耐火纤维是耐火材料大家族中的重要一员。其具有一般纤维的特性，如柔软、有弹性、有一定的抗拉强度，又具有一般纤维所没有的耐高温、耐腐蚀性能。作为耐火隔热材料，耐火纤维已被广泛应用于冶金、化工、机械、建材、造船、航空、航天等行业。目前，市场上的耐火纤维以硅酸铝系列为主，广泛应用于冶金、陶瓷等领域的加热炉、热处理炉等高温装备。硅酸铝系列耐火纤维的优点是使用温度高，且高温使用性能好，但其最大的缺陷是不可降解，对人体有害，目前在一些发达国家，其使用已受到限制，欧盟甚至已将其列为二类可能性致癌物质。 　　对此，研究人员纷纷开展了对于可降解、无害于人体的耐火纤维的研究开发。环保型可降解无机纤维正是近年来加入耐火材料行列的新成员之一，其具有耐高温、节能、隔热等特性，在人体和土壤环境中能够快速降解，不会对人体和自然环境产生危害。随着人们环境保护意识的增强，材料与环境的关系越来越受到普遍关注，具有生物可降解性能的无机纤维材料越来越受到重视，可降解耐火纤维在市场上对传统耐火纤维市场造成很大的影响和冲击。 　　要衡量耐火纤维对环境的影响程度，则着重要参考其降解性能的强弱。目前，可降解无机耐火纤维降解性能的测试方法主要有生物学性能测试及体外测试两种。生物学性能测试是采用在小白鼠体内或肺部植入纤维，经过一定试验周期后观察小白鼠肺部是否病变，以此来判断纤维在生物体内的降解能力。此法周期长，实验条件要求高，应用于工业测定的可行性比较小。 　　因此，通过配制模拟肺液，采用体外模拟试验测定纤维的溶解量来间接地反映降解速度是简单可行的测试方法。一般来说，可降解无机耐火纤维的降解速度越快，在模拟肺液中的溶解量也越大。但是，溶解量的测定受到诸多因素的影响，比如纤维长度、溶解时间以及人体肺液代谢的动态环境等。为此，有研究人员采用恒温水浴振荡法模拟人体肺液的动态环境，测定并分析了纤维长度、溶解时间、振荡速度等测定因素对纤维溶解量的影响，以求为更环保、无害的耐火纤维研发和生产提供依据。 　　科学试验提供依据 　　试验原理。环保型可降解无机纤维的结构为玻璃态。由于在弱碱性模拟肺液中的水分子作用下纤维结构中的Ca2+、Mg2+发生水解反应，使Ca2+、Mg2+不断被浸出。因此，可以通过定量分析不同环境下纤维在模拟肺液中的Ca2+、Mg2+析出量来反映无机纤维的溶解量。 　　试验过程。研究人员采用以下分析纯试剂配制模拟肺液：氯化钠（NaCl）6.78克，氯化氨（NH4Cl）0.54克，碳酸氢钠（NaHCO3）2.27克，磷酸氢二钠（Na2HPO4）0.17克，硫酸（H2SO4，1：100）5克，二水合柠檬酸钠（Na3C6H5O72H2O）0.06克，甘氨酸（H2NCH2CO2H）0.45克。将以上试剂用蒸馏水稀释至1升，就得到模拟肺溶液。 　　试验所用的可降解环保耐火纤维样品是采用高纯工业原料生产的，其主要化学组成分为SiO2、CaO、MgO，三者总质量分数大于96%。主要试验设备有恒温水浴振荡加热箱、塑料离心管、干燥箱、标准筛、玛瑙研钵等。 　　试验过程如下：取可降解无机耐火纤维样品各1克，放入装有50毫升模拟肺液的塑料离心管中，然后放置在恒温水浴箱中恒温37℃，设定振荡速度，持续一定时间。试验结束后，过滤，出滤清液，使用ICP（电感耦合等离子体）分析仪测定溶解在模拟肺液中的SiO2、CaO、MgO含量。