鋼種的冶煉要點(diǎn)及其質(zhì)量.doc

目 錄典型鋼種的冶煉要點(diǎn)及其質(zhì)量2寶鋼電爐廠(chǎng)生產(chǎn)硬線(xiàn)交流4關(guān)于生產(chǎn)中、高碳鋼的幾點(diǎn)看法8焊條鋼冶煉10汽車(chē)板12典型鋼種的冶煉要點(diǎn)及其質(zhì)量摘自（）低碳、超低碳鋼深沖薄板用鋼越來(lái)越多地選用低碳、超低碳鋼，這是因?yàn)檫@類(lèi)鋼不僅能滿(mǎn)足常規(guī)對(duì)強(qiáng)度、剛度、塑韌性的要求，還有十分良好的深沖成形性能。通常這類(lèi)鋼以系列鋁脫氧鋼為代表。而鋼（無(wú)間隙原子鋼）的研究成功，展示了更多的優(yōu)勢(shì)，如沖件形狀復(fù)雜、輕型而安全、外觀(guān)漂亮及易與其他零件焊接等，而這一切都在高效、低耗下進(jìn)行，因而深沖鋼廣泛用于汽車(chē)工業(yè)和家電行業(yè)。對(duì)深沖鋼的使用要求決定了鋼中碳低、硅低、總氧（非金屬夾雜物）低的特點(diǎn)，對(duì)鋼來(lái)說(shuō)，還要求氮低、流低，并添加合適數(shù)量的微量元素，如鈦、據(jù)等。為滿(mǎn)足質(zhì)量要求，就轉(zhuǎn)爐冶煉而言，通常需掌握以下要點(diǎn)：終點(diǎn)一次拉碳（0.040.06），避免補(bǔ)吹；降低終點(diǎn)，充分發(fā)揮復(fù)吹后攪作用，使 70010-6盡量采用低硫鐵水，終渣堿度3.2，使成品0.015；嚴(yán)格脫氧劑的使用和脫氧步驟，防止鋼水吸N；嚴(yán)格控制鋼渣流入鋼包。 對(duì)于鋼來(lái)說(shuō)，應(yīng)使其在真空處理前鋼水含有一定的碳和氧，以便深脫碳。另外還要采用鐵水脫硫、二次精煉、連鑄等一系列有關(guān)技術(shù)措施，確保.003，N 0.002，TO 0.0025，且?jiàn)A雜物直徑30m。 （）中、高碳鋼 中、高碳鋼冶煉的矛盾焦點(diǎn)是終點(diǎn)碳的控制。常用的方法是“高拉碳法”和“增碳法”。 高拉碳法。高拉碳法的優(yōu)點(diǎn)是終渣氧化鐵低，金屬收得率高、氧耗低，合金收得率高、鋼水氣體含量較低。問(wèn)題是，因?yàn)榻K渣氧化鐵低，除磷很困難。同時(shí)，在中、高碳范圍轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)命中率也很低，通常需等成分補(bǔ)吹，即“高拉補(bǔ)吹”，延長(zhǎng)冶煉周期。因此，采用鐵水預(yù)處理工藝，特別是進(jìn)行鐵水脫硫，同時(shí)采用計(jì)算機(jī)控制煉鋼，即借助于副槍動(dòng)態(tài)控制，利用高拉碳生產(chǎn)中、高碳鋼是可取的。 增碳法。終點(diǎn)碳控目標(biāo)是根據(jù)終點(diǎn)硫磷情況而確定的，通常在出鋼過(guò)程進(jìn)行增碳，在精煉工序最終微調(diào)以達(dá)到目標(biāo)成分要求。 （）低合金鋼。 低合金鋼通常用作高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，其特點(diǎn)是強(qiáng)度高、塑性、韌性好、加工性能及焊接性能優(yōu)良，并具有一定耐腐蝕性，它是通過(guò)在碳素鋼基礎(chǔ)上加入少量合金元素以改善綜合性能。