Steel Research International 2024精选文章荐读

导读

本合集收录了过去一年中在 Steel Research International 上发表的优秀文章。 Steel Research International 成立于 1927 年，时名 Archiv für das Eisenhüttenwesen ，为从工艺冶金和金属成型到材料工程等领域的高质量手稿提供了发表平台。本刊的重点是钢铁、铁合金以及与炼钢和钢铁加工相关的材料，例如耐火材料和炉渣。本期精选文章包括了世界各地研究人员撰写的有趣作品，涉及各种主题例如可持续炼钢、回收、连铸、微观结构、疲劳和磨损等。希望您喜欢这些来自编辑团队精选的文章。

文章合辑

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10.1002/srin.202200297

本文采用从全过程综合生命周期分析和技术经济分析，评估了三种直接还原铁技术的二氧化碳排放量、钢材平准化成本和二氧化碳减排成本。所有技术在使用可再生天然气和清洁电力后，与当前工业基准相比二氧化碳排放量均减少了 90% 以上。

02

10.1002/srin.202200791

上图为基于氢的氧化铁球团直接还原工厂的示意图，其中氢气通过绿色的水电解过程提供。

03

10.1002/srin.202200810

本文开发了一种新方法，将扫描开尔文探针力显微镜测量与有限元建模相结合，研究了X80管线钢中铁素体和贝氏体相中氢原子的扩散和分布。确定了两相中晶格和陷阱位置的氢原子浓度。结果表明铁素体中积累的氢原子比贝氏体中积累的多

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10.1002/srin.202200742

直接还原工艺污染物排放量少，能耗比高炉低，且炼铁过程中无需使用焦炭，近几十年来发展迅速。本文全面回顾了不同因素对直接还原炉性能的影响。最后，回顾了当前在工艺建模方面存在的知识空白，并提出了未来改进的建议。

05

10.1002/srin.202300045

电阻点焊过程中液态金属脆化 (LME) 引起的开裂，是镀锌先进和超高强度钢应用的重大障碍。本文发现，高强度中锰钢在较高临界温度下热成型后对LME开裂的敏感性显著降低。

06

10.1002/srin.202300238

本研究调查了在不同转变温度下制造的含碳化物(CBB)和无碳化物贝氏体(CFB)的高周疲劳(HCF)行为，提出了一种单样本载荷增加试验(LIT)作为确定高周疲劳极限的耗时的阶梯法的有效替代方法。本工作使用最先进的计算机视觉工具，对疲劳行为的评估进行的全面微观结构分析。

07

10.1002/srin.202300119

连铸过程中板坯角横裂纹发生率高，制约了微合金钢的生产质量和效率。本文综述了板坯连铸角横裂纹的形成机理、影响因素及典型控制技术的研究进展。

08

10.1002/srin.202300500

本文从高炉-转炉炼钢技术的改进、非高炉炼钢的尝试、以及氢电耦合冶金的预备技术三个方面，回顾了中国钢铁工业的关键技术和未来趋势，强调了这些技术的潜力和局限性，为低碳冶金的发展和政策制定提供了参考。

09

10.1002/srin.202300598

本文回顾了洁净钢生产（二次精炼和连铸工艺）中再氧化的关键问题。确定了再氧化的各种来源。在工业环境中，中间包中的再氧化主要归因于中间包熔剂中的开孔形成和绝缘覆盖粉末中的可还原氧化物（如 SiO2）。保持精确的中间包熔剂控制对于钢的洁净度至关重要。

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10.1002/srin.202300634

本文研究了多层赤铁矿球团在CO-CO2气氛中的还原，观察到赤铁矿的还原程度在不同的球团层和球团内部的不同区域内有所不同，发现样品中心的球团的还原程度比顶层和底层的球团低两倍。