分别研究以下测试因素对纤维溶解量的影响： 　　纤维长度的影响。研究人员分别取3份不同长度的耐火纤维样品进行测试。其中包括没有经过短切的纤维原棉，经短切、粉碎后过2 毫米（10目）筛的纤维棉，研磨后过0.250毫米（60目）筛的筛下纤维粉末。溶解时间均为24小时，振荡速度均为每分钟180转。 　　溶解时间的影响。取3份短切试样，分别进行24小时、48小时、168小时的测试，振荡速度均为每分钟180转。 　　振荡速度的影响。取3份短切试样，分别以每分钟60转、180转、280转的振荡速率进行测试，溶解时间均为24小时。 　　对比分析确定结论 　　纤维长度对溶解量的影响。研究人员将不同长度的耐火纤维棉同时溶解24小时后，测定滤清液中的SiO2、CaO、MgO的含量，从不同长度纤维在模拟肺液中溶解24小时后的溶解量可以看出，未经短切的纤维在模拟肺液中的降解性最小，经过短切粉碎的纤维和经研磨的纤维粉末的降解性较好；但研磨的试样相对于短切试样的降解能力增加并不明显。纤维的离子析出能力主要受纤维表面积大小的制约，纤维粉碎得越细，相应比表面积就越大，析出能力也相应增大。纤维经剪切研磨后，比表面积增大，与模拟肺液中水分子的水解反应更加充分。因此，在相同反应时间内随着纤维长度的减小，环保纤维的总溶解量变大，即降解性增大。 　　溶解时间对溶解量的影响。纤维棉溶解不同时间后，从测定滤清液中的SiO2、CaO、MgO的含量可以看出：随着溶解时间的延长，纤维棉的总溶解量不断增大；但随着时间的继续延长，其降解速度并没有呈比例增加，而是明显变缓。这主要是因为随着时间的延长，模拟肺液中SiO2、CaO、MgO的量越多，反应逐渐变慢，直至反应趋于平衡，纤维的降解终止。然而，在现实环境中，人体吸入环保耐火纤维粉尘后，由于人体的新陈代谢，肺液会不断更新，从纤维析出的离子会不断被人体排泄，纤维在动态的肺液环境中的溶解速率受离子浓度影响比较小。因此，在最初的24小时内的模拟溶液环境更接近人体肺液成分，纤维的溶解速度也更接近在人体内的降解速度。 　　振荡速度对溶解量的影响。振荡试验的目的是为了模拟人体肺液的动态环境。改变振荡速度，溶解24小时后，测定滤清液中的SiO2、CaO、MgO的含量。从中可以看出，随着振荡速度的增大，环保耐火纤维在模拟肺液中溶解的离子量增大，振荡最慢的试样的溶解量最小。这主要是因为振荡可以使从纤维中析出的离子快速离开纤维表面，从而使模拟肺液中的水解反应能够在纤维表面充分进行。但是振荡速度每分钟180转和280转的试样溶解量变化不大。 　　在模拟试验中，研究人员发现，纤维长度、溶解时间、振荡速率对纤维降解析出离子的影响较大。但是，较大幅度地减少纤维长度、延长溶解时间和提高振荡速度