這類(lèi)鋼通常要求磷、硫含量很低，且氮含量也低，因此就冶煉而言應(yīng)注意以下要點(diǎn)： 強(qiáng)化造渣工藝，早化渣、化好渣，終渣堿度保持在3.04.0，確保去磷，去硫效果； 采用一次拉碳、避免補(bǔ)吹，降低鋼中O； 嚴(yán)格脫氧、合金化操作，確保成份命中，同時(shí)控制好溫度及防止吸氮； 采用擋渣出鋼，防止回磷，并加入適量改性料，以實(shí)現(xiàn)鋼水脫硫、脫磷效果。 對(duì)于高品級(jí)低合金鋼，單靠轉(zhuǎn)爐一個(gè)工序不能達(dá)到所有要求，因此必須聯(lián)合采用鐵水預(yù)處理，二次精煉及連鑄有關(guān)技術(shù)。如高品級(jí)管線(xiàn)鋼，因?qū)α蚝坑袊?yán)格要求，通常需采用鐵水脫硫及鋼水深脫硫技術(shù)，使S達(dá)到0.001的水平?？傊?，要獲得良好的鋼的性能，必須提高鋼的潔凈度，而潔凈鋼的生產(chǎn)，必須采用如前所述的“分階段精煉”的系統(tǒng)技術(shù)，而轉(zhuǎn)爐煉鋼應(yīng)在這個(gè)系統(tǒng)中成為“基礎(chǔ)”的重要角色，而不應(yīng)將自己應(yīng)該完成的功能轉(zhuǎn)移給其他工序。寶鋼電爐廠(chǎng)生產(chǎn)硬線(xiàn)交流1、寶鋼提出的主要改造內(nèi)容2、國(guó)外用小方坯生產(chǎn)高質(zhì)量線(xiàn)材用鑄坯廠(chǎng)家統(tǒng)計(jì)3、與CONCAST交流情況介紹CONCAST人為用小方坯生產(chǎn)硬線(xiàn)鋼種的十個(gè)必要條件l 良好的精煉條件(氣體含量低、高純凈度鋼水、特殊渣)l 保護(hù)澆鑄l 特殊結(jié)晶器l 最佳的結(jié)晶器電磁攪拌l 特殊結(jié)晶器保護(hù)渣l 特殊的振動(dòng)參數(shù)l 特殊的鑄流導(dǎo)向系統(tǒng)l 高強(qiáng)度二冷(壓力、流量都高)l 末端電磁攪拌l 可控的三次冷卻(防H)4、與DANIELI交流情況介紹4.1、DANIELI用小方坯生產(chǎn)鋼簾線(xiàn)產(chǎn)品的技術(shù)4.1.1、鋼簾線(xiàn)產(chǎn)品對(duì)質(zhì)量的要求1) 對(duì)鋼簾線(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量有重大影響的環(huán)節(jié)l 夾雜物的含量l C的偏析度l 鑄坯表面質(zhì)量l 軋制過(guò)程2) 鋼簾線(xiàn)生產(chǎn)對(duì)工藝過(guò)程的要求l 鋼中的S、P、Al、Ti等元素含量必須足夠低l 鋼液中的有害元素(Cr、Ni、Cu、Mo)以及難溶氣體(氮?dú)?、氧氣、氫?的含量必須足夠低l 鋼水純凈度要高(非金屬夾雜、硫化物或氧化物以及鋁、鈦的氮化物)l 鋼水中元素的偏析和宏觀(guān)結(jié)構(gòu)上的缺陷越少越好l 表面脫碳劑的控制l 軋制中合適溫度的控制3) 鋼簾線(xiàn)生產(chǎn)對(duì)原材料的要求CSPAlTiNCaFeMn680.020.050.010.050.0200FeSi(低Al,Ti)0.10.020.050.10.050.010099.70.040.050.01004.1.2、生產(chǎn)鋼簾線(xiàn)的EAF電爐工藝過(guò)程技術(shù)在冶煉普通級(jí)別鋼簾線(xiàn)前，該鋼包必須煉一爐無(wú)鋁的爐次，而冶煉高級(jí)鋼簾線(xiàn)(直徑弧長(zhǎng)l 最佳的氬氣攪拌爐后渣料使用優(yōu)化過(guò)的合成渣，堿度在1.52之間，主要成份為：石灰、SiO2和助溶劑。