純凈鋼的生產(chǎn)技術和應用新日鐵講解PPT課件

1、1內容1.引言 純凈鋼概述2.純凈鋼生產(chǎn)工藝的基礎理念3.純凈鋼生產(chǎn)的主要技術和應用這些技術后純凈鋼的物化特性3.1 降低氧化物夾雜總量3.2 減少大顆粒夾雜3.3 降低板坯表面及皮下夾雜物3.4 控制夾雜物化學成分 4.世界純凈鋼生產(chǎn)概況5.純凈鋼的特性和應用結果6.經(jīng)濟可行性7.結論第第1頁頁/共共48頁頁2不同鋼材需要的溶質元素凈化程度及生產(chǎn)流程不同鋼材需要的溶質元素凈化程度及生產(chǎn)流程 (PI: 噴粉 LF: 鋼包爐)第第2頁頁/共共48頁頁3內容1.引言 純凈鋼概述2.純凈鋼生產(chǎn)工藝的基礎理念3.純凈鋼生產(chǎn)的主要技術和應用這些技術后純凈鋼的物化特性3.1 降低氧化物夾雜總量3.2 減少

2、大顆粒夾雜3.3 降低板坯表面及皮下夾雜物3.4 控制夾雜物化學成分 4.世界純凈鋼生產(chǎn)概況5.純凈鋼的特性和應用結果6.經(jīng)濟可行性7.結論第第3頁頁/共共48頁頁4對夾雜物的要求對夾雜物的要求 鋼材形狀鋼材形狀最終產(chǎn)品最終產(chǎn)品要求性能要求性能要求夾雜物尺寸要求夾雜物尺寸薄板薄板DI罐抗邊裂很小 深沖板r1.8-2.0小 陰罩光刻缺陷少非常小 引線框架成型性好非常小中板中板用于酸性氣氛抗氫致裂紋控制形狀第第4頁頁/共共48頁頁5內容1.引言 純凈鋼概述2.純凈鋼生產(chǎn)工藝的基礎理念3.純凈鋼生產(chǎn)的主要技術和應用這些技術后純凈鋼的物化特性3.1 降低氧化物夾雜總量3.2 減少大顆粒夾雜3.3 降低

3、板坯表面及皮下夾雜物3.4 控制夾雜物化學成分 4.世界純凈鋼生產(chǎn)概況5.純凈鋼的特性和應用結果6.經(jīng)濟可行性7.結論第第5頁頁/共共48頁頁6頂?shù)讖痛档男Ч數(shù)讖痛档男Ч?After H. Sato, 143rd/144th Nishiyama Memorial Seminar, 1992) 第第6頁頁/共共48頁頁7無渣出鋼無渣出鋼(After H. Sato, 143rd/144th Nishiyama Memorial Seminar, 1992)第第7頁頁/共共48頁頁8無渣出鋼無渣出鋼(After H. Sato, 143rd/144th Nishiyama Memorial Se

4、minar, 1992)第第8頁頁/共共48頁頁9防止?jié)蹭摃r的氧化防止?jié)蹭摃r的氧化(After Y. Shirota, 143rd/144th Nishiyama Memorial Seminar, 1992) 第第9頁頁/共共48頁頁10控制氧含量控制氧含量(After K. Ogawa, 143rd/144th Nishiyama Memorial Seminar, 1992)第第10頁頁/共共48頁頁11內容1.引言 純凈鋼概述2.純凈鋼生產(chǎn)工藝的基礎理念3.純凈鋼生產(chǎn)的主要技術和應用這些技術后純凈鋼的物化特性3.1 降低氧化物夾雜總量3.2 減少大顆粒夾雜3.3 降低板坯表面及皮下夾雜

5、物3.4 控制夾雜物化學成分 4.世界純凈鋼生產(chǎn)概況5.純凈鋼的特性和應用結果6.經(jīng)濟可行性7.結論第第11頁頁/共共48頁頁12H形中間包形中間包(新日鐵，新日鐵， 名古屋名古屋 廠廠)H形中間包形中間包連鑄簡圖連鑄簡圖第第12頁頁/共共48頁頁13垂直區(qū)的效用垂直區(qū)的效用第第13頁頁/共共48頁頁14垂直區(qū)的作用垂直區(qū)的作用 （重新建模）重新建模）第第14頁頁/共共48頁頁(After H. Yamamura, et al., ISIJ International, 2001)不同磁場強度下結晶器內流場矢量分布計算值不同磁場強度下結晶器內流場矢量分布計算值第第15頁頁/共共48頁頁16防止