超低氧特殊钢广泛用于制造业，如作为汽车发动机阀门弹簧与减震弹簧、汽车轴与连杆、列车车轮与车轴等。这些部件在服役时经受交变应力作用，要求具有良好的抗疲劳性能。除了要求抗疲劳性能外，汽车轴与连杆等非调质类超低氧钢还要求一定的切削性能，通常加入较高的硫含量。 　　非金属夹杂物与钢基体在变形性能、热膨胀、硬度等性质方面有很大不同，在钢基体与夹杂物界面处易形成疲劳起裂。研究表明，尺寸细小、球形、低熔点（可一定程度变形）的夹杂物可有效延长钢的疲劳寿命。在实验室对超低氧超低硫系列特殊钢、超低氧较高硫含量系列特殊钢中夹杂物控制规律与控制策略进行了系统探索。 　　特殊钢夹杂物的控制策略 　　为了提高抗疲劳性能，目前特殊钢中夹杂物主要有两种控制策略。 　　第一种策略即夹杂物塑性化：将夹杂物控制在CaO-Al2O3-SiO2系中假硅灰石、钙斜长石和鳞石英所围成的低熔点塑性区，以及SiO2-MnO-Al2O3系中锰铝榴石低熔点塑性区。该工艺要求采用Si-Mn脱氧与低碱度低Al2O3含量炉渣进行长时间精炼，并将钢中[Al]控制在极低水平（<5ppm），技术难度大且生产成本高，目前仅用于汽车发动机阀门弹簧钢与轮胎子午线等少数高品质特殊钢。 　　第二种策略是超低氧冶炼：采用Al强脱氧与较高碱度炉渣（CaO/SiO2:3~5，Al2O3:20%~30%）精炼来大幅度减少夹杂物数量。但是，该工艺条件下绝大多数夹杂物熔点很高，尤其是很难避免大尺寸的高熔点夹杂物。ASTME45-2005标准将此类球状不变形归类为D类夹杂物；当其尺寸大于13μm时，国标GB/T10561-2005中称之为DS类夹杂物。日本生产轴承钢最著名的山阳特殊钢早在2007年时就报道，轴承钢T[O]降至5ppm时，仍然很难避免生成大尺寸高熔点钙镁铝硅酸盐夹杂物。因此，如何在实现超低氧含量的同时得到低熔点夹杂物，是超低氧特殊钢夹杂物控制技术中的难题。 　　另外，高熔点夹杂物除了对特殊钢疲劳性能危害很大，还容易诱发连铸水口结瘤。众所周知，钙处理可以有效减轻或避免水口结瘤的产生。但是，对于要求一定硫含量以保证切削性能的特殊钢如汽车轴用非调质钢，采用钙处理易生成高熔点CaS夹杂物，同样会造成水口结瘤。因而在实际生产中通常采用控Al脱氧、提高中间包钢液的温度等方法来减轻此类特殊钢连铸时的水口结瘤；在精炼后期采用较低碱度的炉渣进行精炼，以减少高熔点钙铝酸盐夹杂物（D类夹杂物），也便于进行增硫操作。 　　探索夹杂物特征的研究方法 　　超低氧低硫钢中低熔点钙镁铝酸盐类夹杂物控制。通过真空感应炉冶炼得到成分合格的母铁，随后通过Si-Mo电阻炉进行钢液—炉渣反应实验：将100g钢样、50g渣样放入MgO坩埚，将MgO坩埚置于刚玉反应管的恒温区内并加热至1873K。实验时，刚玉反应管全程通入氩气（1.5NL/min）进行保护。在钢液—炉渣反应一定时间后，将坩埚取出后水淬冷却，得到钢样与炉渣样。实验中，钢液—炉渣反应时间为90min。同时，为了研究反应时间对夹杂物生成的影响，部分炉次反应时间分别为30min、60min、90min、180min。实验所用炉渣料是化学分析纯CaO、SiO2、Al2O3经过预脱水处理后进行配制而得到的。夹杂物采用扫描电镜-能谱仪（SEM-EDS，日本JEOL公司产）进行分析，得到其尺寸、数量、成分等特征。 　　超低氧较高硫含量钢中MnS+氧化物型复合夹杂物控制。采用10kg真空感应炉（ZG-0.01型）进行实验：第一步，将工业纯铁（Fe：99.8%）装入镁砂坩埚中，在空气气氛下熔清；第二步，开启真空泵对真空室抽真空、充入高纯Ar，如此反复3次达到所需的真空度（<50Pa）；第三步，向钢液加入铝粒进行脱氧后，加入石墨（99%）、电解锰（99.3%）、多晶硅（99.5%）进行合金化，加入FeS（75%）增硫，冶炼一段时间后，出钢前在真空条件下采用自制取样器进行取样（水淬水冷）；第四步，将钢液注入真空室内钢锭模中冷却。