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期刊简介
期刊名称： 河北冶金
创办日期： 1979年
主管部门： 河北省金属学会
主办单位： 河北省金属学会 河钢集团有限公司
协办单位： 中国金属学会冶金流程工程学分会
河北省冶金研究院
刊期： 月刊
国内统一刊号(CN)：13-1172/TF
国际标准刊号(ISSN)：1006-5008
电话： 0311-89874718 85671316
传真：0311-85062956
Email： hbyj@chinajournal.net.cn
锅炉用高铬马氏体耐热钢的研究进展
张健;发展高参数的超(超)临界火电机组是提升能源利用效率、实现节能减排战略的关键途径。高铬马氏体耐热钢凭借优异的高温抗蠕变性能及耐腐蚀性能，已成为锅炉关键部件的核心材料。然而，高铬马氏体耐热钢在高温服役过程中微观组织和力学性能将发生显著弱化，高温服役稳定性将直接影响机组的安全高效运行。基于国内外研究，系统综述了锅炉用高铬马氏体耐热钢的研究进展。首先，梳理了高铬马氏体耐热钢的发展历程，明确其从早期基础钢种到新型高性能钢种的发展逻辑。重点剖析了材料蠕变过程中的微观组织变化规律，包括基体组织的演变特征、析出相的溶解与析出行为，以及蠕变空洞的形核、长大与损伤累积过程，揭示了微观组织演变与性能的内在关联。同时，分析了蠕变过程中力学性能的变化规律，包括蠕变行为与蠕变速率的阶段特性以及韧性与断裂模式的转变机制，明确力学性能退化的核心影响因素。最后，基于高铬马氏体耐热钢当前研究现状，展望了服役过程中组织性能退化机制、基于机器学习技术的成分优化设计等关键研究方向，为后续开发更高性能的高铬马氏体耐热钢，保障机组安全运行提供理论支撑与研究思路。
基于多准则评估框架的复杂采空区群下矿柱安全回采临界间距确定
张鸿亮 ;吴庄庄 ;宋叶卫 ;赵鹏飞 ;张端 ;方成成 ;地下金属矿山多层采空区间距的合理确定是保障安全生产和提高资源回收率的关键技术问题。传统经验公式法仅考虑几何因素，单一数值模拟方法参数主观性强，两者均存在显著局限性。本文建立了融合几何准则、力学准则、稳定性准则和时效准则的多准则综合评价框架，提出了数值模拟-相似试验-现场监测三位一体的临界间距确定方法体系。系统阐述了采空区间距影响因素的作用机理，包括围岩应力状态、变形破坏特征、时效性影响和动力稳定性等关键因素；建立了包含16个具体指标的层次化评价指标体系，综合表征了影响采空区群稳定性的多维度因素；采用层次分析法(AHP)与熵权法相结合确定指标权重，运用模糊综合评价实现稳定性等级量化。实际工程案例研究表明，该框架能够有效确定复杂采空区群条件下的矿柱临界间距。研究成果为深部矿山和老矿山残留矿柱资源的安全回采提供了科学依据和技术支撑，具有重要的理论价值和工程实践意义。
基于水模型实验的钢包底吹氩工艺优化
李徐刚;冯文静;朱宏伟;康金祥;魏瑞鹏;赵雷;李丽;王艳辉;钢包底吹氩是提升钢液洁净度的关键精炼手段，其工艺参数(吹气位置与流量)的优化直接影响夹杂物去除效率与精炼效果。针对某钢厂30 t小吨位钢包在实际软吹过程中出现的增氧与洁净度下降的问题，基于修正弗鲁德数(Fr')与韦伯数(We)相似准则，建立了1∶2几何比例的水力学模型，系统模拟了底吹工艺，并实验探究了底吹位置(0.2R～0.8R)与流量(0.1～1.2 L/min)对钢液混匀时间、内部流场特性及液面裸露(卷渣)行为的影响规律。结果表明，当底吹位置为0.6R、模型流量为0.8～1.2 L/min(对应原型流量17.6～26.4 L/min)时，系统能实现较短的混匀时间(约70～100 s)与良好的流场动力学条件，同时避免钢液面裸露；流量超过1.2 L/min后，对混匀效果的改善显著减弱，且会引发液面裸露与卷渣，恶化钢液质量。本研究为小吨位钢包底吹氩工艺的精细化操作提供了理论依据与数据支撑。
控轧控冷工艺参数对Nb-Ti微合金化X70管线钢组织的影响