6、卷入保護渣防止卷入保護渣(After Y. Otsuka et al., CAMP-ISIJ, 1990)鋼液表面流速鋼液表面流速 （m/s）粘度對保護渣卷入的影響粘度對保護渣卷入的影響第第16頁頁/共共48頁頁17結晶器液位自適應控制系統(tǒng)結晶器液位自適應控制系統(tǒng)(After T. Kurokawa et.al., CAMP-ISIJ, 1992)第第17頁頁/共共48頁頁18內容1.引言 純凈鋼概述2.純凈鋼生產(chǎn)工藝的基礎理念3.純凈鋼生產(chǎn)的主要技術和應用這些技術后純凈鋼的物化特性3.1 降低氧化物夾雜總量3.2 減少大顆粒夾雜3.3 降低板坯表面及皮下夾雜物3.4 控制夾雜物化學成分 4.

7、世界純凈鋼生產(chǎn)概況5.純凈鋼的特性和應用結果6.經(jīng)濟可行性7.結論第第18頁頁/共共48頁頁鋼液流速對簇狀鋼液流速對簇狀Al2O3夾雜最大直徑的影響夾雜最大直徑的影響(After W. Yamada, CAMP-ISIJ, 1999)第第19頁頁/共共48頁頁20簇狀簇狀Al2O3的尺寸分布的尺寸分布(After W. Yamada, CAMP-ISIJ, 1999)第第20頁頁/共共48頁頁21表面凈化（氣孔）表面凈化（氣孔）(Data of Kimitsu Works)Vc=1.2m/min.Vc=2.0m/min.氣孔指數(shù)氣孔指數(shù)氣孔指數(shù)氣孔指數(shù)第第21頁頁/共共48頁頁感應磁場感應磁場

8、感應電流感應電流洛倫茲力洛倫茲力時間電流線圈中的交流電電感線圈感應線圈洛倫茲力流動產(chǎn)生了電磁力驅動的流場產(chǎn)生了電磁力驅動的流場如果是液態(tài)金屬如果是液態(tài)金屬電磁感應的原理電磁感應的原理(After M. Tani M, Proceedings of 4th European Continuous Casting Conference, 2002)第第22頁頁/共共48頁頁電磁連鑄（電磁連鑄（ EMC ）原理圖）原理圖(After M. Tani M, Proceedings of 4th European Continuous Casting Conference, 2002)第第23頁頁/共共

9、48頁頁鑄坯表面鑄坯表面沒有 EMC鋼號 :0.08%C有脈沖 EMC(After M. Tani M, Proceedings of 4th European Continuous Casting Conference, 2002)第第24頁頁/共共48頁頁25夾雜物數(shù)量夾雜物數(shù)量0.25%C - 25#鋼(4000A)(After M. Tani M, Proceedings of 4th European Continuous Casting Conference, 2002) 第第25頁頁/共共48頁頁26內容1.引言 純凈鋼概述2.純凈鋼生產(chǎn)工藝的基礎理念3.純凈鋼生產(chǎn)的主要技術和應

10、用這些技術后純凈鋼的物化特性3.1 降低氧化物夾雜總量3.2 減少大顆粒夾雜3.3 降低板坯表面及皮下夾雜物3.4 控制夾雜物化學成分 4.世界純凈鋼生產(chǎn)概況5.純凈鋼的特性和應用結果6.經(jīng)濟可行性7.結論第第26頁頁/共共48頁頁耦合析出模型簡圖耦合析出模型簡圖 (After T. Matsumiya, Mat Trans JIM, 1992)第第27頁頁/共共48頁頁MnCr18.3Ni10.35C0.02Si0.51.1Al0.0015-0.0030O0.0040-0.0150Mo0.01Ca0.0005Mg0.0004奧氏體不銹鋼的化學成分（質量百分比奧氏體不銹鋼的化學成分（質量百分比

11、%）(After W. Yamada, et al., Proceedings of Intern Conf on Computer-assisted Materials Design and Process Simulation, 1993)第第28頁頁/共共48頁頁實驗數(shù)據(jù)fs=0fs=0.5fs=0.8實驗數(shù)據(jù)fs=0fs=0.5fs=0.8100806040200100806040200501001502000501001502000Al2O3 濃度 (wt%)SiO2 濃度 (wt%)氧含量 (ppm)(a) (Al2O3)氧含量(ppm)(b) (SiO2)Al2O3和和SiO2的

12、含量的含量 是鋼中總氧含量的函數(shù)是鋼中總氧含量的函數(shù)(After W. Yamada et al., Proceedings of Intern Conf on Computer-assisted Materials Design and Process Simulation, 1993)第第29頁頁/共共48頁頁不同溫度下夾雜物各相質量分數(shù)不同溫度下夾雜物各相質量分數(shù)(After W. Yamada et al., Proceedings of Intern Conf on Computer-assisted Materials Design and Process Simulation,

