首页期刊导航|钢铁
期刊信息/Journal information
钢铁
钢铁

翁宇庆

月刊

0449-749X

gangtiebianjibu@163.com

010-62182345

100081

北京海淀区学院南路76号

钢铁/Journal Iron & SteelCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊创刊于1954年，是由中国科协主管，中国金属学会主办，我国冶金界历史较长的综合性科技期刊，也是反映钢铁工业的科技成就的主要刊物之一，在国内外享有 较高的声誉。其宗旨是面向生产、结合实际，坚持为钢铁工业生产建设服务，报道钢铁工业的科技成就、生产工艺的技术进步、生产工艺的技术进步、品种质量的改善提高、新技术新产品的开发应用、企业经营管理经验和专业理论应用研究等，以提高钢铁行业科技工作者和干部的科技水平，促进钢铁工业的发展。
正式出版
收录年代

    板坯高拉速连铸结晶器冶金技术研究进展

    兰鹏艾宏洲徐国栋王迎春...
    1-16,27页
    查看更多>>摘要：高拉速是板坯连铸领域的研究热点,对连铸装备设计、生产工艺、产品质量、成本控制、节能降耗等均有直接影响.对比来看,中国常规板坯连铸高拉速指标和国外仍有一定的差距,但一些企业率先完成了拉速高于1.8 m/min的探索,部分铸机已达到甚至超过了2.0 m/min先进水平.板坯高拉速连铸是一项系统工程,需要相关的配套技术才能实现高效、安全、稳定的生产,如浸入式水口结构和工艺参数、结晶器振动、保护渣、结晶器冷却、电磁控流、液位波动补偿等工作都有必要进行针对性的设计和优化.大量研究表明,结晶器内钢水的稳定流动和传热与坯壳均匀生长及其良好润滑是影响板坯高拉速连铸顺行和产品质量的关键因素.目前的技术水平下,板坯高拉速连铸主要集中在低碳钢和过包晶钢的生产中,而亚包晶钢和高碳钢的拉速虽有提高,但仍与前者有一定差距.高拉速连铸因钢种、坯型、设备、操作和技术水平的差异而具有不同的定义,不同时代的高拉速水平也大有不同.高拉速结晶器冶金技术是板坯高效连铸的核心保障,相关内容和结论可为业内学者和技术人员开展高拉速连铸工作提供理论和技术参考.

    高拉速板坯连铸水口振动保护渣均衡强冷电磁控流液位波动

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    焦炉煤气零重整还原球团矿的冶金性能演变

    兰臣臣孙杞榕王新东刘存强...
    17-27页
    查看更多>>摘要：焦炉煤气零重整-直接还原工艺对于钢铁企业的绿色转型具有重要意义,节能减排效果显著.由于该工艺的还原气体组成具有较高的φ(H2)/φ(CO)和一定量的CH4气体,模拟该工艺的还原气氛条件,探索不同条件对球团矿还原过程中的还原性、抗压强度、还原膨胀率和整球率等冶金性能指标的影响,这对该工艺的顺行和节能具有重要意义.研究结果表明,随着反应温度的增加,球团矿的还原度、碳含量、膨胀率增加,抗压强度和整球率降低.还原温度由850℃增加至950℃后,碳含量的增加使还原反应后期球团矿膨胀和碎裂趋于严重且最大膨胀率对应的还原度由40%～50%变化至60%左右.利用H2等量替代CO后,在反应前期由于还原速率的提高,球团矿的膨胀率逐渐增加,抗压强度和整球率降低;在反应后期,由于H2对铁晶须的生长和碳沉积现象的抑制作用,球团矿的膨胀率降低,抗压强度和整球率升高.利用N2等量替代CH4,球团矿的还原度、碳含量和膨胀率均降低,抗压强度和整球率增加.当球团矿的还原度高于40%后,φ(CH4)对各项冶金性能的影响程度逐渐增加.球团矿的还原时间为20～40 min、还原度为60%～80%时,对应的各项冶金性能的变化达到极值,生产过程中应对该区域内球团矿的指标予以关注.CH4的析碳过程对球团矿的冶金性能存在一定的劣化作用,应控制竖炉内CH4含量.