实验中所用炉渣碱度为3~5，并变化钢中[Al]、[S]含量以考察其对钢中夹杂物生成的影响，共进行了6炉次实验。 　　随后，研究人员将所得钢样与炉渣试样进行化学成分分析，对钢样进行金相制样后采用SEM-EDS（日本JEOL公司产）与ASPEX eXplorer自动扫描电镜（原美国ASPEX公司产，现为FEI公司）对夹杂物进行随机分析，得到夹杂物的成分、尺寸、数量等特征。 　　超低氧低硫特殊钢中夹杂物特征 　　实验结果显示，钢液—炉渣反应90min后，钢中全部为球形的CaO-MgO-Al2O3系复合夹杂物，其尺寸主要在5μm以下。 　　夹杂物元素分布面扫描结果表明复合夹杂物可分为两类。第一类夹杂物元素面分布特征为：Al均匀地分布、Mg集中于中心、Ca分布于表层且Mg、Ca空间位置呈互补关系，即MgO-Al2O3作为夹杂物核心而外围包裹CaO-Al2O3。第二类夹杂物元素面分布特征为：夹杂物中心Mg含量很高，夹杂物外围Ca、Al含量很高，Mg含量高的区域与Ca、Al含量高的区域呈互补关系，Ca、Al含量高的区域互相重叠，即高MgO为夹杂物核心而外围包裹CaO-Al2O3。夹杂物成分分布特征显示，夹杂物主要集中于低熔点区域及其周边邻近区域，少量分布着高MgO含量的夹杂物。 　　钢中CaO-MgO-Al2O3系复合夹杂物之所以具有如上所述特征，是因为钢液—炉渣反应在不同时间条件下，钢中夹杂物经历了复杂的转变过程。钢液—炉渣反应30min后，钢中夹杂物主要是Al2O3-MgO与MgO，其形貌为棱角分明的多边形。随着钢液—炉渣反应时间的增加，夹杂物外形逐渐转变为球形，成分则逐渐转变为CaO-MgO-Al2O3系。随着反应时间的增加，夹杂物平均成分逐渐往低熔点区域移动。随着反应时间从30min增加到180min，夹杂物中的CaO含量由15%增加到30%，MgO含量由30%减少至20%。 　　其关键在于：随着钢液与炉渣反应时间的增加，炉渣中CaO被还原导致Ca进入钢液，钢液与夹杂物发生进一步的反应，使钢中高熔点夹杂物转变为较低熔点的钙镁铝酸盐类夹杂物。由于此类夹杂物以较低熔点CaO-Al2O3包裹较硬的MgO-Al2O3类核心或高MgO含量的核心，其具有一定变形能力，能够有效延长钢的疲劳寿命。 　　超低氧较高硫含量特殊钢中夹杂物特征 　　研究人员采用ASPEX eXplorer自动扫描电镜对夹杂物进行了大面积分析，每个试样分析约50mm2的区域，该区域内1μm以上的夹杂物都能够被检测到。结果表明，钢中大部分夹杂物尺寸在10μm以下，少数夹杂物尺寸大于15μm但全部小于30μm。对中[Al]、中[S]含量和高[Al]、高[S]含量条件下钢中夹杂物的类型特征的统计分析显示，钢中绝大多数夹杂物为MnS，其数量比例为88.8%~95.4%，其余主要为MnS+Al2O3、MnS+MgO-Al2O3。 　　夹杂物元素分布面扫描结果表明，在中[Al]、中[S]含量和高[Al]、高[S]含量条件下，钢中MnS+Al2O3类复合夹杂物以尺寸极为细小的Al2O3为核心、外表包裹MnS而形成。