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生產潔凈鋼的技術關鍵
發表時間:2013-06-24  瀏覽次數:3477 次
 

鋼中雜質對鋼的生產性能和使用性能影響極大,因此潔凈鋼的研究具有重要意義。現在,潔凈鋼已經廣泛應用于苛刻條件下的使用材料,其使用范圍包括汽車、家電、食品工業乃至耐酸管線等許多領域,潔凈鋼的應用還拓展到深沖薄板、IC引線樞、輪胎子午線、滾珠軸承鋼、鋼軌,熱作模具等從超低碳鋼到高碳鋼的廣泛領域。隨著對優質鋼材的需求不斷增長,研發和生產具有良好的生產性能和使用性能的高品質純凈鋼正在成為當今鋼鐵工業發展的一個重要課題。

目前,鋼鐵業與學術界對潔凈鋼的定義是這樣的:當鋼中的雜質元素或非金屬夾雜物直接或間接影響產品的生產性能或使用性能時,該鋼就不是潔凈鋼;而如果雜質元素或非金屬夾雜物的數量、尺寸或分布對產品的性能都沒有影響,那么這種鋼就可以被認為是潔凈鋼??杉?,“潔凈鋼”不同于“純凈鋼”的概念,“潔凈鋼”并不指越純越好。所以,潔凈鋼的概念不是為了一味追求純凈,而是為了能夠高效率、低成本、成批地生產出可以穩定地滿足用戶加工和使用要求的優質商品鋼材。這樣的“潔凈鋼”概念不僅具有質量含義,而且具有經濟含義。

因此,潔凈鋼冶煉的目的是控制鋼中的有害元素及夾雜物,其重點是非金屬夾雜物。

為了減少生成夾雜物的數量,電爐和轉爐冶煉在出鋼這一環節中,必須降低熔煉終點的氧含量。氧氣轉爐的吹煉終點,鋼水氧含量通常在一個很大范圍內波動,因而.生產潔凈鋼必須盡量將煉鋼終點鋼水氧含量控制在其波動范圍的下限。通常采取的主要措施包括:(1)氧氣頂底復吹轉爐,它能保證良好的底吹攪拌效果;(2)煉鋼終點自動控制技術,盡量提高終點控制的精度,減少過吹、后吹。

出鋼時擋渣對生產潔凈鋼也非常關鍵,由于鋼水溫度不均勻所造成的自然對流和澆鑄開始后所引起的鋼水流動,如鋼水表面存在高氧化性爐渣,就會生成氧化鋁、氧化硅等雜質,由鋼水流帶入內部,成為鋼中的非金屬夾雜物。

為了減少和防止出鋼下渣,電弧爐煉鋼主要采用偏心爐底出鋼和出鋼爐內留部分鋼水的技術,轉爐煉鋼則采用擋渣球、擋渣錐()、氣動擋渣等技術。另外,在出鋼時還可采用擋渣措施來減少進入鋼包的高氧化性渣來降低鋼液中氧含量;或是在出鋼過程中向鋼包中加入石灰、螢石或鋁礬土等低熔點渣,可以降低鋼液中的氧含量。

經研究發現,即使將鋼中總氧降到10ppm以下,鋼液中仍然存在15微米尺度的夾雜物,因此潔凈鋼的研究目前沿著兩種發展方向進行,一種是控制鋼中總氧量來降低夾雜物含量,另一種是控制夾雜物成分以減小其對鋼性能的影響。到現在為止,除最終產品為細鋼絲外,其他潔凈鋼冶煉過程均采用鋁深脫氧,通過降低鋼中總氧含量來減少夾雜物數量。然而全部去除鋼中夾雜物成本太高,因此成品為細鋼絲的鋼種采用Si-Mn脫氧,以及采用低堿度精煉渣工藝以控制夾雜物成分,使夾雜物在軋制過程中發生變形從而減少其對鋼性能的影響。

 
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