2017年, 第27卷, 第5期　刊出日期：2017-05-15

  

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技术综述
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  磁处理水阻垢性能的研究现状及进展

  侯新刚，姚夏妍，姜丽丽 ，李传通，崔智凯，裴烈飞

  中国冶金. 2017, 27(5): 1-7.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20160246

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  磁防垢技术已广泛应用于工农业领域，在这些领域中取得了显著的经济效益，但是由于其理论研究滞后于应用研究，尚没有一致的理论能对其防垢机理作出解释，影响了该技术的应用和发展。因此，为了全面地研究磁防垢技术，首先综述了磁处理水阻垢性能的研究现状，从磁处理水系理化性质的变化出发，介绍了前人对其变化原因两种截然相反的观点，即磁处理是否促进了水分子结构的改变，并分析了观点出现分歧的原因；然后叙述了磁处理对晶体微观结构、晶型组成的影响以及影响磁处理防垢效果的因素；最后展望了磁处理水防垢技术今后的研究方向。
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  钢铁典型工序流程节能技术新进展

  彭岩，曹先常，张玉柱

  中国冶金. 2017, 27(5): 8-12.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20160253

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  钢铁工业是典型的流程工业、耗能大户，烧结、焦化和炼铁等铁前三大工序能耗约占全流程钢铁能耗的70%，节能潜力巨大。结合流程工业系统优化与节能技术研发进展，介绍了钢铁典型工序流程节能技术的最新进展情况、新型工艺技术、关键技术问题及预期效果，有望进一步促进钢铁企业技术进步及结构调整。
专题研究
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  烧结配料优化方法及算法对比分析

  唐庆利，张建良，李克江，孙敏敏，钟建波，刘征建

  中国冶金. 2017, 27(5): 13-18.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20160278

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  依据已经报道的相关研究，对当前用于烧结配料的各种优化算法进行了对比分析。结果发现，对于关系简单、规模较小的模型，线性规划法方便易用，求解效率高；对于大规模复杂问题，遗传算法、粒子群算法和蚁群算法能灵活有效解决问题；神经网络能够基于大数据对生产结果进行预测；基于神经网络而建立的专家系统能够很好地指导生产实践。未来优化配料应以铁水成本最低及保证烧结矿冶金性能为目标进行多目标优化。
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  碱金属对焦炭热性能的影响

  郑朋超，张建良，刘征建，陈艳波

  中国冶金. 2017, 27(5): 19-26.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20160266

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  通过模拟高炉内焦炭同时受钾和钠蒸汽影响的实际情况，得到在钾和钠不同比例条件下焦炭结构和热性能（CRI、CSR）的变化。结果表明，碱金属的比例达到3%时，就会破坏焦炭结构，而且随着钾蒸汽比例的提高，焦炭粉末也会增多，这表明钾蒸汽对焦炭结构造成了巨大破坏。当钾和钠的质量比为3︰7时，焦炭的反应性（CRI）达到最高，反应后强度（CSR）达到最低。通过扫描电镜和能量光谱仪观察发现，焦炭基体和矿物质中均存在钾和钠；通过X射线衍射检测发现,焦炭和碱金属蒸汽发生反应生成了霞石，霞石中钾和钠的含量取决于碱金属蒸汽中两者的比例。
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  煤制气直接还原铁两段串联流程估算

  苏亚杰，蔡湄夏，杜英虎，陈寿林

  中国冶金. 2017, 27(5): 27-32.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20160265

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  为了降低直接还原铁能耗，根据试验数据研究了煤制气直接还原铁两段串联流程。串联流程中第一段竖炉用煤制气粗煤气余热和含碳球团冶炼直接还原铁，含碳球团以焦粉、半焦粉或无烟煤粉为还原剂，铁精矿、无机黏结剂混合后加压制作，电炉熔化直接还原、脱硫和生产水渣。串联流程中第二段竖炉以第一段净化后的炉顶煤气为第二段直接还原铁还原气，以氧化球团为原料。结果表明，煤制气直接还原铁两段串联流程估算能耗为394.8 kg/t；与铁水比可比能耗为487.8 kg/t，比高炉低41.2 kg/t，生产过程中产生的污染物和温室气体排放低于高炉，接近天然气直接还原铁。
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  带钢层流冷却过程中冲击穿透深度的数值模拟

