2017年, 第27卷, 第4期　刊出日期：2017-04-15

  

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技术综述
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  二氧化碳在钢铁冶金流程应用研究现状与展望

  朱荣 ，王雪亮，刘润藻

  中国冶金. 2017, 27(4): 1-4.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20160202

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  从二氧化碳在钢铁冶金流程的资源化应用出发，介绍了近年来二氧化碳在烧结、高炉、转炉、电炉、炉外精炼、连铸和冶炼不锈钢等流程的应用研究现状和发展情况。结合国内外应用研究现状和本课题组的研究情况，分析了二氧化碳在钢铁冶金各流程应用的可行性和冶金效果。主要介绍的新工艺有烟气循环烧结、高炉风口喷吹CO2及CO2作为高炉喷煤载气、转炉顶底吹CO2、LF炉和电弧炉底吹CO2、CO2作为连铸保护气、CO2用于冶炼不锈钢和循环CO2燃烧。CO2在钢铁冶金各流程的应用，合计使用量有望达到吨钢100 kg，应用前景非常广阔。
专题研究
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  Al2O3、MgO交互作用对复合铁酸钙生成影响机理

  胡长庆，闫龙格，赵凯，王玉峰

  中国冶金. 2017, 27(4): 5-10.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20160233

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  为了探索复合铁酸钙的生成机制以优化烧结工艺，提高烧结矿质量，采用相平衡法研究了准化学平衡条件下Al2O3与MgO在烧结中的行为。结果表明，Al2O3和MgO的共同存在有利于复合铁酸钙（silico-ferrite of calcium and alminum，简称SFCA）的生成，但存在着交互作用，MgO促进赤铁矿分解生成磁铁矿，Al2O3的存在可抑制MgO的作用，减少磁铁矿生成，尤其在Al2O3质量分数较高时，MgO促进磁铁矿生成能力降低，促进SFCA生成作用增强。当MgO质量分数为2%时，添加质量分数2%的Al2O3矿相中磁铁矿质量分数快速降低，SFCA质量分数快速增加；随着Al2O3质量分数升高，SFCA晶面间距减小,晶体结构稳定性增强，有利于SFCA的生成；Al2O3质量分数超过3%后，孔洞结构增多，SFCA质量分数增加变缓，磁铁矿质量分数呈降低趋势，赤铁矿质量分数有升高趋势。
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  钙处理对含硫非调质钢中硫化物形态的影响

  姚登元，吴华杰，陆鹏雁，岳峰，张永超

  中国冶金. 2017, 27(4): 11-16.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20160217

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  通过实验室小炉试验研究钙处理对中硫非调质钢中硫化物形态的影响。结果表明，钙处理后铸坯中硫化物由纯硫化锰转化为含钙铝的复合硫化物，长宽比在1~2区间内的硫化物比例明显提高；在轧制后，经过钙处理的试样中硫化物的长宽比也更多地集中在1~3区间内，这说明钙处理有效改善了钢中硫化物的形态特征，使得更多的硫化物呈纺锤状，提高了钢材性能。
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  冷轧带钢来料断面对张应力与出口断面的影响

  武战军，马晓宝，王东城

  中国冶金. 2017, 27(4): 17-20.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20160214

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  为了降低冷轧带钢的横向同板差，通常需?捎媒舯咴乒ひ眨直卟看τ诖罄煊αψ刺苋菀滓鸨吡鸦蚨洗Ｌ岢鲆恢掷湓掷戳虾岫厦嫘巫吹募虻ッ枋龇椒ǎ匀仍戳虾岫厦娌问魑淙氩问捎冒逍文Ｄ馊砑治隽死戳隙厦嫘巫吹牧礁龉丶问源殖隹谡庞ατ氤隹诙厦嫘巫吹挠跋旃媛伞ＤＤ饨峁砻鳎跣∪仍戳媳卟?5和40 mm处凸度值C15和C40，改善热轧带钢边部减薄，不仅有利于减小冷轧带钢横向同板差，而且可以改善带钢边部残余拉应力，从而减小冷轧带钢边部张应力，有利于避免第一道次带钢发生边裂与断带事故。
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  数值模拟在极限规格H型钢工艺优化中的应用

  孔令坤

  中国冶金. 2017, 27(4): 21-25.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20160247

