2017年, 第27卷, 第7期　刊出日期：2017-07-15

  

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技术综述
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  镁二次电池正极材料的研究进展

  李卓，宁哲，刘坤，王一雍，韩露，路金林

  中国冶金. 2017, 27(7): 1-11.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170095

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  镁二次电池是以金属镁或镁合金为负极、允许镁离子嵌入和脱出的材料为正极的二次电池，具有能量密度高、环境友好、价格低廉、操作安全等特点，在新能源、便携式电源、大负荷储能等领域具有良好的应用前景。然而，二价镁离子电荷密度高、极化作用强，在材料中扩散速率较慢，适合其嵌入的正极材料较少，是导致镁二次电池发展和应用缓慢的主要因素之一。近年来，关于镁二次电池正极材料的报道不断增加，对正极材料的探究和改进一直是镁二次电池的研究热点。从微观结构（原子排布）的角度出发，针对目前已经报道的一些镁二次电池正极材料的结构特点进行归纳和总结，主要包括层状结构、尖晶石结构、橄榄石状结构和块状堆积结构等，探讨了镁二次电池正极材料的研究现状和存在问题，并对未来的发展趋势提出了展望，希望可以为镁二次电池的相关研究提供借鉴和参考。
专题研究
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  Ti-IF钢非金属夹杂物形核热力学和演变机理

  邹明，徐荣嬛，李积鹏 ，程树森

  中国冶金. 2017, 27(7): 12-17.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20160303

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  通过热力学计算与SEM-EDS检测对酒钢BOFLFRHCSP工艺Ti-IF钢夹杂物形核的热力学进行了研究。结果表明，在Ti-IF钢中夹杂物形核主要是非均匀形核，最易形成TiN，其次为CaO，然后为Al2O3。温度升高有利于Al2O3、CaO的形成；TiN的形成受温度影响较小。Ti-IF钢中w(［Als］)控制为0.027%～0.055%时，w(［Mg］)只需大于0.000 015%，就会有镁铝尖晶石MgO·Al2O3（MA）析出。Ti-IF钢中夹杂物演变主要有3种途径，分别为尖晶石与硅酸钙的复合夹杂Al2O3→MA→MgAlCaSi、低熔点的铝酸钙夹杂Al2O3→CaO·6Al2O3(CA6)→CaO·2Al2O3(CA2）→CaO·Al2O3(CA)→3CaO·Al2O3(C3A)/12CaO·7Al2O3(C12A7)以及钛的复合物或钛的化合物Al2O3→TiOx→Al2O3·TiOx和Ti→TiN/Ti(C，N)。
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  钢包双孔对称交替底吹气混匀行为的物理模拟

  王月，艾新港，刘飞，钟维明，黄仁和

  中国冶金. 2017, 27(7): 18-21.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170020

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  混匀是衡量钢包底吹氩精炼冶金效果的重要指标，优化底吹氩工艺来促进混匀是钢包精炼研究的核心内容。首次提出采用双孔对称交替底吹气的方式来增强搅拌、促进混匀，采用几何相似比为1∶4的水模型，模拟现场吹气量为300 L/min，对150 t钢包交替吹气位置0.1R~0.5R、交替吹气时间0~15 s进行研究。结果表明，随着交替吹气时间的增加，混匀时间先增加后减少；随着底吹气孔与钢包中心距离的增大，混匀时间先减少后增加；底吹气孔与钢包中心的距离为0.3R时，混匀时间最短；交替时间为15 s时，混匀时间最短，比不交替吹气缩短5.5%。
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  1 650板坯压下过程热/力学行为及压下工艺优化

  江中块 ，蔡兆镇，牛振宇，苏志坚，朱苗勇

  中国冶金. 2017, 27(7): 22-28.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20160305

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  为了控制梅钢1 650板坯连铸包晶钢过程铸坯内裂纹发生，基于梅钢1 650板坯连铸机生产实际，建立了1 560 mm×230 mm断面包晶钢铸坯凝固过程三维热/力耦合有限元模型，揭示了铸坯凝固过程各冷却区内的温度场分布规律和铸坯压下过程应力与变形行为演变规律。结果表明，铸坯在结晶器及零段内冷却强度大，沿拉坯及其垂直方向的温度分布梯度大；在实施铸坯凝固末端压下过程中，铸坯宽面中心与宽向1/4处的表面变形及应力变化较为同步，且靠近铸坯内弧侧凝固前沿的塑性应变最大，铸坯应力最大值集中在角部区域；目前梅钢包晶钢连铸压下区间设置不当，易引发铸坯产生内部裂纹。
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  连退机组搭接焊工艺数模与焊缝质量控制技术

