控制钢液的凝固过程、提高钢液的洁净度、改善钢的组织均匀性、细化钢的晶粒度和组织，是消除或抑制铸坯宏观偏析，进而提高钢材强度的重要途径]。连铸过程中结晶器的传热特征对钢液的凝固进程有显著的影响。 　1研究方案 　分别采用复式结晶器和传统结晶器在立式铸机上进行连铸试验。浇注过程中，润滑剂均采用菜籽油，拉坯速度为0.5m/min，结晶器水流量为50～100t/h，试验用铸坯断面为80×80mm，过热度控制在25℃左右。复式结晶器和传统结晶器浇注钢液的碳含量(质量分数，下同)分别为0.43和0.16，硫含量均为0.023。通过复式结晶器非金属材料段温度的检测，计算出该结晶器不同高度上的热流密度，以文献E2I中传统结晶器热流密度检测结果作为比较对象，对比分析了复式结晶器与传统结晶器热流密度之间的差别，并在此基础上以实测热流密度分布作为边界条件，用CFX商业软件对两种结晶器内钢液凝固过程温度场进行了数值模拟。 　2复式结晶器和传统结晶器的传热特征 　分析整理复式结晶器和传统结晶器热流密度检测结果，得到距结晶器上口0～2O0mm范围内两种结晶器的热流密度分布状况可得出以下几点： 　随着距结晶器上口距离的延长，传统结晶器的热流密度逐渐增加。其原因为：一方面是弯月面以下钢液流动逐渐加强，改善了传热条件；另一方面是钢液静压力逐渐增大，使结晶器壁与铸坯接触更加密切，从而改善了传热条件； 　②随着距结晶器上口距离的延长，复式结晶器的热流密度并未增加，这与复式结晶器石墨段内钢液凝固过程中两相区的流动规律有关； 　③在距结晶器上口6O～170mm范围内，传统结晶器的热流密度均高于复式结晶器。计算得到复式结晶器石墨段和传统结晶器上段的平均热流密度分别为2.78×1OW/m3和1.O4×1Ow/m3。 　以上述热流密度的变化规律为边界条件计算出复式结晶器和传统结晶器内钢液凝固过程的温度场后，可以得到在距结晶器上口任意距离处方坯横截面上各节点的温度值。 　结晶器不同高度处方坯横截面中心线上钢液凝固前沿的温度梯度得出以下几点： 　①距弯月面0～250mm范围内不同距离处，复式结晶器和传统结晶器方坯横截面中心线上钢液凝固前沿的温度梯度均不断变化。在距弯月面0～350mm范围内，温度梯度的平均值分别为1.7K/mm和3.7K/mm； 　②距弯月面0～250rnm范围内任意距离处，复式结晶器内钢液凝固前沿的温度梯度比传统结晶器小。 　3传热特征对铸坯凝固组织的影响 　用热酸侵蚀法对复式结晶器和传统结晶器浇注的铸坯横截面低倍组织进行观察可以发现： 　①传统结晶器浇注铸坯的激冷层比复式结晶器铸坯大约厚1mm； 　②复式结晶器浇注铸坯的中心等轴晶区比传统结晶器浇注铸坯明显增加，前者约为8O%，而后者仅为4O%； 　③复式结晶器浇注铸坯的柱状晶比传统结晶器浇注铸坯的柱状晶更粗大。从柱状晶向等轴晶转变的机理可知，过热度、温度梯度对柱状晶向等轴晶转变的影响很显著。 　过热度或温度梯度大时，界面前沿不易发生温度起伏，也不易生成低熔点的固相，不会出现枝晶再熔断现象，而且凝固界面也很平滑，不能捕捉自由晶粒。由于过冷度小，即使存在游离的自由晶粒也易再熔化，不会迅速长大。两种结晶器传热特征的分析结果表明，在距弯月面下0～250mm范围内，由于复式式结晶器内钢液凝尉前沿的温度梯度比传统结晶器的小，因此使用复式结晶器对柱状晶向等轴晶的转变很有利。 　4结论 　(1)复式结晶器浇注铸坯的等轴晶率为80%，传统结晶器浇注铸坯的等轴晶率仅为40%。 　(2)复式结晶器能够降低钢液初始凝固前沿的温度梯度在距弯月面0～350mm范围内，复式结晶器和传统结晶器铸坯横截面中心线上钢液凝固前沿的温度梯度平均值分别为1.7K/mm和3.7K/mm： 　(3)在距弯月面0～250mm范围内任意距离处，复式结晶器内钢液凝固前沿的温度梯度G以及温度梯度与凝固速度R的平方根之比值G均小于传统结晶器。理论上，这有助于钢液凝固过程中柱状晶向等轴晶的转变。