助溶劑為無(wú)鋁的，可用無(wú)鋁螢石。渣的成份必須有利于產(chǎn)生可變形的夾雜物。必須盡量減少純Al2O3或SiO2等夾雜，而延展性好的Al2O3-CaO-SiO2夾雜是可取的。對(duì)高級(jí)鋼簾線(xiàn)而言，為獲得對(duì)低熔點(diǎn)下的夾雜物形態(tài)控制，我們推薦控制終鋁含量在3040Ppm之間。爐后渣量應(yīng)有足夠的厚度(弧長(zhǎng)+20mm)以確保埋弧操作，同時(shí)也可以將通電過(guò)程中的增氮減少至最小。下面的圖表顯示了在保持5060mm弧長(zhǎng)的狀態(tài)下，不同渣厚的渣量與增氮量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)渣厚超過(guò)弧長(zhǎng)20mm時(shí)，我們可以很明顯的看出增氮逐步減小幾進(jìn)于零，即在鋼包爐通電過(guò)程中的增氮也就是幾個(gè)ppm。圖表10為使夾雜物有充足的時(shí)間擴(kuò)散，鐵合金應(yīng)盡可能的早加入。因?yàn)镕eSi中通常含有Ca，所以必須及早加入FeSi以便Ca能夠擴(kuò)散。4.1.4 生產(chǎn)鋼簾線(xiàn)的VD真空處理工藝過(guò)程技術(shù)真空脫氣用來(lái)降低鋼中氮和氫的含量，同時(shí)可以充分脫硫。為了降低拉制中的加工硬化，對(duì)于直徑在0.100.20mm之間的細(xì)線(xiàn)應(yīng)控制終點(diǎn)氮含量在3040ppm之間。粗線(xiàn)的終點(diǎn)氮含量可稍高一些(根據(jù)尺寸大小，5070ppm)。要獲得良好的脫氮效果，硫和氧的含量必須低。真空處理過(guò)程的液渣攪拌和脫硫同樣有利于提高脫氮效率。電爐出鋼的N應(yīng)70ppm。在出鋼過(guò)程中不要使用含氮量高的增碳劑和脫硫劑，我們可以控制增氮使其含量在真空處理前小于75ppm。在渣況良好的情況下，真空處理后的S可達(dá)到0.005%，而脫氮率可達(dá)4050。這樣我們就可以將終點(diǎn)氮控制到小于3545ppm。高品質(zhì)的鋼簾線(xiàn)要H2ppm。因此增碳劑含草木灰要少，最好用純石墨電極來(lái)增碳。連澆第一爐鋼水的過(guò)熱度應(yīng)大于70，后續(xù)爐次鋼水過(guò)熱度應(yīng)大于60。4.1.5 、生產(chǎn)鋼簾線(xiàn)的CCM工藝過(guò)程技術(shù)4.2、DANIELI用小方坯生產(chǎn)鋼簾線(xiàn)代表廠(chǎng)家介紹德國(guó)ISPAT