    焦炉煤气零重整-氢基竖炉工艺球团矿冶金性能气体组分析碳

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    3层配碳对铁矿石烧结传热传质过程的影响

    赵改革吴迪杨淞云刘柳...
    28-38页
    查看更多>>摘要：针对厚料层烧结中上层温度偏低导致生料、下层累积的热量过多易出现过熔的问题,提出了顶部、上层和下层配碳的烧结方案.基于数值模拟,研究了3层配碳方案下料层内热质传输特征,并探讨了3层配碳方案下各层焦比变化时热质传输特征的时空演变规律.数值模拟结果表明,烧结过程上部料层的温度由焦炭燃烧放热和冷风与料层的换热竞争决定,且顶部和上层的焦量对料层径向温度分布均匀性影响显著.适当增加上层焦比,可以促进高温区在上层料层的形成,提高径向温度分布的均匀性,缓解烧结初期冷风吸入导致的温度下降,对烧结中后期的熔体量指数影响较小.若过度增加上层焦比,能有效提升上层料层的最高温度,促进上层料层熔化并增加蓄热能力,同时下层料层的熔体量指数增加,但存在过熔的风险;料层总焦比不变,减少顶部焦量,增加上层焦比,会降低顶层焦炭燃烧持续时间,导致顶层焦炭燃烧结束后,上层料层因氧气含量增加而烧结速率加快,从而导致整体的最高温度、压降、熔体量指数降低,烧结效果恶化;料层总焦比不变,减少上层焦比,延长上层富焦区长度,对于料层烧结效果的影响较小,但减少下层焦比、增加上层焦比,能够有效促进上部料层的烧结,降低下层料层的最高温度,防止出现过熔的情况,同时料层整体径向温度分布的均匀性、熔体量指数均得到提升.

    厚料层数值计算3层配碳烧结熔体量指数

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    高比例烟煤喷吹对高炉冶炼过程的影响及调控措施

    徐润生闫泳霖张建良王来信...
    39-48页
    查看更多>>摘要：钢铁行业正面临优质煤炭资源枯竭和绿色降碳的问题,结合中国煤炭资源的分布不均匀,在烟煤储量占比大以及全球"碳达峰,碳中和"发展背景下.喷吹高比例烟煤可以充分利用资源,降低企业冶炼成本,降低高炉冶炼碳排放,其将成为未来主流趋势.为探明高比例烟煤喷吹后对高炉冶炼过程产生的影响,以大型高炉生产数据为支撑,在物料平衡和热平衡的基础上,建立了高炉喷吹高比例烟煤的数学模型.通过理论计算,分析了理论燃烧温度、炉腹煤气量、直接还原度、高炉区域碳素和热量分配以及二氧化碳排放等参数随着喷吹烟煤比例的提升在高炉内的变化规律.结果表明,烟煤比例每提升10个百分点,理论燃烧温度下降约6～7℃,直接还原度约降低0.012,炉腹煤气量约增加5 m3.区域碳素包括吨铁入炉总碳量、铁直接还原耗碳、脱硫耗碳、风口前燃烧碳量都呈现减少的趋势.炉内的热量分配影响明显,热收入方面,碳素燃烧放热减少,碳元素和氢元素氧化放热增加,热风带入物理热减少,总体热收入呈下降趋势;热支出方面,脱硫耗热减少,煤分解热增加,铁氧化物分解耗热基本不变,总热支出基本不变,全炉热损失随着烟煤比例的提升呈下降趋势.同时,烟煤比例每提升10个百分点所造成的理论燃烧温度和热损失下降,需要同时提升富氧率0.3个百分点和提升煤比2.1 kg来维持高炉炉况正常.高炉喷吹高比例烟煤后,二氧化碳排放量呈减少趋势,吨铁减少量约为3～5 m3.