　反射炉熔炼的金属回收率主要决定于渣率和渣含铜、随炉气带出的烟尘成分和数量、原料中金属含量及冰铜品位等。一般进入冰铜的铜约97%左右。铜的损失中，渣含铜占1.7%，烟尘占1%，管理损失占0.3%，渣、铜的比例约为1.4.由此可看出，铜主要损失于炉渣中，渣含铜损失约占熔炼损失的60%，而反射炉渣又是废弃产物。因此，有必要采取措施将渣含铜降低到最低限度，可从以下几方面考虑 　　1. 选择合理渣型； 　　2. 炉渣充分过热，使冰铜、炉渣良好分离； 　　3. 严格控制冰铜面，减少随渣损失； 　　4. 稳定冰铜品位； 　　5. 稳定各项技术条件，使炉况处于正规操作； 　　6. 有条件时，将转炉渣单独贫化； 　　7. 加强备料。 　　杂铜反射炉精炼原理实质上与矿铜的火法精炼原理相同，不过，由于次粗铜杂质含量高（有时高达 4% ），所以在操作上有其独特特点，杂铜在反射炉中处理时，整个精炼过程包括熔化、氧化、还原、除渣、浇铸等作业。整个作业的核心是氧化和还原。下面主要阐述氧化和还原。 　　主要杂质在氧化精炼过程中的行为简述如下： 　　铁。铁对氧的亲合力远远大于铜对氧的亲合力，所以铁很容易氧化，并造渣脱除。铁氧化反应按下式进行： 　　Cu2O+Fe=2Cu+FeO 　　按热力学估算，在精炼过程中铁可除到十万分之一。 　　镍。镍是难于除去的杂质，镍和铜能生成一系列固溶体，尽管镍在熔化期和氧化期均受到氧化，但既缓慢又不完全，并且在氧化期所生成的 NiO 分布于铜液和炉渣之间。溶于渣中的 NiO 可生成不溶于铜液而溶于渣相中的 NiO · Fe2O3 ，这部分镍可脱除，热力学计算表明，当铜液中含镍 16% 时，镍可除到 0.25% 。 　　当铜液中既含镍又含砷和锑时，镍的脱除更为难。因为溶于铜液中的 NiO 能与 Cu 、 As 或 Sb 形成溶于铜液的镍云母（ 6Cu2O · 8NiO · 2As2O3 或 6Cu2O · 8NiO · 2Sb2O3 ）。为了脱镍，这时只有加碱性熔剂，使镍云母分解。 　　锌。锌与铜在液态时完全互溶，锌的沸点为 906 ℃，在精炼时，大部分锌在熔化阶段即以金属形态挥发，而后被炉气中的氧氧化成 ZnO 随炉气排出，并在收尘系统中收集下来，其余的锌在氧化初期被氧化成 ZnO ，并形成硅酸锌（ 2ZnO · SiO2 ）和铁酸锌（ ZnO · Fe2O3 ）进入炉渣。当精炼含锌高的杂铜料（黄杂铜等）时为加速锌的挥发，在熔化期和氧化期均提高炉温 ( 一般保持在 1300 ～ 1350 ℃ ) ，并在熔体表面上覆盖一层木炭或不含硫的焦碳颗粒，使氧化锌还原成金属锌而挥发，以免生成氧化锌结壳妨碍蒸锌过程的进行。 　　铅。固态铅不溶于铜，在液态时溶解得也很少，但在氧化期，当铅氧化成氧化铅后，因其密度（ 9.2 ）比铜的密度（ 8.9 ）高，故沉于炉底，所以如果是酸性炉底，则 PbO 将与筑炉材料中的 SiO2 作用，生成密度小的硅酸铅（ XPbO · YSiO ）。从而上浮到熔池表面而被除去。如果炉底为碱性耐火材料，则铅的脱除很困难，这时必须向熔体中吹入石英熔剂，增大风量并保持较高的炉温（约 1250 ℃），使 PbO 和 SiO2 作用，产出硅酸铅。用石英造渣除铅方法耗时长，铜入渣损失大，为了改进除铅效果，克服该法缺点，可改加磷铜，使铅以磷酸盐形态除去。也可以氧化硼作熔剂，使铅呈硼酸铅形态脱去。 　　锡。处理青铜料时，料中含锡高，锡与铜液态时互溶，在反射炉中锡氧化生成氧化亚锡（ SnO ）和二氧化锡（ SnO2 ）， SnO 呈弱碱性，能与 SiO2 造渣，还能部分挥发。 SnO2 呈弱酸性，且溶于铜液中，这时需加入碱性溶剂（苏打或石灰石）使其造渣，生成不熔于铜液的锡酸钠（ Na2O · SnO2 ）或锡酸钙（ CaO · SnO2 ）。实践证明，加入由 30% 氧化钙和 70% 碳酸钠组成的混合熔剂，可使铜中含锡量从 0.029% 降到 0.002% 。