RUHRORT鋼廠(chǎng)美國(guó)GEORGETOWN最終產(chǎn)品尺寸0.15mm0.20mm鑄坯尺寸方坯130方120鑄機(jī)半徑9m7m工藝線(xiàn)路BOFLFVDCCM(用MEMS)EAF(DRI65%)LFCCM(強(qiáng)冷)平均鑄速3.33.6m/min3.43.5m/min產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?nèi)部質(zhì)量：夾雜：K0(DIN標(biāo)準(zhǔn))碳偏析：C/C=1.12(過(guò)熱度=30,鑄速3.3m/min)表面質(zhì)量：5.5mm的線(xiàn)材評(píng)級(jí)為優(yōu)表面脫碳為0.03mm，優(yōu)于相似的大方坯鑄機(jī)達(dá)到的0.05mm有關(guān)內(nèi)部質(zhì)量和表面質(zhì)量的數(shù)據(jù)沒(méi)有，因?yàn)楦鶕?jù)GEORGETON的標(biāo)準(zhǔn)，只在線(xiàn)材(5.5mm)上檢查。(注：GEORGETOWN的鋼簾線(xiàn)供應(yīng)北美22%的市場(chǎng))4.3 DANIELI增加方140方案要點(diǎn)關(guān)于生產(chǎn)中、高碳鋼的幾點(diǎn)看法1 工藝流程a) 三步法（New Refining ProcessNRP:日本煉鋼廠(chǎng)的一種工藝） (1)脫硅：使鐵水Si0.05%,并扒除酸性氧化渣。 (2)脫磷：加石灰、螢石、Na2CO3/BaCO3造堿性氧化渣脫磷。 (3)脫碳：不造渣在轉(zhuǎn)爐將碳脫至最終值，然后鎮(zhèn)靜并根據(jù)要求加鐵合金。b) 二步法（國(guó)內(nèi)某些廠(chǎng)生產(chǎn)中、高碳鋼的方法）（1）拉碳：在轉(zhuǎn)爐內(nèi)脫硫、脫磷、脫碳，硫、磷、溫度合格就出鋼。（2）增碳：出鋼時(shí)脫氧、加高碳鐵合金、加增碳劑將鋼水中的碳增至成份下線(xiàn)，然后在LF爐噴碳粉、喂碳絲將鋼水中的碳調(diào)到規(guī)定要求。2 生產(chǎn)中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題a)出鋼加增碳劑時(shí)，鋼水必須脫好氧。否則，影響碳的收得率，并且鋼包中的渣/鋼水發(fā)泡上漲。b)在LF爐處的吹氬時(shí)間要夠（30min）c)在LF爐處噴碳粉、喂碳絲之前，要脫氧。d)最好采用低磷鐵水冶煉。3 無(wú)LF爐生產(chǎn)中、高碳鋼時(shí)可能出現(xiàn)的問(wèn)題a）大量的增碳使鋼水中夾雜物含量增加。如生產(chǎn)60Si2Mn，鋼中夾雜物總含量可能達(dá)到100ppm以上，其中SiO2占6070%，Al2O313%.b)鋼水成份、溫度不均勻。c)僅靠出鋼加增碳劑增碳，鋼水中碳含量不穩(wěn)定。d)鋼水溫度不易控制，而高碳鋼的連鑄要求鋼水溫度的過(guò)熱度不能高。4 LF爐在生產(chǎn)中、高碳鋼中的作用a)由于有加熱功能，可較長(zhǎng)時(shí)間地吹氬，有利于清除夾雜物、均勻鋼水成份和溫度。b)加精煉渣，利用渣、液較長(zhǎng)時(shí)間的接觸和反應(yīng)，吸收夾雜物。c)喂硅鈣絲改變夾雜物形態(tài)。d)采用惰性氣氛爐蓋，可防止空氣進(jìn)入鋼水罐內(nèi)，避免了鋼水二次氧化，減少了夾雜物。鋼包渣中（FeO）可控制在1%。e)LF爐脫氧效果好，加增碳劑收得率高，通過(guò)噴碳粉、喂碳絲可較容易地將鋼水中的碳調(diào)到規(guī)定要求。