    高比例烟煤喷吹理论燃烧温度直接还原度炉腹煤气量区域碳素热量分配还原降碳

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    高炉炉体冷却壁渣皮物相特征及综合调控技术

    马恒保张建良
    49-57,110页
    查看更多>>摘要：炉腰、炉腹及炉身下部区域是高炉高效长寿运行的限制环节之一,形成稳定的渣皮是保障该区域冷却壁运行安全的关键.为了探明渣皮的本质特征,首先通过多座高炉解剖及冷却壁破损调查,获得了炉腰、炉腹及炉身下部区域的渣皮试样,其次通过XRF、XRD及SEM-EDS等分析方法研究了渣皮的成分、物相组成及微观形貌的演变规律,并基于渣皮的成分特征建立了渣皮的类别体系,重点比较了不同炉容和不同冷却壁材质下高炉炉体冷却壁渣皮的物相及形貌特征,最后制定了冷却壁渣皮调控措施.结果表明,冷却壁渣皮主要分为2大类,以渣铁成分为主的冷却壁渣皮和以有害元素ZnO、碳为主的有害元素黏结物,其中,有害元素黏结物热稳定性差,易于脱落,不利于冷却壁运行安全;渣皮中渣相的碱度随着高度下降先增加后降低,同一冷却壁材质下不同炉容高炉冷却壁渣皮的成分差异不大,而不同冷却壁材质高炉炉体渣皮相差较大;铜冷却壁渣皮存在明显分层结构,其渣相成分呈现高铝低镁渣系特征,主要析出相为钙铝黄长石相(Ca2Al2SiO7),而铸铁冷却壁渣皮无分层结构,Al2O3和MgO含量略低于高炉渣,主要析出相为Ca3MgSi2O8;最后明确炉体冷却壁渣皮的形成调控应从边缘煤气流温度及渣相成分等方面采取操作措施,以保障冷却壁表面挂渣的结晶动力学条件,为高炉炉体冷却壁长寿运行提供理论基础.

    高炉炉体冷却壁长寿渣皮调控

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    NO8810耐蚀合金冶炼过程中夹杂物形成机理

    周孟杰乔通成国光张涛...
    58-67页
    查看更多>>摘要：为了研究Fe-Cr-Ni耐蚀合金冶炼过程中夹杂物的特征及形成机理,通过工业试验对8810镍基合金进行全流程取样,利用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS),同时结合热力学及动力学计算,探讨了大尺寸夹杂物的特征及形成机理.研究结果表明,钢中出现的大尺寸夹杂物主要分为2类,一类为SiO2质量分数为37%～45%的低熔点SiO2-CaO-Al2O3-MgO类大颗粒微观夹杂;另一类为不含SiO2的低熔点CaO-Al2O3-MgO大颗粒微观夹杂.通过夹杂物成分与炉渣成分对比,以及模型计算卷渣夹杂物尺寸,验证了2类夹杂物都是由于AOD阶段钢液搅拌使得炉渣卷入形成的,但前者在AOD还原期时由于重新造渣及铝含量的增加已被上浮去除或改性为CaO-Al2O3-MgO夹杂物;在夹杂物统计分析中表明,CaO-Al2O3-MgO夹杂物比SiO2-CaO-Al2O3-MgO夹杂物在后续过程中更为严重,直到模铸时期该夹杂物依然存在.因此,通过动力学计算及Thermo-Calc软件分析了低熔点CaO-Al2O3-MgO夹杂物在后续冶炼的行为,经过分析发现,从AOD出钢到LF精炼过程结束时,该夹杂物并不容易被上浮去除;同时导致在模铸凝固时期TiN以CaO-Al2O3-MgO夹杂物为核心析出,形成复合夹杂物,以及在凝固阶段出现的单一TiN夹杂,这些夹杂最终成为铸锭中的主要夹杂物类型.

