钢铁研究学报杂志

钢铁研究学报杂志2022年第2期

• 铁矿球团膨润土粘结剂提质改性研究进展

  杨永斌，段倩倩，李骞，徐斌，姜涛

  摘要：膨润土作为铁矿球团生产广泛使用的粘结剂，具有成球性能好、廉价易得的特点，但中国膨润土普遍质量差，直接使用时配加量常达到3%（质量分数）甚至更高，带来铁品位降低的问题。为降低膨润土用量，提高球团铁品位，国内外对膨润土的提质改性开展了广泛的研究，已达到能将膨润土用量降至1%甚至更低的技术水平。综述了膨润土分选提纯、钠化改性、有机改性的研究进展，重点介绍了有机改性以及反应机制、表面化学和结构对改性性能的影响。在过去10年的研究工作中，许多文献报道了膨润土有机改性可有效降低膨润土用量，及时回顾这些重要发现有助于指导低成本、高品质的膨润土粘结剂在铁矿球团中的实际应用。

• HIsmelt主反应器传热数值模拟研究进展

  李瑞雨，王振阳，宗燕兵，张建良，刘欢

  摘要：HIsmelt作为新兴非高炉炼铁工艺之一，得益于其在原料、工艺以及环境等方面的突出优势，迅速成为各个钢铁行业关注的焦点。然而，在工业试验与实际生产过程中发现，HIsmelt主反应器烟气温度过高而铁水温度较低，相比高炉而言，其上下部换热效率有待进一步提高。通过对HIsmelt炉内换热数值模拟的相关研究进行回顾，从矿石预处理入手，再到渣铁熔池和流场射流2个区域，对不同操作及设计参数下的炉内换热模拟过程进行综述。分析探讨了其模拟流程优缺点及后续研究方向，期望可以促进HIsmelt主反应器上下部热量高效传递，提升HIsmelt工艺热量利用效率，推动HIsmelt流程在中国平稳发展。

• 焦炭催化CO-NO反应的动力学实验研究

  付梦龙，张伟，李逵，张菊花，薛正良

  摘要：从高炉风口喷吹烧结烟气是一种有别于传统烟气脱硝工艺的新思路。为探究烧结烟气喷入风口后，焦炭催化CO-NO还原反应的动力学过程，实验以CO、NO气体为原料，以焦炭为催化剂，将不同流量配比的CO和NO混合气体在炉温为850~975℃时通入炉内，在出口处测量CO和NO反应后体积分数。实验结果表明，焦炭对CO还原NO反应有明显的催化作用；反应温度不变，CO和NO的流量比增大时，NO的还原率会增大；CO和NO的流量比不变，温度增大时，NO的还原率也会增大；炉温850、900、925、950、975℃时，反应速率常数分别为0.56、0.88、0.78、1.28、1.38m3/(mol·s)，通过拟合动力学参数得到反应的活化能Ea为84.1kJ/mol。

• 浇注钢包环出钢口四孔透气塞吹氩控制下渣工艺

  肖震，郑淑国，朱苗勇

  摘要：针对浇注钢包环出钢口四孔透气塞吹氩控制下渣工艺，建立了某钢厂130t钢包三维DPM-VOF耦合数学模型以计算浇注钢包下渣过程，并通过冷态实验验证了该模型的有效性。利用该模型研究了不同偏心率对下渣行为的影响，揭示了该工艺控制下渣的行为规律，并分析了吹氩流量对控制下渣的影响。结果表明，随着偏心率的增大，不同浇注高度下的最大切向速度减小，汇流漩涡临界高度降低。环出钢口四孔透气塞吹入氩气后，气泡流股的汇聚有效地减弱了水口上方钢液的周向旋转速度，大幅降低了汇流漩涡下渣临界高度。4个气泡流股的气液两相流会抑制流向水口钢液的径向流动速度，由排流沉坑引起的下渣也得到明显抑制。随着吹氩流量的增加，下渣临界高度呈降低趋势。就本研究而言，控制下渣的最佳吹氩流量为30L/min。

• 熔融钢渣调质制备高酸度系数矿物棉

  赵贵州，苍大强，林银河，石文兵，尹国亮，蒲春雷

  摘要：钢渣是钢铁生产过程中产生的副产品，产生量大，利用率低，并且熔渣热量几乎没有利用。以熔融钢渣为原料，粉煤灰为调质剂，通过调质电炉补热和离心法成纤制备高酸度系数矿物棉。通过XRF、XRD、SEM、黏度、平均直径、渣球含量、重金属浸出、燃烧性能和放射性核素等分析方法，研究高酸度系数矿物棉的性能。结果表明：粉煤灰调质可以显著提高酸度系数，酸度系数越大，黏度越大，熔炼温度越高，生产能耗越高；制备出酸度系数1.3、1.5、1.7和2.0的矿物棉，平均直径和渣球含量满足国家标准，重金属和放射性核素限量也满足国家标准，属于A级不燃材料。该工艺利用了熔融钢渣的资源和热量，有助于促进钢铁行业的节能减排。