众所周知，MnS夹杂物具有良好的塑性变形能力，在热轧温度下能够与钢基体一起发生变形而不容易引起应力集中。因此，MnS包裹Al2O3与MgO-Al2O3所形成的复合夹杂物属于“软”包“硬”型夹杂物，具有很好的变形性能，有利于提高钢的抗疲劳性能。 　　由于MnS是在凝固过程中温度较低时生成的，此类包裹型复合夹杂物应该是MnS以Al2O3与MgO-Al2O3夹杂物为异质形核核心而生成的。根据异质形核理论，Al2O3与MgO-Al2O3夹杂物的尺寸是影响MnS能否以其作为形核核心的关键性因素。另外，MnS包裹层的厚度对此类复合夹杂物的变形性能也将产生重要影响。因此根据MnS包裹氧化物核心的状态，将其区分为完全包裹、部分包裹和未包裹状态。 　　总之，对于低硫系列的超低氧钢，在Al脱氧与高碱度高Al2O3炉渣精炼的条件下，通过促进钢液与炉渣之间的反应而间接促进夹杂物的低熔点化转变，从而在实现超低氧含量的同时，在钢中生成尺寸细小、球形、较低熔点的钙镁铝酸盐类夹杂物。对于较高硫含量的超低氧特殊钢，则探索在Al脱氧与较高炉渣精炼的条件下，在实现超低氧含量的同时，通过抑制钢液与炉渣之间的反应，有效抑制钙铝酸盐类夹杂物的生成，从而减少D类夹杂物的来源。钢中绝大多数夹杂物为凝固过程生成的MnS，并利用变形性能良好的MnS包裹脱氧与精炼过程中生成的高熔点Al2O3与Al2O3-MgO，从而形成“软”包“硬”型复合夹杂物，有效改善钢的抗疲劳性能与切削性能。

　　泰国Sahaviryia钢铁工业公司（SSI）在2013年12月设备停机检修期间，在位于Bangsaphan的钢厂的F7精轧机架上安装了达涅利Dan Joint高性能稀油润滑齿轮传动轴，并顺利完成试车。在12月16日到28日的那段时间，进行了下列工作： 　　◆将现有干油润滑齿轮传动轴从轧机机架上拆卸下来；◆拆下两个小齿轮接手，送到达涅利泰国设备制造厂检修。在设备制造厂将现有驱动侧用热装方法装到小齿轮轴接手上的轮毂拆下。再将新的驱动侧轮毂装到现有小齿轮接手上，并固定在安装位置；◆已经装上新轮毂的小齿轮接手运回SSI钢厂，安装到轧机机架现有齿轮座上；◆将新集油箱安装在设备基础上，并灌好水泥浆；◆安装新齿轮传动轴，然后进行冷、热试车； 　　◆妥善调整所有的润滑参数，记录所有的工艺技术参数，最后完成试车任务。 　　所有的工作均应做好周密的计划安排，按步实施，目的是确保在计划停机时间内，完成所有的工作。 　　Dan Joint技术的优点有： 　　◆显著减少干油润滑齿轮常见的损坏现象（如点蚀、磨损、粘接和熔化）；◆动力传动效率高； 　　◆接触面积磨擦小； 　　◆延长齿轮元件使用寿命； 　　◆具有良好的经济性（贯彻“便于维修”的设计理念，以降低生产运行成本，显著降低润滑油消耗量和相应的库存成本，没有在润滑过程中出现的、可导致设备失效的人工误操作风险，不需要配备润滑维修人员）。 　　以上优点使SSI决定也用Dan Joint稀油润滑齿轮轴更换F6精轧机架现有齿轮轴。