单庆林;万德成;陈彤;杨玉厚;冯运莉;刘国龙;为实现Nb-Ti微合金化X70管线钢微观组织的精确调控，利用Gleeble-3500热模拟试验机，研究了控轧控冷工艺参数对多相组织演变及晶粒细化的影响。基于晶粒尺寸统计结果，以冷却速率与终冷温度为因子建立双因素线性回归模型，构建了基于平均晶粒尺寸及P10/90分位数的量化评价体系。研究结果表明：冷却速率是决定晶粒尺寸的主导因素，终冷温度对晶粒尺寸的影响较小。当冷却速率由2℃/s提升至10℃/s时，平均晶粒尺寸由4.95～5.21μm降至3.86～4.14μm,降幅较大；同时代表粗晶的特征尺寸由7.34～7.96μm降至5.50～5.99μm,表明中高冷速有效消除了组织中的粗大不均匀区域。在10～15℃/s区间内，晶粒细化程度趋于饱和，晶粒尺寸维持在3.90～3.99μm,冷却速率的提升主要驱动组织类型由准多边形铁素体/粒状贝氏体混合向粒状贝氏体主导转变。
热轧宽带钢轧机承载辊缝凸度的影响因素
吕小虎;王瑞;贾俊龙;宽带钢轧机的承载辊缝凸度直接决定轧件的凸度与平直度，精准掌握各参数对辊缝凸度的作用规律，是提升板形模型预测精度、稳定产品质量的关键。现有研究多采用影响函数法开展辊系变形分析，采用三维有限元系统量化多参数耦合影响的研究较为匮乏。本文以某四辊CVC热轧宽带钢轧机为研究对象，依托结构对称性建立1/4三维弹性有限元辊系模型，选用减缩积分单元并对接触区域网格加密，定量探究了不同带钢宽度条件下轧制力、弯辊力、工作辊凸度、支撑辊凸度、辊径、轧辊弹性模量及支撑辊辊型等因素对承载辊缝凸度的作用规律。结果显示，各因素对辊缝凸度的影响程度随带钢宽度差异显著；支撑辊辊型、支撑辊原始凸度对辊缝凸度存在明显调控作用，支撑辊辊径变化带来的凸度变化可忽略不计；弯辊力对宽幅带钢的凸度调节效率远高于窄带钢。基于正交试验批量仿真数据，对原有板形模型中承载辊缝凸度计算系数进行回归修正，现场应用后带钢凸度符合率提升至99%以上。该研究完整揭示了多参数辊缝变形机理，可为热轧宽带钢板形在线模型优化、辊型配置与轧制工艺调控提供理论支撑。
基于烧结熔融区的非主流矿配矿优化
陈灿;我国钢铁工业快速发展，作为钢铁生产主要原料的铁矿资源高度依赖进口，而国际四大矿山主流铁矿资源供应增量有限，非主流矿因成分、性能及供应不稳定，给传统烧结配矿带来严峻挑战。本文提出基于烧结熔融区的非主流矿优化配矿方法，以熔融区比例、SiO2含量、CaO/Fe2O3物质的量比值为主要控制指标，建立理论计算模型替代传统烧结杯试验，实现配矿结构的快速、定量优化。并以邯钢360m2烧结机为应用案例，引入非主流矿，设计7种优化配矿结构开展工业生产。结果表明：各优化结构的熔融区关键指标均控制在适宜范围，烧结机利用系数、转鼓强度、平均粒度等主要产量及质量指标与基准结构基本持平、生产保持了稳定，有效提升了非主流矿资源利用率。该方法为钢铁企业应对原料市场变化、兼顾烧结生产稳定与降本增效提供了可行的技术方案。
稀土耐蚀钢研究进展
吉伟;通过对近年来稀土耐蚀钢相关文献的系统调研，全面阐述了其研发进展及其重要意义。研究显示，将高丰度镧铈稀土融入普碳钢的成分设计与生产开发，既能充分发挥稀土的冶金净化、组织细化及性能调控功能，又能克服传统耐候钢成本较高、涂装防腐工艺污染较大的缺陷。基础研究成果证实了稀土在优化夹杂物、提升界面强度、改善锈层产物等方面的关键作用，阐明了稀土的耐蚀作用机制。生产实践表明，采用连铸结晶器喂线法，可实现镧铈稀土在普碳钢连铸过程中的有效添加，成功解决了传统添加方法收得率的问题。多维度性能评估表明，稀土耐蚀钢除具备“以锈防锈”的耐腐蚀性能外，还兼具优异的低温冲击韧性与焊接工艺适应性，能够满足多数工程场景的使用需求。此外，通过逐步构建完善的标准体系，进一步实现了稀土耐蚀产品的规范化与标准化生产，有助于提升产品质量和市场竞争力，为我国高丰度镧铈稀土资源的高效均衡利用以及钢材产品的更新换代开辟了一条具有创新性和可持续性的新途径，对推动我国钢铁行业和稀土产业的协同发展具有深远的意义。
热浸镀纯锌与锌铝镁镀层的耐蚀性能对比研究