  张宝平，袁文振，周莲莲，刘亚星

  中国冶金. 2017, 27(7): 29-33.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170007

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  针对某连退机组电阻搭接焊所存在的虚焊与过烧等焊接质量问题，分析确定影响焊接质量的主要因素，结合焊机的设备与工艺特点，建立了焊接过程熔核所需热量计算模型与焊接过程有效热量计算模型，实现了针对给定焊透率熔核所需热量和给定焊接工艺参数下所能获得的有效热量的定量预测计算。然后，提出以焊透率描述焊缝质量并以有效热量与熔核热量相等求解实现指定焊透率（即最优焊缝质量）的最佳焊接工艺参数，联立焊接过程熔核所需热量计算模型与焊接过程有效热量计算模型建立了一种焊接工艺参数设定方法和数学模型，形成一套连退机组搭接焊焊缝质量控制技术。将其应用到某钢厂连退机组生产线，提高了带钢的焊接质量，避免了虚焊与过烧等缺陷的发生，并为新钢种的开发减少了焊接试验时间与试验用料，创造了较大的效益。
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  310S耐热不锈钢热变形行为及热加工图

  任培东

  中国冶金. 2017, 27(7): 34-38.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170021

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  研究了310S耐热不锈钢在应变速率为0.01~30 s-1、变形温度为1 000~1 200 ℃条件下的热变形行为和再结晶规律，计算出热变形激活能为564.25 kJ/mol，建立了热变形方程和热加工图，并给出了310S热加工失稳区域。310S耐热不锈钢的热加工过程是软化和硬化竞争的过程，软化作用始终抵消不了加工硬化的作用，整个变形过程中流变应力一直增加，没有流变应力峰值现象。
生产技术
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  加快钢包周转六西格玛方法实践

  马强，李勤，黄财德，袁天祥

  中国冶金. 2017, 27(7): 39-44.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170014

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  京唐炼钢厂的定位是打造高效低成本洁净钢生产平台。高效、低成本与洁净钢这3个基本理念并非相互独立、互不相连，而是相互依存、共同发展。结合京唐炼钢厂实际情况，通过采用六西格玛的方法对京唐炼钢厂钢包周转周期进行改善。结果表明，通过压缩生产组织节奏，同时在转炉出毕至精炼环节取消部分钢种的炉后取样测温操作，可提高物流速度，钢包周转周期缩短了11.7 min，其中转炉出毕至连铸开浇的时间从80降低至75 min；在目前班产30炉、钢包周转周期为201.4 min情况下，合适的钢包周转数量为13个；优化RH合金化过程，并严格控制钢包周转数量（不超过13个），转炉出毕至连铸开浇的时间从75降低至70 min。
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  带钢热连轧机两侧刚度差的成因分析与对策

  夏小明，李冠华，廖松林，张萃

  中国冶金. 2017, 27(7): 45-49.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170006

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  为了减小轧机两侧刚度差，分析确定影响轧机刚度差的关键因素，采用激光跟踪仪对轧机带衬板与不带衬板状态的相对几何位置进行精密检测，发现牌坊衬板磨损、倾斜以及安装面的倾斜等通过造成轧辊轴线交叉进而导致轧机两侧刚度差。通过分析研究实测数据提出了更换定制衬板、研磨安装面等一系列减小轧机两侧刚度差的对策措施，提高了热轧机组各架轧机的两侧刚度差的符合率，其中末架轧机从23%上升到88%，投入生产使用后显著减少精轧机组跑偏与镰刀弯缺陷，并使后工序的堵边率从6.5%下降到2.4%以下，机架间跑偏废钢从平均每月3块降低到连续3个月为零。
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  热连轧工作辊热平衡的优化研究与应用

  郭薇，王秋娜，王凤琴，李飞

  中国冶金. 2017, 27(7): 50-53.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170002

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  轧辊热膨胀对承载辊缝形状和带钢板形具有显著的影响，而准确预报轧制过程中轧辊热膨胀是板形控制中的难点之一。针对某热连轧生产线单辊期内热膨胀量与轧辊温度不收敛的问题，利用自主开发的与产线生产完全一致的板形模型分析测试系统对热凸度二级模型进行了仿真分析与研究，提出了一种有效提高工作辊热平衡收敛性的优化方法，并进行了生产应用。该优化方法的应用解决了该热轧产线单辊期内热平衡不收敛的问题，消除了轧辊温度计算值和实测值之间的偏差，不仅提高了模型的预报精度，也大幅提高了该产线轧制带钢的凸度控制精度。
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  铁素体轧制工艺对Ti-IF钢酸洗效果的影响

  王建功，夏银锋，周旬，李瑞，赵虎，康永林

  中国冶金. 2017, 27(7): 54-57.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170012