• 一次再结晶法取向硅钢超薄带的冷轧塑性变形行为

  黄咸波，贾涓，宋新莉，孟利，熊玮

  摘要：以市场上购买的取向硅钢成品板为原料，经不同压下率冷轧至0.23~0.08mm不等。借助X射线衍射仪（XRD）检测了冷轧后样品中的织构组分及其含量，利用电子背散射技术(EBSD)测量了试样的取向因子分布情况。观察了孪晶的形貌与晶体学特征，分析了硅钢超薄带的塑性变形行为。结果发现，在平面压缩应力下，{112}<111>滑移系的取向因子较大。随冷轧压下率的增加，Goss织构的含量逐渐减少，{212}<141>织构组分的含量先增加后减少，{111}<112>织构组分的含量逐渐增加，织构组分以{110}<001>→{212}<141>→{111}<112>顺序演变。冷轧后样品中出现了孪晶，其晶体取向为{001}<110>，冷轧过程中孪晶取向没有发生变化。

• 合金调控对钢筋耐蚀性能的影响

  刘涛，陈永峰，朱利斌，左小坦，张洪彪，刘超

  摘要：采用通过微合金调控技术，合理控制钢中C、Cu、Cr和P等元素的含量，研发了一种比普通HRB400aE具有更高耐工业大气和含Cl-污染物综合内陆自然环境腐蚀的400MPa级低合金耐蚀抗震钢筋（NS-HRB400aE）。通过周浸试验、电化学极化曲线和电化学阻抗谱测试试验，对2种钢筋的耐蚀性进行了评价，结果表明合金化后的NS?HRB400AE低合金耐蚀抗震钢筋表面的腐蚀形貌为均匀腐蚀，而普通HRB400AE钢筋的腐蚀形貌主要为点蚀，NS-HRB400aE钢筋相比HRB400aE钢筋具有更低的腐蚀速率、更高的点蚀电位、更低的维钝电流密度和更高的临界Cl-含量，表明微合金调控后钢筋的耐蚀性能显著提升。

• 形变强化和逆相变细晶强化对Fe-18Cr-8Ni钢组织和性能的影响

  吴雷，柯睿，胡丞杨，万响亮

  摘要：奥氏体不锈钢较低的屈服强度限制了它在结构件中的使用。采用形变和相逆转变方法分别制备出了高屈服强度的奥氏体不锈钢。利用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、电子背散射衍射技术和万能试验机分别对奥氏体钢进行组织表征和力学性能测试，结果表明粗大的奥氏体晶粒在形变过程中形成位错、剪切带、应变诱导马氏体等组织，相逆转变方法获得了超细的无缺陷等轴奥氏体晶粒。形变强化和细晶强化均能明显提高奥氏体不锈钢屈服强度（280MPa提升至550MPa）的同时保持较好的塑性（伸长率46%和55%）。

• 稀土对低碳微合金高强钢冷却过程组织演变的影响

  赵勇桃，姜亚君，李波波，王玉峰，任慧平

  摘要：低碳微合金高强钢因其具有高强度、较好的塑韧性被应用到交通运输、石油管道等行业。稀土在钢中有净化钢液、细化晶粒和微合金化的作用，进而能提升材料的诸多性能。因此，在600MPa低碳微合金高强钢中加入稀土La，通过热膨胀仪对有、无稀土的微合金高强钢在不同冷速下相变点进行测定；利用SEM对不同冷速下的组织进行分析。结果表明，稀土的加入使低碳微合金高强钢的相变临界点Ac1、Ac3升高；使珠光体转变的临界冷速降低、孕育期增大。珠光体转变推迟，更容易获得贝氏体组织，且促进贝氏体的形貌由粒状向板条状转变。

• Sb-Ba复合随流孕育对大断面球铁低温冲击性能的影响

  李蒙，于亚征，孟银娜，祝庆

  摘要：采用随流孕育的方式向铁液中分别加入普通孕育剂75SiFe和含Sb和Ba孕育剂进行孕育处理，浇注尺寸规格为180mm×180mm×200mm的大断面球墨铸铁试块。运用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、拉力试验机、冲击试验机等检测方法，研究Sb?Ba复合随流孕育对大断面低温球墨铸铁组织和性能的影响。结果表明，与用普通孕育剂75SiFe相比，运用含Sb和Ba复合孕育剂对铁液进行随流孕育能显著改善大断面低温球墨铸铁微观组织和力学性能。该工艺可提高试样的石墨球化级别、改善石墨形态、增加石墨球数量、细化石墨球，可有效避免孕育衰退，使铸件组织和力学性能达到较佳匹配。冲击试验表明，低温韧性得到了明显提高，其(-40℃)冲击功平均值不低于为12J。

• 热轧S31603/Q370q不锈钢复合板界面特征分析

  邵春娟，镇凡，陆春洁，曲锦波

  摘要：利用热模拟试验研究了热变形参数对热轧S31603/Q370q不锈钢复合板结合界面的显微组织、成分分布、显微硬度、厚比分配的影响。结果表明，S31603/Q370q复合板由不锈钢侧至碳钢侧的组织变化依次为不锈钢基体中的奥氏体组织、渗碳层、富集了大量C、Cr的过渡层、脱碳层和碳钢基体中的铁素体+珠光体组织；过渡层有碳化物形成，其硬度最高，脱碳层为铁素体组织，其硬度最低；随着热变形温度的升高，碳钢的厚比分配增加，不锈钢的厚比分配减小，过渡层硬度峰值降低，脱碳层宽度增加；随着总变形量的增加，碳钢、不锈钢的厚比分配成正比关系增加，过渡层硬度峰值升高，脱碳层宽度变窄。