使用 Fe2O3 与和 SiO2 各占 50% 的混合熔剂亦能使锡的含量很快下降至 0.005% ，并可除去部分铅。 　　砷。从 As ? Cu 相图可知，砷与铜在液态时互溶，在氧化时，砷能氧化成易挥发的 As2O3 ，从而随炉气排走，但也有少量砷氧化成 As2O5 ，并生成砷酸铜（ Cu2O · XAs2O5 ），溶于铜液中，当铜液中有镍存在时，砷还能与铜、镍一起生成镍云母，这都给脱砷增加了困难。 　　锑。锑与铜在液态时无限互溶，而且铜与锑还能生成 Cu3Sb 和 Cu3Sb2 。与砷一样，在氧化时锑也生成易挥发的 Sb2O3 ，还可生成溶于铜液的 Cu2O · Sb2O3 和 Cu2O · Sb2O5 。所以当处理含 As 和 Sb 高的杂铜时，氧化和还原过程需反复进行数次，使不挥发的 As2O5 和 Sb2O5 还原为易挥发的 As2O3 和 Sb2O3 ，未挥发的 As 和 Sb ，加碱性熔剂处理。 　　金和银。金和银完全富集在阳极铜中，在电解精炼时进入阳极泥，进一步处理阳极泥得以回收。

日本曾在第６届国际钢铁大会上提出了“氧化物冶金”的概念，即控制钢中氧化物的组成，使之细小、弥散并成为异质形核核心，通过组织超细化控制钢材性能。运用超纯净X120高级别管线钢自身存在的夹杂物，对奥氏体相变过程中的铁素体进行锈导，不仅消除这些夹杂物对钢的危害，而且使夹杂物成为X120高级别管线钢的增韧剂，提高管线钢的强度，改善X120钢的落锤撕裂性能、韧性及焊接等综合性能。   河北邯郸集团的学者运用热力学计算了X120管线钢含钛夹杂物在钢液中的析出条件，以X120管线钢钛的目标成分ω(Ti)=0.015%计算，当ω(Al)=0.00035%～0.00330%时，生成Al2O3·TiO2；ω(Al)＞0.00330%时，则有Al2O3生成；要生成纯的MgO夹杂，钢中ω(Mg)＞1.62×1013；ω(Mg)=0.0008%就可以生成2MgO·TiO2复合夹杂；X120管线钢没有纯的MgO夹杂，X120管线钢中会生成2MgO·Ti2O3、MgO·Al2O3、SiO2、Al2O3、Ti2O3、MnO等脱氧产物，这些脱氧产物还会和硫化物一起形成复合夹杂物。对夹杂物扫描电镜的观察与热力学计算的结果一致。在扫描电镜下观察了含钛夹杂物对铁素体的诱导，表明X120管线钢中含钛夹杂具有很好的诱导铁素体形核能力。

众所周知，螺栓螺丝是汽车、土木建筑、产业机械等各领域广泛使用的零部件，其形状和强度因使用环境、用途和制作工艺的不同而不同，大部分以碳钢或合金钢的线棒材为材质。这主要是因为这些材质能充分保证各种螺栓螺丝所要求的强度和韧性，同时具有良好的加工性，并适合大批量生产。日本国标JIS中的“碳钢及合金钢制连接用部件”标准范畴对螺栓螺丝必须使用的钢材和热处理做出了一定的规定。   另外，近年来随着环保问题和全球化竞争的不断加剧，为降低生产成本，开始要求使用新型材料生产螺栓。例如，为减轻车身重量，降低燃耗，正在加快推进发动机用等螺栓的小型化，因此要求使用高强度材料，以提高螺栓强度。另外，对可以省略退火和调质等热处理，有助于抑制CO2排放和降低生产成本材料的需求，以及即使不添加高价合金元素，也能实现高强度等级的合金节约型合金钢的需求也越来越高。  螺栓的作用在于连接和固定部件，因此其机械性能是首先值得关注的。在JIS中对于钢制螺栓的机械性能，规定了“碳钢及合金钢制连接用部件的机械性能（JIS B 1051）”。  强度等级为4.8～6.8的螺栓主要使用低碳钢系（C在0.25mass%左右以下）冷锻压用线材（JIS SWRCH）。该强度等级钢为获得所需的螺栓强度，无需淬火回火（调质）处理，只需通过拉丝加工，然后进行冷锻压，将钢丝强度适当调整，就可生产出螺栓。关于该等级螺栓，由于制作工艺本来就简单，因此没有出现新的制作钢材和制作工艺改进的技术课题。  强度等级为8.8～9.8的螺栓一般使用中碳钢系（C在0.40mass%左右）的SWRCH线材制作。