    NO8810耐蚀合金夹杂物TiN热力学计算动力学计算

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    含硫易切削钢的钙处理工艺研究与实践

    周禹巨银军张天舒王嵘坤...
    68-80页
    查看更多>>摘要：含硫易切削钢由于良好的力学性能和切削性能被广泛应用于汽车制造、机械制造、船舶建造等行业.随着近年来基础建设、乘用车和航运领域的发展,含硫易切削钢的产量和质量要求也不断提高.通常采用钙处理的方法来调控钢水中的夹杂物,而含硫钢的含硫特性对冶炼和连铸过程中的钢水洁净度和钢水的可浇性有严重的负面影响,因此,如何制定合理的钙处理工艺对于提高易切削钢的可浇性具有重要意义.系统研究了喂入钙线和硫线的加入时机、时间间隔和钙线加入量等因素对钢水洁净度和水口结瘤的影响规律,分析了含硫易切削钢水口结瘤的主要原因.研究表明,钙处理后钢液中会产生表面为CaS而芯部为Al2O3的夹杂物,这种夹杂物在水口内壁的不断附着沉积是导致水口堵塞的主要原因.在铝质量分数为0.03%的钢水中,当硫质量分数超过 0.015%时,易产生高熔点夹杂物而恶化钢水可浇性.对于转炉出钢量为140 t的45S含硫易切削钢,将硫线分别在LF和RH后喂入、延长钙线和硫线间的喂入间隔时间至10 min以上、减少钙线总喂入量至100 m以下均能有效减少钢液中CaS·Al2O3夹杂物数量,并且将45S钢种的连浇炉数提升至15炉以上.研究为优化含硫易切削钢的钙处理工艺提供了理论依据,有助于提高生产效率和产品质量,对推动机械、交通等领域用含硫易切削钢的应用和发展具有重要意义.未来将针对如何控制含硫钢种的夹杂物数量和形态、夹杂物在轧后对钢板质量的影响以及如何减少钙的添加量进行深入研究.

    含硫易切削钢水口堵塞夹杂物钙处理硫线可浇性

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    含铌非调质钢铸坯角部内裂纹机制分析

    黎玉唐徐瑞军王梓菲曾凡政...
    81-92,130页
    查看更多>>摘要：含铌非调质钢是裂纹敏感性钢种,在连铸过程中易产生裂纹,从而严重恶化铸坯的表面质量.针对国内某厂生产的 46MnVNbS5含铌非调质钢,采用光学显微镜、扫描电子显微镜及能谱仪、电子探针、三维刻蚀仪、高温激光共聚焦显微镜以及Thermo-Calc软件等设备手段,对含铌非调质钢铸坯角部内裂纹原因进行解析.对320 mm×425 mm规格的铸坯表面裂纹分布进行观察,发现在距内弧0～20 mm范围内无明显裂纹,仅在距内弧20 mm的试样上观察到点状坑缺陷.在距内弧 20～40 mm范围有明显裂纹,裂纹尺寸普遍大于 10 mm;距内弧表面 25 mm处,仅在铸坯低倍面观察到裂纹;在距内弧表面30、35、40 mm处,试样多个观察面均有裂纹,裂纹沿枝晶生长方向生长.利用扫描电镜分析及能谱分析确定了裂纹内部及附近存在大量硫化锰与碳氮化物的耦合析出物.对裂纹试样的表面进行腐蚀后观察发现,裂纹沿仿晶界铁素体扩展.热力学计算结果表明,在两相区夹杂物主要为硫化锰,随后会依次析出富铌碳氮化物、富钒碳氮化物,这也与试验得到的夹杂物类型相符.最后,采用高温激光共聚焦显微镜和数值模拟确定了含铌非调质钢的裂纹区(620.1～794.3℃),模拟了连铸坯角部温度场,并优化了冷却制度以避开含铌非调质钢的裂纹敏感区.为解决铸坯裂纹提供了方法和手段,具有一定现实意义.