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  针对HW150 mm×150 mm极限规格H型钢产品偏心问题，采用有限元方法对粗轧阶段孔型系统进行三维热力耦合数值模拟。基于模拟结果分析金属流动、塑性应变及温度变化，以此为基础，根据变形特点及各孔型轧件尺寸分析偏心产生的原因，优化孔型并进行验证，最后进行现场实践，排除缺陷。结果表明，有限元模拟有助于分析轧制过程中的金属成形，尤其对于型钢轧制过程中的变形规律及缺陷分析具有较高的参考价值和指导意义。
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  T8/5时间对X80管线钢热影响区组织和韧性的影响

  张清清，章传国，郑磊

  中国冶金. 2017, 27(4): 26-31.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20160235

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  为了研究T8/5时间对X80管线钢热影响区粗晶区组织和性能的影响，在Gleeble 3500热模拟试验机上对其分别进行4个焊接工艺（T8/5时间分别为21、27、33和40 s）的加热冷却后，对粗晶区夏比冲击性能进行测试，并对其显微组织和冲击后断口形貌进行分析。结果表明，T8/5时间为21 s的焊接工艺下热影响区粗晶区具有较稳定且优异的低温夏比冲击性能；随着T8/5时间由21延长至40 s，热影响区粗晶区的低温冲击韧性下降，断裂方式由韧性断裂向脆性断裂转变，－20 ℃下冲击断裂方式由部分韧性断裂转变为完全脆性断裂；延长T8/5时间促进了热影响区粗晶区近熔合线侧长条大块状M/A组元的形成，使得贝氏体板条间距变大。
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  低品位红土镍矿焙烧-碱浸过程中硅的转化

  牟文宁 ，崔富晖 ，辛海霞 ，滕飞 ，罗绍华 ，翟玉春

  中国冶金. 2017, 27(4): 32-36.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20160221

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  针对目前红土镍矿碱法处理过程中存在的问题提出工艺改进，研究低品位红土镍矿焙烧活化-碱浸过程中含硅矿物的转化。考察了焙烧温度对红土镍矿活性的影响，探索了红土镍矿经焙烧后碱浸过程中温度、时间、搅拌强度、液固比以及碱初始质量浓度对硅转化的影响。结果表明，红土镍矿经650 °C焙烧2 h后，活性得到明显提高，红土镍矿经焙烧后采用初始质量浓度为60 g/L的碱溶液，在搅拌速度为400 r/min、浸出温度为140 °C、液固比为5∶1的条件下浸出120 min，硅的转化率可达89.42%。
生产技术
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  高品质大规格低碳高硫高磷钢GY15工艺探索

  何航，刘永龙

  中国冶金. 2017, 27(4): 37-40.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20160222

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  针对高品质大规格低碳高硫高磷钢（简称GY15）的特点，炼钢采用转炉低碱度保硫保磷、精炼低碱度弱搅拌、连铸低拉速弱冷却等工艺，轧钢采用延长加热时间、提高开轧温度、降低轧制速度以及轧材快速下线等工艺。实践结果表明,GY15的生产工艺设计是合理的，成分控制稳定，浇注过程中未发生漏钢事故，铸坯表面质量和内部质量良好；轧制过程中未出现轧件“开裂”或“打滑”现象，轧材内部组织均匀且无带状组织，轧材力学性能和硬度均满足客户要求。
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  马钢2250HSM层流冷却控制系统升级改造

  杨滋，闻成才

  中国冶金. 2017, 27(4): 41-47.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20160229

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  热轧带钢卷取温度是影响带钢力学性能和板形质量的重要因素，其控制精度对产品质量以及新产品开发都有重要影响。以马钢2250HSM层流冷却控制系统为研究对象，针对原控制系统卷取温度整体命中率较差，头部穿带和尾部抛钢时升降速导致温度控制异常等问题，通过应用新的控制模型、优化模型参数和改进控制功能等方法对现有的控制系统进行了升级改造。实践结果证明，改造优化后的冷却温度控制系统控制精度大幅提高，取得了较好的控制效果。
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  连续酸洗基础自动化控制模块研究与应用

  陈金山，谭文振

  中国冶金. 2017, 27(4): 48-54.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20160230