　　今年初以来，新兴际华钢铁集团新一钢紧紧围绕“经济冶炼”的指导思想，不断优化各项生产技术指标，为企业在逆境中寻求新的突破点，取得了初步效果。近日，该公司对高炉关键设备和配煤系统进行了优化改造，为实现“经济冶炼”铺平道路。 　　 　　随着对“经济料”的理解不断深入，新兴钢铁新一钢在发展中牢固树立“经济冶炼就是最大的降本增效”的思想，把高炉稳定顺行摆在了更加突出的位置，通过完善炉况预判和纠偏制度，及时根据炉况走势，提前做好生产调剂控制，从而实现高炉操作标准化、精细化；通过加强高炉主体关键设备及附属设备的点检维护，消除设备隐患，杜绝各类事故发生。 　　 　　提高喷煤比是降低炼铁生产成本的一个重要手段。为进一步提高高炉喷煤比，该公司二炼铁部在生产作业中认真研究当前物料结构的综合性能，决定进一步提高喷煤比、风温等指标，充分利用高炉检修的有利时机，对高炉的喷煤设备和进风系统进行优化改造，为提高喷煤比创造条件。 　　 　　围绕降低高炉入炉焦比，该部还积极克服原燃料结构变化带来的弊端，采用高风温、高富氧、大喷吹的操作方针，实现烧结矿分级入炉，有效调节大、小烧结矿的入炉量，形成了独具特色的“高顶压、高压差、高富氧、高风温”和“大风量、大喷吹”的操作模式，在生产稳定顺行的基础上，多喷煤，少用焦，为实现“经济冶炼”创造了良好条件。

　　宝钢韶关钢铁继4月份转炉煤气平均吨钢回收量突破100立方米之后，5月份转炉煤气平均吨钢回收量再创新高，达103.32立方米。转炉煤气平均吨钢回收量的增加，为韶钢充分利用二次能源，实现吨钢综合能耗年度目标奠定了坚实基础。 　　转炉煤气平均吨钢回收量偏低一直是困扰韶钢炼钢生产的一大难题，为解决该问题，今年以来，能源环保部与炼钢厂就“如何提高转炉煤气平均吨钢回收量”问题进行了多次探讨，并结合实际情况采取具体改进措施：针对氧含量仪表误报问题，进行现场跟踪，从而确认源头氧含量未超标，尽快处理仪表故障，减少因仪表误报而放散；针对开两台转炉风机高频率运行震动容易超标问题，组织人员查找原因，采取有力措施，一方面降低每台转炉风机的运行频率，确保单台转炉风机震动不超标；另一方面增大外供能力，提高煤气利用率。

　　近日，河北钢铁集团唐钢公司与唐山鸿鹏集团合作开发高钛气保焊丝ER70S-G用钢，在唐钢长材部首次冶炼成功，此次试制属于焊接材料研究所成立以来首个联合研发的新产品，为双方寻求进一步深度合作，进行了一次全新尝试。 　　今年3月11日，唐钢与唐山鸿鹏实业集团有限公司（以下简称鸿鹏焊业）共建的“唐山钢铁集团、唐山鸿鹏焊业焊接材料研究所”正式揭牌成立。双方进一步的合作，充分发挥了唐钢的技术优势和鸿鹏焊业的市场优势，共同研究开发适应市场需求的特种焊丝产品，达到互利共赢。高钛ER70S-G气保焊丝焊接用途广泛，市场需求量大，且相对普通气保焊丝售价高600-800元/吨。5月份，鸿鹏焊业向公司发出试生产订单。 　　ER70S—G气保焊丝冶炼对成品碳、磷含量有很高要求，产品冶炼难度大，同时，由于成品钛含量高，对连铸可浇性影响大。长材部制定严密可行的冶炼工艺路线，进行全工序控制，全力确保试生产成功。转炉工序通过双渣操作、终点两次拉碳，保证终点碳、磷命中；精炼工序通过调整造渣料加入量、电极档位，优化埋弧效果，设计合适的精炼钛合金化工艺路线，确保成品钛含量要求，同时执行所有合金元素窄成分控制，保证成品钢性能稳定；连铸工序采用无碳覆盖剂，大包、中包保护浇注，成功实现连浇。经检验铸坯成分全部合格，表面质量满足轧制要求。