    铌非调质钢连铸裂纹夹杂物

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    冷拔82B-V珠光体钢中碳化物演化行为

    王志豪曹燕光杨庚蔚李昭东...
    93-102页
    查看更多>>摘要：冷拔珠光体钢丝过程中显微组织和渗碳体的演化规律对成品钢丝的性能具有重要影响.采用SEM、TEM、物理化学相分析和原子探针层析技术(APT)等方法研究了82B-V珠光体盘条拉拔生产钢丝和钢绞线过程中的组织演变及碳化物演化行为.微观组织分析结果表明,经冷拔后珠光体片层逐渐转向拉拔方向,且片层间距由140 nm减小至80 nm,表现出良好的变形能力;在拉拔过程中,钢丝中的铁素体内部生成了大量位错胞状结构,铁素体片层被位错壁隔断呈"竹节"状形貌,渗碳体发生转动,部分相邻的铁素体片层区域间的渗碳体相发生溶解消失.物理化学相分析结果表明,盘条拉拔成钢丝后合金渗碳体中的C元素扩散至铁素体内部,部分渗碳体发生溶解,渗碳体质量分数由 7.99%降至 6.67%;稳定化处理后的钢绞线中合金渗碳体质量分数略有回升,提高至7.00%;而APT的结果表明,与盘条相比,C原子在钢绞线渗碳体中的平均质量分数仅为13.5%,降低了7.5个百分点;Cr、Mn和V原子在钢绞线渗碳体中的平均质量分数分别为 0.51%、1.59%和 0.23%,分别降低了 0.246、0.785和0.170个百分点,进一步证实了在大变形拉拔过程中合金渗碳体发生溶解,C、Cr、Mn和V扩散至铁素体中.通过拉伸试验和断口形貌分析可知,钢丝在拉伸过程无颈缩产生,断口呈射状及结晶状,存在贯穿整个截面的撕裂棱;而钢绞线产生了颈缩,断口呈灰色无光泽的纤维状,芯部撕裂棱较浅,结晶状形貌明显减少,表现出更优的综合力学性能,其抗拉强度和断面收缩率分别达2 045 MPa和35.2%.

    珠光体钢丝拉拔微观组织合金渗碳体三维原子探针

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    以V代Ni对40CrNiMo钢微观组织及低温韧性的影响

    李想陆恒昌史文倪萍...
    103-110页
    查看更多>>摘要：风电紧固件领域常用的40CrNiMo钢中Ni元素主要用于改善钢的低温韧性,但Ni价格昂贵,提高了钢材的成本,难以满足风电行业低成本化的要求.通过质量分数为 0.08%的V微合金化设计开发了 1 种低成本CrNiMo钢,Ni质量分数仅为0.3%,用于代替40CrNiMo钢(Ni元素质量分数为1.5%左右).通过SEM、EBSD、TEM、XRD等手段研究了两者基体、碳化物差异,通过拉伸、-40℃冲击试验对比研究了两者等强度下(10.9级)的低温韧性.结果显示,40CrNiMo钢的原奥氏体晶粒尺寸小于开发钢,两者分别为(14.5±5.3)、(20.6±7.1)μm,细小的晶粒使得40CrNiMo钢的大角度晶界密度较开发钢提高了0.7/μm.由于V有改善回火抗力的作用,同强度下开发钢的回火温度较40CrNiMo钢提高了60℃,高的回火温度使得开发钢获得了更充分的回复,从而获得了高的大角度晶界比例以及较低的位错密度,2种试验钢的位错密度分别为9.3×1014、2.3×1015/m2.回火后,开发钢组织中析出了MC、M2C、M3C型碳化物,其中MC型碳化物呈球形,直径小于20 nm,M2C、M3C型碳化物均呈椭球形,最大长度小于 150 nm;40CrNiMo钢中析出了M2C、M3C型碳化物,M2C型碳化物呈椭球状,最大长度小于100 nm,M3C型碳化物呈长条状,长度可达500 nm以上.通过对视场内所有碳化物的最大尺寸统计发现,开发钢的M3C渗碳体析出比例较低,且碳化物整体尺寸较小.虽然开发钢的原奥氏体晶粒尺寸较大、大角度晶界密度较低,但其基体回复更充分且回火后得到了球形、细小的碳化物,提高了开发钢的低温韧性,使得在10.9级强度下,开发钢的-40℃冲击吸收功可达86 J,超过40CrNiMo钢的74 J.

    V微合金化回火温度-40℃冲击吸收功组织碳化物

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据