梁媛媛;张春丽;曹宏玮;宋仁伯;王心昭;对比改良森吉米尔法连续热镀锌生产线上生产的超厚锌层Z720和中铝系锌铝镁ZAM275产品的各项性能，为光伏、地下管理及畜牧等高防腐要求行业用钢提供了材料选购依据。通过辉光放电光谱仪、粗糙度检测、激光共聚焦显微镜、扫描电镜、中性盐雾试验、XRD、XPS、等方法分析了两种材料表面的粗糙度、镀层金相状态，对比了两种镀层产品在中性盐雾条件下的耐蚀性。纯锌Z720产品的平均粗糙度为1.33μm，锌铝镁ZAM275产品的平均粗糙度为0.84μm，明显锌铝镁产品的表面粗糙度优于纯锌产品；盐雾实验进行到第24周4032小时，根据对出箱样板的观察，纯锌镀层产品已经有50%红锈，而ZAM275样板镀层对于钢基的保护仍可控，锌铝镁材料的耐蚀性明显优于纯锌镀层材料。ZAM275锌铝镁产品的镀层均匀，表面粗糙度、耐中性盐雾性能优于纯锌产品。ZAM275性能优异，可作为光伏、地下管理及畜牧等高防腐要求行业用钢材料。
输氢管线钢L415MH开发及其服役性能评价
李斌;贾改风;李贵良;刘书生;李航晶;周文涛;氢能是实现能源再生的重要能量载体，管道输送是氢能大规模、长距离输送的最经济高效方式。然而，管线钢在高压氢环境中服役时面临氢脆威胁，严重制约输氢管道的安全性。本文基于低C、低Mn、低P、低S的成分设计思路，结合Nb、Ti微合金化和Cr固溶强化，开发了L415MH输氢管线钢。通过洁净钢冶炼工艺控制夹杂物形态与尺寸，采用动态轻压下技术改善铸坯中心偏析；在热轧工序中，通过TMCP工艺获得以准多边形铁素体为主的显微组织，晶粒度达到10.5级以上，并结合弛豫析出工艺调控纳米级碳化物的弥散分布。工业化试制结果表明，所开发L415MH管线钢的力学性能、抗氢致开裂(HIC)性能均满足输氢管线钢技术要求。6.3 MPa高压氢环境下的慢应变速率拉伸试验显示，材料断后伸长率的氢脆敏感性指数控制在10%以内；断裂韧度试验表明，氢环境下断裂韧度值KIC达到110 MPa·m1/2以上；疲劳寿命试验中，在415 MPa应力条件下经120000次循环未发生断裂。综合结果表明，所开发的L415MH管线钢具有良好的抗氢脆性能，可满足高压输氢管道的服役要求。
烧结燃料结构优化及粒径对燃烧带的影响规律研究
姜会元;佘雪峰;高瑞芳;侯健;焦国帅;黄小波;为优化邯郸钢铁集团有限责任公司烧结厂固体燃料结构组成，研究固体燃料对燃烧带的影响，降低烧结过程中的燃料消耗，降低烧结烟气一氧化碳排放量，本文通过热重分析试验和烧结杯试验，系统研究了不同粒度下焦粉和煤粉的燃烧特性及其对烧结矿质量和产量的影响。结果表明，随着固体燃料粒度从0～0.5mm增至3～8mm，煤粉的平均燃烧速率由7.86min-1降至6.24min-1，可燃性指数由0.89×10-6·min-1·℃-2降至0.48×10-6·min-1·℃-2，燃烧特性指数由8.76×10-9·min-2·℃-3降到3.21×10-9·min-2·℃-3；焦粉的平均燃烧速率由7.64min-1降至6.07min-1，可燃性指数由1.13×10-6·min-1·℃-2降至0.72×10-6·min-1·℃-2，燃烧特性指数由9.13×10-9·min-2·℃-3降至了6.47×10-9·min-2·℃-3。同时，考察了固体燃料结构对烧结过程的影响规律，发现当烧结固体燃料中煤粉配比由0%增至25%时，烧结矿的成品率由63.75%增至65.26%。增大煤粉配比会降低烧结矿质量，烧结矿的转鼓指数从78.87%降至77.16%，烧结矿的FeO含量略有降低，SiO2含量略有升高；焦粉粒径能够显著地影响烧结过程中燃烧带的分布，在一定范围内增加烧结料中细焦粉粒径比例，能够拓展燃烧带前缘，增加燃烧带厚度及持续时间。
先进高强度汽车用钢板研究进展与技术应用现状
吝章国;综述了第一、二、三代先进高强度汽车用钢的理论研究与生产现状,并具体介绍了辊压成形、液压成形、热成形、百足成形和链模成形等几种先进高强钢应用技术的最新进展。先进高强度用钢成分与性能体系趋于完备,强塑积从10GPa·%到60GPa·%钢种的研发与应用极大地满足了汽车轻量化选材与用材的需求,可以预见兼具高强度与高塑性的第三代先进高强度汽车板是未来发展的方向,将得到越来越广泛地应用。先进高强度用钢仍有很多与生产相关的技术需要突破,应用技术的开发也需要加大力度。
