火材料的选用提供依据。