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  连续酸洗过程中的最优速度控制、活套套量控制及张力控制等对提高机组稳定性和生产节奏，改善带钢表面质量有极其重要的作用。针对1 740 mm酸轧机组，基于罚函数原理建立了速度目标函数模型，用于酸洗速度设定计算，从而保证了高强钢连续酸洗过程的速度协调和稳定；同时，通过活套入口、出口速度控制实现活套套量的同步控制，满足了酸轧机组对活套套量和张力的要求。建立酸洗过程张力设定计算模型，提高了张力控制精度和系统快速响应性能，实现了酸洗速度协调和节奏控制。实践证明，高精度的模型设定计算显著提高了高强钢连续酸洗后的表面质量和板形质量，使得高强钢生产成材率进一步提高，适合于工业生产实践。
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  冷轧薄板线状缺陷的工艺控制

  邓小旋 季晨曦，王胜东，关顺宽，李林平

  中国冶金. 2017, 27(4): 55-60.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20160227

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  针对某钢厂结晶器液面翻腾导致卷渣严重与中间包过热度控制缺乏依据为背景，对结晶器内流态和过热度对表面质量影响开展研究。文献调研与大量线状缺陷电镜分析发现,导致线状缺陷的夹杂物主要是氧化铝和保护渣，且引起线状缺陷的大尺寸夹杂物主要分布在铸坯表层5 mm内。减少吹氩量与增大浸入深度可提高双股流比例，基于水模型和工业试验，提出控制临界吹气量得到双股流。应用该结果后，消除了结晶器液面翻腾现象，提高中间包过热度可减少钩状坯壳深度与铸坯表层夹杂物数量。综合考虑钢水洁净度提出冷轧薄板钢过热度控制在25~40 ℃。基于以上措施，该厂炼钢缺陷导致降级率由1.1%降至0.6%。
装备技术
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  包钢624 m2大型带式球团焙烧机设计创新与应用

  智谦，韩志国，易毅辉，李长兴

  中国冶金. 2017, 27(4): 61-66.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20160231

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  包钢新建成一条国内最大的624 m2大型带式焙烧机球团生产线，年产氧化球团500万t。在设计过程中，对风流系统进行了优化设计，自主设计开发了多项新型设备，如大型球团干燥窑、往复式布料机、回转支撑造球机和稳流给料斗等，并集成应用了立式强力混合机和高压辊磨机等多项国内外大型装备。设计过程中充分考虑了节能环保因素，生产能耗低，粉尘排放、噪音污染均维持在较低水平，除尘灰二次利用，无固体废弃物外排。自2015年底投产以来，设备运行稳定，生产指标良好，球团的TFe质量分数达到65%以上，抗压强度不低于3 100 N，工序能耗为17.05 kg/t，达到国际先进水平，实现了良好的经济社会效益。
节能与环保
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  循环水磁防垢除垢作用机理及影响因素分析

  姜丽丽 ，姚夏妍，侯新刚，李传通，崔智凯，裴烈飞

  中国冶金. 2017, 27(4): 67-72.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20160242

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  结垢是工业循环冷却水普遍存在的现象，为了研究循环水磁防垢除垢作用的机理，通过文献调研前人对循环水磁防垢的相关研究，总结了磁处理水理化性质（黏度、表面张力和氢键数量）的变化以及水垢（文石、方解石）结构的变化与系统能量的关系，并结合影响磁化水抑垢效果的因素，针对目前对于磁防垢除垢作用机理的分歧，从相关的试验结论出发，以能量为落脚点对循环水磁防垢除垢作用的机理进行了推导，即水分子经磁场作用后，增加了氢键数量形成了更多的水合离子，减少了水垢的形成，同时致使体系能量降低和活化能增加，而活化能的增加能够促进硬垢向软垢的转变。这种经磁场作用后体系能量的重新分配造成的变化解释了常见的磁处理结论，并就影响磁处理阻垢效率的因素进行了讨论。
铁合金
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  中国铁合金炉渣综合利用现状与发展趋势

  宋耀欣，兰思东，邸久海，蒋伯群

  中国冶金. 2017, 27(4): 73-76.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20160312

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  由于铁合金炉渣带来的堆放和环境污染问题的日益严重，开展铁合金炉渣综合利用的研究对能源利用、环境保护及铁合金行业的健康持续发展具有重要意义。介绍了铁合金炉渣的主要来源和铁合金炉渣综合利用现状及研究进展，并分析了存在的主要问题，指出铁合金炉渣显热回收、制备高附加值产品和海洋等应用领域的拓展是铁合金炉渣综合利用的重点方向。