我国氢冶金发展现状及未来趋势
唐珏;储满生;李峰;周渝生;王佳鑫;李胜康;柳政根;高炉富氢冶炼和富氢气基竖炉是我国氢冶金发展的两大主要方向。高炉富氢冶炼以喷吹焦炉煤气最为典型,与未喷吹焦炉煤气相比,喷吹50 m3/t HM焦炉煤气,炉料还原速度加快,焦比降低14.43%,碳排放减少8.61%。年产1万t DRI煤制气-气基竖炉直接还原中试基地正在建设,该流程吨钢总能耗为263.67 kgce,吨钢CO2排放量为829.89 kg,优于传统高炉-转炉流程。综合考虑目前制氢和储氢装备与技术尚待完善、氢气还原吸热降低炉温、氢气比重低、制氢成本高等,我国原燃料条件下更适宜发展富氢气基竖炉,大规模产业化经济制氢与储氢将推动全氢竖炉的进一步发展。
控轧控冷技术的发展和应用
於亮;刘军会;宋惠改;介绍了控轧控冷工艺的发展历史、工艺原理以及控轧控冷工艺和常规轧制在改善钢材显微组织、晶粒尺寸方面的对比情况,说明了采用控轧控冷技术是生产高性能钢材的必然趋势。
新能源汽车及其轻量化技术发展现状与趋势
熊自柳;齐建军;刘宏强;孙力;梁爱国;综述了新能源汽车产生的政策背景、发展现状与趋势、整车性能和选材要求、轻量化材料及应用技术现状。指出,伴随着碳排放政策逐步严苛,新能源汽车在动力方式和用户需求方面发生较大变化,汽车行业对车身轻量化、车身安全性能、续航里程方面提出了更高的要求,是未来汽车的发展主流方向。将由国家政策驱动逐步转向用户和市场联合驱动的技术发展模式。同时提出以超高强钢为主的多材料混合轻量化是未来轻量化选材的发展方向,需要解决的重点问题除了超高强度材料本身存在的技术问题及相关应用技术外,应该对多材料混合设计、制造技术等进行系统研究,寻求最佳解决方案。
我国氢冶金发展现状及未来趋势
唐珏;储满生;李峰;周渝生;王佳鑫;李胜康;柳政根;高炉富氢冶炼和富氢气基竖炉是我国氢冶金发展的两大主要方向。高炉富氢冶炼以喷吹焦炉煤气最为典型,与未喷吹焦炉煤气相比,喷吹50 m3/t HM焦炉煤气,炉料还原速度加快,焦比降低14.43%,碳排放减少8.61%。年产1万t DRI煤制气-气基竖炉直接还原中试基地正在建设,该流程吨钢总能耗为263.67 kgce,吨钢CO2排放量为829.89 kg,优于传统高炉-转炉流程。综合考虑目前制氢和储氢装备与技术尚待完善、氢气还原吸热降低炉温、氢气比重低、制氢成本高等,我国原燃料条件下更适宜发展富氢气基竖炉,大规模产业化经济制氢与储氢将推动全氢竖炉的进一步发展。
控轧控冷技术的发展和应用
於亮;刘军会;宋惠改;介绍了控轧控冷工艺的发展历史、工艺原理以及控轧控冷工艺和常规轧制在改善钢材显微组织、晶粒尺寸方面的对比情况,说明了采用控轧控冷技术是生产高性能钢材的必然趋势。
磁性材料的研究进展及其发展方向
丁占来,岑玮,于旭光介绍了软磁材料、硬磁材料、磁力学材料、磁电子材料四种磁性材料的近期研究进展、每种材料的主要性能以及调控这些性能的主要方法,分析了纳米永磁材料、非晶体磁纤维、铁磁形状记忆合金、巨磁阻材料等的现状及其发展方向。
期刊信息
期刊名称：《河北冶金》
创办日期：1979年
主管部门：河北省金属学会
主办单位：河北省金属学会
河钢集团有限公司
协办单位：中国金属学会冶金流程工程学分会
河钢材料技术研究院
河北省冶金研究院
刊期：月刊
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85671316
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Email：hbyj@chinajournal.net.cn
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国内统一刊号：CN13-1172
国际标准刊号：ISSN1006-5008
邮编：050031
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