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10.1002/srin.202300664

本研究旨在研究高碳马氏体钢中硬质NbC网络对磨损性能的影响。结论是，Nb含量越高，耐磨性越好，在0.01和1.0 wt% Nb合金中，质量损失可减少65%。

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10.1002/srin.202300561

建立了低碳奥氏体中硼(B)扩散和偏析的有限差分计算机模型。硼的富集几乎完全是通过间隙硼的扩散实现的，硼空位复合体的贡献不太可能很大。本工作还模拟了晶粒尺寸的影响以及与合金元素的相互作用

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10.1002/srin.202300660

本工作建立了连铸圆坯脉冲磁振荡处理多场耦合模型，讨论了PMO参数和铸造参数对连铸坯凝固过程的影响，在推荐参数下进行的工业试验取得了良好的效果，PMO可以提高高拉速下连铸坯的质量。

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10.1002/srin.202300707

在 DRI 装置中使用氢气作为还原剂是炼钢行业的未来，可显著减少二氧化碳排放。氢基还原取决于温度，高温可导致高还原度。然而，这也可能带来球团孔隙率和微观结构的一些变化，大孔可以在氢气气氛中从 900°C 开始形成。

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10.1002/srin.202300785

以废料回收为基础的循环钢铁经济因铜的不断积累而受到严重阻碍。本文表明，通过在熔体中添加铁矿石来利用临界氧浓度，可以将铜浓度从 1 wt％大幅降低至 0.1 wt％以下，从而主动去除铜，而非进行简单的浓度稀释。

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10.1002/srin.202300854

本文深入回顾了美国电弧炉渣回收利用，重点介绍了其在工业应用方面面临的挑战和机遇。虽然炉渣主要用于建筑，但从炉渣中获取更多价值仍然是一项挑战。本文强调了更高价值提取的潜力，探索了回收铬、钒、钼和铁等金属的现代回收技术。

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10.1002/srin.202400028

本工作利用光学发射光谱和图像分析研究了两个实验室反应器和中试反应器中氢等离子体熔融还原过程的监测。结果突出了辐射物质（如氢、铁和 FeO）随时间的变化，以及它们与等离子体最突出颜色之间的联系。

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10.1002/srin.202400148

本工作通过局部取向测量确定了不同碳含量的Fe-2Mn-C合金中贝氏体铁素体的晶体变体和有效晶粒尺寸。虽然碳含量对低碳和高碳体系的影响不同，但转变温度的降低有利于贝氏体结构的晶粒细化。获得的信息对于高强度贝氏体钢的合金和工艺设计很有价值。

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10.1002/srin.202400235

本文探讨了碳材料的特性如何影响炉渣发泡，强调需要采取策略来提高生物碳的有效性，例如制成颗粒或与焦炭混合。生物碳似乎是增强炉渣发泡的有前途但尚未得到充分探索的选择。

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10.1002/srin.202400116

本文回顾了残余元素在热变形过程的不同阶段（再热炉、氧化皮去除和变形）对钢材的影响。本文强调了残余元素带来的挑战，并提出了减轻其影响的策略。旨在帮助钢铁界识别高效利用废钢的挑战和机遇。

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10.1002/srin.202400178

边缘开裂阻碍了高强度钢的广泛使用，因为预测这种现象需要准确评估局部成形性。因此，应考虑微观和宏观结构的演变，即微观结构和微观机械特征以及施加的应力状态。本文旨在提出一种有前途的 FEM 工具，以表示不同载荷条件下的准确材料行为。

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10.1002/srin.202400494

随着电炉钢生产比例的提高，钢铁生产向高质量方向转型，需要加工低品位废钢以生产出更高质量的钢种。本研究调查了连铸过程中杂质元素对钢表面缺陷形成的影响，通过实验方法和计算热力学，推导了微量元素含量的上限。

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10.1002/srin.202400416

尽管石灰脱硫的硅含量高于生铁，但事实证明，石灰脱硫可有效降低铸铁中的硫含量。其成功取决于溶解氧与液态炉渣形成之间的相互作用。添加铝可以增强该工艺，但精确控制铝的用量和处理温度至关重要。

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