焊條鋼冶煉鋼號(hào)化 學(xué) 成 分 CSiMnPSNiTiBNCaT.OH08A0.100.0300.300.550.0300.030Cr0.200.30H08C0.06-0.090.15-0.251.68-1.780.0150.005Al0.0150.31-0.390.06-0.120.004-0.0060.0070.00150.003焊條鋼按化學(xué)成分分為非合金鋼、低合金鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼和不銹鋼4類(lèi)。非合金鋼焊條主要為碳素焊條鋼，焊條鋼的最大特點(diǎn)是必須保證盤(pán)條化學(xué)成分符合各種標(biāo)準(zhǔn)成分的要求，不允許有化學(xué)成分偏差，冶煉成分控制的范圍比標(biāo)準(zhǔn)的范圍更窄，硫、磷含量更低。焊絲中碳含量增加，焊縫的裂紋傾向增加，沖擊韌性下降，但碳含量過(guò)低會(huì)導(dǎo)致焊絲過(guò)軟，焊藥擠壓困難，焊縫金屬?gòu)?qiáng)度不夠。為此，H08A類(lèi)碳含量控制在0.060.08范圍內(nèi)。硅影響冷拔加工性能，并降低焊縫塑性，因而，H08類(lèi)鋼硅含量應(yīng)不大于0.03。錳不僅可以提高焊縫抗拉強(qiáng)度，也使塑性、韌性提高，同時(shí)還提高焊縫的抗裂能力，所以，錳含量控制在0.40.5。隨硫含量的增加焊縫的熱裂傾向增大，還會(huì)使焊縫產(chǎn)生氣孔的可能性增加；磷含量增加焊縫冷裂傾向增大，同時(shí)低溫沖擊值迅速降低，H08就是根據(jù)磷、硫含量不同分為A、E、C3級(jí)。H08C在H08類(lèi)鋼中的硫、磷含量最低，其盤(pán)條價(jià)格也更高。 碳素焊條鋼因碳、硅含量很低，鋼質(zhì)軟，對(duì)力學(xué)性能無(wú)特別要求。碳素焊條鋼的冶煉要求如下： (1)碳素焊條鋼原用模鑄生產(chǎn)，現(xiàn)多用連鑄工藝澆鑄小方坯。 (2)終點(diǎn)碳wC控制在0.040.06，維護(hù)好出鋼口，擋渣出鋼。 (3)采用連鑄工藝鋼水若用鋁脫氧，氧含量很難控制，控制不當(dāng)還會(huì)產(chǎn)生皮下氣泡或水口結(jié)瘤，因此，用Fe-Mn-A1合金代替單一鋁脫氧。 (4)從煉鋼到精煉全程嚴(yán)格控制鋼中氧含量，精煉結(jié)束時(shí)，氧活度控制在2545ppm(0.00250.0045)。 (5)連鑄工藝采用全保護(hù)澆鑄小方坯。 (6)中間包采用低碳高堿度覆蓋劑。 汽車(chē)板(曹妃甸)1) 出鋼w(C)0.03%-0.06%；w(P)0.01%；w(S)0.01%，T1675-1705。2) 半鋼C(%)Si(%)Mn(%)P(%)S(%)T()3.0-3.8痕跡痕跡0.022-0.0450.0015-0.01051295-13553.350.0320.005413243) 脫碳轉(zhuǎn)爐加碳化硅提溫；4) 終渣R3-4，w(FeO)25-30%；5) 部分留渣3-5t；6) 熔渣中添加Ai2O3；7) 高槍位；8) 脫碳轉(zhuǎn)爐脫磷率約72%；半鋼冶煉(攀鋼)1) 復(fù)合造渣劑：污泥石英砂錳礦粘結(jié)劑SiO2(%)MnO(%)T.Fe(%)CaO(%)S(%)P(%)熔點(diǎn)()49.463.7722.474.540.160.052113251.873.2212.814.250.130.0511492) 初期R1.5-2.5