该等级螺栓在锻压后通过调质处理，可调整并确保螺栓的强度。由于材料强度较高，冷锻时的负荷增大，因此在锻压前通常要进行球化退火等软化处理，但目前已开始使用在低碳钢中添加硼的冷锻压用线材来制作该等级螺栓，它可以省略软化处理。尤其是，既可省略软化处理，又可省略调质处理的非调质螺栓用线材的使用量也开始增加了。  强度等级为10.9的螺栓主要使用铬钢和铬钼钢等低合金调质钢，通过调质处理来对强度进行调整。近年来，为降低制作材料的成本和简化制作工艺，已越来越多地使用添加微量硼的硼钢（JIS SWRCHB等）替代添加高价铬和钼的钢。  强度等级为12.9的螺栓主要使用铬钼钢并做调质处理。该强度等级螺栓为避免发生延迟断裂的危险，对渗磷作出了规定（JIS B 1051）。由于钢丝处理后的磷酸锌被膜在调质处理时会发生渗磷，为提高螺栓锻压时的加工性，因此在调质处理前要清除磷酸锌被膜，形成不含磷的石灰被膜。尤其是，还开发了润滑性比石灰被膜好的新型非磷被膜剂。强度等级超过12.9的螺栓如果使用普通钢材制作，发生延迟断裂的风险会进一步增大。  因此，各公司都独自对钢的化学成分进行设计，提出了各种利用加工工艺改进抗延迟断裂特性的高强度螺栓用钢材的开发思路。  关于延迟断裂的评价和判定方法及标准仍然存在许多课题，抗拉强度超过1300MPa的高强度钢的使用还存在一定的局限性，但近年来其使用量已不断增加。

近年来，由于卸船钢绳、矿井提升、电铲及港口用绳等各类起吊消耗品的需求量越来越大，钢丝绳的质量要求也越来越高。因此，许多技术及研发人员试图通过研发新产品及新工艺等手段提高钢丝绳产品的质量，并从原料质量、热处理工艺、拉丝及工艺设计等方面探讨钢丝绳的断裂或失效原因。结果表明，钢丝绳的早期失效与组织不均匀性，以及强度塑性匹配紧密相关。本文就钢丝热处理后的组织和力学性能展开讨论，研究了钢丝的抗拉强度、伸长率及断面收缩率，并与标准值进行对比，评价了热处理后钢丝的性能，对试制工艺的可行性进行了证明。 实验以72A钢丝为研究对象，直径分别为φ3.0mm、φ4.0mm和φ5.3mm。材料成分(质量分数，%)为：0.74C，0.45Mn，0.18Si，0.03S，0.018P。通过一定的热处理工艺处理后，研究了钢丝的微观组织，并对其力学性能进行了测试。 热处理态φ3.0mm钢丝的显微组织为索氏体+少量铁素体，φ4.0mm和φ5.3mm钢丝的显微组织均为索氏体+少量珠光体+少量铁素体。钢丝经1000℃→970℃→940℃→910℃→555℃(铅淬火)后，强度值符合3s统计学规律和生产技术标准，且伸长率和断面收缩率均高于经验值，可作为φ3.0、φ4.0和φ5.3mm钢丝热处理的定型工艺。

水钢公司炼钢厂面对铁水复杂的现状，为提高钢包烘烤效果，实施了“降低出钢温度，应对2014年复杂铁水冶炼”攻关。 2013年底，水钢公司炼钢厂组织职工代表及党支部书记和党员代表学习讨论该公司“两会”精神，总结查找2013年工作得失和管理差距。严建新等职工代表认为，水钢公司实施“炼铁低成本矿石冶炼”和“炼钢应对复杂铁水生产”是当前走出“命悬一线、生死攸关”境地的求生策略。经过2013年“拉练”，发现高磷铁水占目前水钢公司铁水资源80%以上，降低出钢温度，提高去磷效果，是当前炼钢应对复杂铁水冶炼的法宝之一，并具有降低钢铁料消耗、氧氮消耗、耐材消耗等优点。 该厂随即展开“降低出钢温度”攻关，成立设备室到周边钢厂考察，为实施“钢包全程加盖”技术改造做准备。连铸工序积极探索“低温快拉”生产新工序，从2013年12月24日开始，二连铸车间对现有6台中间包烘烤器进行改造，优化烘烤盖，预计缩短烘烤时间1小时，烘烤温度800-1000℃。浇铸过程试行全封闭，减少过程过热度损失20℃。新老两区准备车间试行提高钢包烘烤效果，二炼钢将合金烘烤温度提高至300℃，优化使用大内径160毫米碳芯组织生产。通过先行实践探索，在钢包加盖改造之前，稳步推进炼钢厂“降低出钢温度、实现低温快拉”，积极应对复杂铁水冶炼。