  胡彬彬，严政

  中国冶金. 2017, 27(5): 33-38.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20160261

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  带钢在层流冷却过程中距表面较近的区域温度存在反复升降的现象，造成厚度方向上组织和性能的差异。结合酒钢CSP热轧带钢生产数据，建立一维热轧带钢有限元模型，计算层流冷却过程中带钢的温度场。提出了冷却过程中带钢冲击穿透深度的概念，并初步探究其影响因素。厚度为3和4 mm的带钢计算得出的卷取温度比实测温度分别高3和8 ℃，相对误差分别为0.44%和1.16%，验证了模型和假设的合理性。结果表明，冷却过程中冲击穿透深度受带钢的导热系数、平流区的对流换热系数、带钢表面温度和喷嘴分布的影响；带钢上表面喷嘴分布较少，冲击穿透深度随对流换热系数的增大而增加，下表面喷嘴分布密集起主导作用，增加对流换热系数，冲击穿透深度几乎不受影响。
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  铝带材气垫式热处理过程的张力控制

  李家栋，王昊杰，王昭东，韦云松，李勇

  中国冶金. 2017, 27(5): 39-44.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20160260

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  利用气垫式热处理技术进行固溶处理是生产高表面质量、高性能铝合金板带材的重要途径,带材张力的稳定控制是实现该技术工程应用的关键环节之一。以某厂铝合金汽车板热处理生产线为背景，对张力控制技术进行系统研究，提出了生产线张力控制体系架构，给出了适用气垫式热处理过程的张力控制策略，并应用于大工业生产。张力控制系统运行稳定，控制精确，较好地满足了工业生产的实际需要，为铝合金汽车板产品的稳定生产提供了坚实的基础。
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  面向生产全过程的热轧带钢精准控制核心技术

  邵健，何安瑞，孙文权，宋勇，荆丰伟

  中国冶金. 2017, 27(5): 45-50.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20160251

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  热轧带钢精准控制技术是钢铁智能制造的关键环节，对实现产品类型的个性化、产品质量的高精度和生产过程的高效率具有重要的意义。热轧带钢精准控制技术是众多单项技术的集合体，面向生产全过程，聚焦产品质量。从带钢质量精准判定及分析平台、轧辊精准磨削及管理技术、过程控制在线改造技术、板坯加热精准控制技术以及高品质用钢的全流程板形控制技术等5个方面阐述在板带轧制精准控制方面所做的实践及取得的效果，为实现板带轧制质量控制智能化提出具体的努力方向。
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  双相钢表面山峰纹问题分析与控制

  高小丽，李研，于洋，张亮亮，夏银峰，周旬

  中国冶金. 2017, 27(5): 51-54.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20160258

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  在生产过程中，热镀锌双相钢表面出现明显的山峰纹缺陷，严重影响热镀锌双相钢产品的表面质量。缺陷处有漏镀、锌层不均和抑制层形成不良等特征，基板表层有脱碳及微裂纹、表层毛刺突起等现象。通过分析认为，基板表层微裂纹是造成热镀锌双相钢表面山峰纹的根本原因。采用低温快烧的加热制度，适当降低轧制温度，合理控制除鳞及酸洗工艺，降低热卷厚度以降低冷轧压下率，可有效控制冷轧板浅表层微裂纹的形成，从而有效解决热镀锌双相钢表面山峰纹问题。
生产技术
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  润滑系统在冶金设备中的应用与分析

  王少强，汪龙，李伟坚

  中国冶金. 2017, 27(5): 55-58.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20160287

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  根据冶金设备的特点，对工程中常用的双线干油集中润滑系统、油气润滑系统和智能润滑系统做了详细的介绍和分析。考察和调研目前已投产的多家钢厂润滑系统的使用情况，结合参与炼钢项目润滑系统的设计经验，不仅从润滑系统的原理上进行比较，而且更注重从工程角度考虑，综合项目设计、成本和生产实践等方面进行了全面的比较，对以后钢厂建设中如何选用合理的润滑系统提供了依据和参考。
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  IF钢热轧板翘皮缺陷的加热工艺改进

  齐明光，白旭，毕国喜，高杨

  中国冶金. 2017, 27(5): 59-61.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20160255