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  对Ti-IF钢铁素体区轧制工艺的热轧板酸洗效果做了初步研究与分析，通过对比铁素体轧制工艺的超低碳钢在不同酸洗时间下的宏观形貌差别，进一步得出了不同工艺下的酸洗动力学曲线。根据XRD成分图可知,铁素体轧制工艺和常规工艺的氧化铁皮成分相同;通过试验分析可知，铁素体轧制表面氧化铁皮酸洗时间比常规轧制氧化铁皮酸洗时间少30%左右，大大提高了酸洗效率，为下道工序提高生产效率、降低生产成本奠定了基础。
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  热轧钢卷捆带断裂机理及其防治技术

  王海军，钱承，李麒麟，曾聪，邢雨，白振华

  中国冶金. 2017, 27(7): 58-61.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20160302

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  针对热轧钢卷周向捆带出现的断裂问题，从捆带断裂机理分析入手，在分析了捆带断裂强度条件的基础上，建立了一套捆带断裂预报模型。首次提出了利用钢卷捆带断裂系数来表示热轧钢卷发生捆带断裂的概率的方法，从统计学的角度给出了钢卷捆带断裂的判断条件和捆带分档使用原则，开发出了相应的捆带断裂的防治技术并编制出了一套完整的捆带分档使用软件。将其推广应用到生产实践，取得了良好的使用效果，有效降低了热轧钢卷周向捆带断裂的发生率，给企业创造了较大的经济效益，具有进一步推广应用的价值。
装备技术
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  薄带钢热连轧活套起套控制研究及优化

  李芳

  中国冶金. 2017, 27(7): 62-67.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20160308

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  精轧机组活套控制水平直接影响薄规格产品的轧制能力，是保证带钢宽度和厚度质量控制能否稳定的前提。活套能否稳定起套直接关系到热连轧精轧系统穿带过程的安全性，活套稳定起套的前提是机架间的初始金属秒流量差维持在一定范围内，但受多种因素的影响，轧制薄规格时稳定起套较难控制。通过对起套过程的控制分析，针对某热轧厂的生产情况，从起套角和张力控制着手，提出了4项起套控制要求，优化了薄规格带钢轧制时起套转矩控制工艺，并引进维稳张力系数，优化张力设定计算模型，降低了头部张力超调量，在实际应用中取得了良好的效果，提高了薄规格穿带过程的稳定性。
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  新型钢卷升降装置的设计与应用

  尉鹏

  中国冶金. 2017, 27(7): 68-71.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170019

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  针对热轧带钢生产工艺中轧机出口与带钢成品卷存储仓库标高不一致、轧机出口空间位置有限的情况，阐述了一种新型钢卷升降装置。该装置具有设备构成简单、占用空间较小以及便于在线检修的特性。在设备设计时，依据轧线的连续生产工艺特性，力求该设备结构简单，稳定运行时间长。设备投用后，在一个年休区间内一直稳定运行，圆满保证了生产线的稳定生产；同时,该设备具有良好的应用前景。
节能与环保
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  凌钢含铁粉尘合理搭配利用试验

  陈乾业，张俊，严定鎏，许海川

  中国冶金. 2017, 27(7): 72-76.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170011

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  根据转炉灰（泥）的成分提出了优化利用方式，并从造球和还原两方面研究了高炉灰与转炉灰（泥）的搭配利用情况。造球过程中充分利用转炉灰中游离CaO的黏性以及CO2气氛中的硬化作用，在不添加黏结剂的情况下可以获得满足生产要求的球团。以高炉灰为碳源,与转炉灰（泥）搭配还原，还原温度超过1 250 ℃后锌的脱除率达到95%以上，温度进一步提升至1 280 ℃后铁的还原度达到80%以上，多数情况下超过95%，为高炉灰与转炉灰（泥）利用提出了一种有效途径。
铁合金
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  高精度全自动供料系统在铁合金生产中的应用

  董兵斌，段望春，张兴，韩国海，何俊平，张亚祥

  中国冶金. 2017, 27(7): 77-80.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20170082

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  为了探究高精度全自动供料系统在铁合金生产中的应用，实现生产原料从料场到冶炼炉内全程自动化，对炉内原料的消耗实时监控，达到降低能耗、提高产品质量的效果。详细论述了称重传感器的工作原理、模拟量处理方式、控制系统软硬件构成及其特点。西门子PLC与上位机触摸屏通讯，建立良好的交互界面，在高温、高磁场的环境中实现铁合金生产的高精度全自动供料。此系统有利于操作人员对炉况进行直观判断，实际应用价值显著，对铁合金行业的技术进步有着较大的铺垫作用。