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  京唐公司热轧厂在IF钢生产过程中出现了热轧工序导致的翘皮缺陷。经过系统分析，认为是板坯加热温度不均匀，以及轧制过程中板坯尾部温降快、轧机冷却水密封效果不佳等问题综合导致的。主要介绍首钢京唐热轧厂在消除IF钢翘皮缺陷攻关工作中采取的加热工艺措施。通过调整烧嘴开度优化炉内温度场，并按照轧制过程中的温差需求控制板坯头尾和宽度方向温差。经过黑匣试验验证，板坯加热质量达到预期目标，最终消除了热轧工序导致的翘皮缺陷。
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  降低提钒脱硫炼钢钢铁料消耗工艺优化

  张宇航

  中国冶金. 2017, 27(5): 62-68.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20160282

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  为了降低炼钢全流程钢铁料消耗，结合西昌钢钒炼钢厂装备及工艺条件，在提钒工序提出低硅质量分数铁水采用石英砂调渣、优化供氧制度等工艺改进措施以降低钒渣TFe的质量分数；在脱硫工序提出优化脱硫剂w(CaO)/w(Mg)质量分数比以减少脱硫渣量及喷溅；在转炉炼钢工序提出优化转炉终点温度和终点碳质量分数以降低转炉渣TFe质量分数。通过工艺改进措施的实施，钒渣TFe质量分数由28.59%下降到26.72%，脱硫铁损的质量分数由2.94%下降到2.63%，转炉渣TFe的质量分数由20.09%下降到19.00%。炼钢全流程钢铁料消耗由2015年12月的1 112.73降低到2016年4月的1 107.55 kg/t，达到国内同类型企业中的先进水平，取得了巨大的经济效益。
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  长流程钢铁企业检化验设施的现代化设计

  李晓曼，耿小红，乐金涛

  中国冶金. 2017, 27(5): 69-74.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170036

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  检化验系统对钢铁企业的进厂原料检验、中间产品检测、出厂产品质量判定等有着重要意义。对钢铁企业检化验系统的设置原则、组成和发展趋势进行了介绍，集中化、智能化和信息化是现代化钢铁企业检化验系统的特点。重点论述了原料取制样系统、原料分析中心、冶炼分析中心和轧钢检测中心的建设设计理念。随着中国智能制造发展，全自动智能检测系统、信息流过程自动化及实验室管理自动化已成为当今钢铁企业检化验系统设计不可避免的趋势。
节能与环保
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  超临界水氧化轧钢含油污泥减量无害化处理

  彭利冲，李素芹，郭丽婷

  中国冶金. 2017, 27(5): 75-80.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20160257

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  轧钢含油污泥含有大量油类、复杂有机物、氧化铁及重金属等有害固体废弃物，常规方法如焚烧法、填埋法不仅占地面积大，而且造成生态环境的二次污染。依据超临界水氧化（supercritical water oxidation, 简称SCWO）技术对有机废物处理效果明显的优势，对宝钢轧钢含油污泥进行降解试验。采用单因素分析确定工艺参数，在反应温度为440 ℃、反应压力为25 MPa、停留时间为330 s和过氧倍数为300%时，反应结束后出水COD去除率接近98%，剩余固体容积减少了98.5%左右。此外，固体中氧化铁质量分数达30%以上，可深度提纯实现资源化利用。采用SCWO技术处理轧钢含油污泥，减量化、无害化效果显著，达到了预期目标，对国内同类型的轧钢含油污泥处理提供了一定的参考和借鉴意义。
铁合金
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  原料粒度分布对沸腾氯化工艺的影响

  张玉驰，王岷，张琢，张皓宇

  中国冶金. 2017, 27(5): 81-84.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170037

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  在沸腾氯化生产过程中，原料粒度、配碳比、反应温度和气流速度等是影响沸腾氯化效果的主要因素，而原料粒度及其分布是其中最重要的影响因素。原料的最小粒径应大于氯化过程中飘逸出炉体的最大颗粒粒径，最大粒径应小于现有载气压力能够浮起的最大颗粒粒径。从化学动力学和流体动力学两个角度计算气流速度和原料粒度匹配，并通过生产实践中的数据分析进行粒度范围修正，总结出与沸腾氯化设备结构相匹配的原料粒度分布范围。