13、1993)第第30頁頁/共共48頁頁31內容1.引言 純凈鋼概述2.純凈鋼生產(chǎn)工藝的基礎理念3.純凈鋼生產(chǎn)的主要技術和應用這些技術后純凈鋼的物化特性3.1 降低氧化物夾雜總量3.2 減少大顆粒夾雜3.3 降低板坯表面及皮下夾雜物3.4 控制夾雜物化學成分 4.世界純凈鋼生產(chǎn)概況5.純凈鋼的特性和應用結果6.經(jīng)濟可行性7.結論第第31頁頁/共共48頁頁32對夾雜物敏感的鋼種對夾雜物敏感的鋼種(After K. Wunnenberg, Revue de Metallurgie, 2005)汽車車身零件（覆蓋件）汽車車身零件（覆蓋件）復雜車身零件（非覆蓋件）復雜車身零件（非覆蓋件）儀表用薄板儀表用薄

14、板食品工業(yè)的薄壁罐頭食品工業(yè)的薄壁罐頭顯像管的陰極罩顯像管的陰極罩 低低碳碳/超低碳鋼（超低碳鋼（LC/ULC Steels）管線鋼管線鋼海洋用鋼海洋用鋼 高強鋼高強鋼(High Tensile Steels)軸承鋼軸承鋼鐵軌鋼鐵軌鋼懸掛彈簧懸掛彈簧 高碳長材（高碳長材（High Carbon Long Products）其他其他第第32頁頁/共共48頁頁33有害夾雜物的尺寸范圍有害夾雜物的尺寸范圍(After K. Wunnenberg, Revue de Metallurgie, 2005)第第33頁頁/共共48頁頁34有害夾雜物的來源有害夾雜物的來源(After K. Wunnenber

15、g, Revue de Metallurgie, 2005)第第34頁頁/共共48頁頁35二次冶金二次冶金(After K. Wunnenberg, Revue de Metallurgie, 2005)第第35頁頁/共共48頁頁36不同形式的連鑄機和模鑄所占的比例不同形式的連鑄機和模鑄所占的比例(After K. Wunnenberg, Revue de Metallurgie, 2005)第第36頁頁/共共48頁頁37控制大包下渣控制大包下渣(After K. Wunnenberg, Revue de Metallurgie, 2005)第第37頁頁/共共48頁頁38中間包的大小中間包的大

16、小(From K.Wunnenberg, Revue de Metallurgie, 2005)(After K. Wunnenberg, Revue de Metallurgie, 2005)第第38頁頁/共共48頁頁39估計純凈鋼的增長量估計純凈鋼的增長量(After K. Wunnenberg, Revue de Metallurgie, 2005)超低碳鋼超低碳鋼低碳低碳鋼鋼管線管線鋼鋼彈簧彈簧鋼鋼高碳長材高碳長材評估數(shù)據(jù)評估數(shù)據(jù)所有數(shù)據(jù)所有數(shù)據(jù)第第39頁頁/共共48頁頁40內容1.引言 純凈鋼概述2.純凈鋼生產(chǎn)工藝的基礎理念3.純凈鋼生產(chǎn)的主要技術和應用這些技術后純凈鋼的物化特性3.

17、1 降低氧化物夾雜總量3.2 減少大顆粒夾雜3.3 降低板坯表面及皮下夾雜物3.4 控制夾雜物化學成分 4.世界純凈鋼生產(chǎn)概況5.純凈鋼的特性和應用結果6.經(jīng)濟可行性7.結論第第40頁頁/共共48頁頁41純凈鋼的需求純凈鋼的需求 （軸承鋼）（軸承鋼）(After K. Marukawa, Proc. ISIJ High Temperature Process Forum & JSPS 19th Committee, 1996)第第41頁頁/共共48頁頁42(After H. Uchibori, 126th/127th Nishiyama Memorial Seminar, 1988)

18、夾雜物的厚度夾雜物的厚度 夾雜物的寬度夾雜物的寬度Y軸軸 : 極限折邊率極限折邊率 (%) 夾雜物的尺寸對夾雜物的尺寸對極限折邊率的影響極限折邊率的影響純凈鋼的需求純凈鋼的需求 （薄板）（薄板）第第42頁頁/共共48頁頁43疲勞壽命與夾雜物成分的關系（閥用彈簧鋼）疲勞壽命與夾雜物成分的關系（閥用彈簧鋼）( After N. Ibaragi, 188th/189th Nishiyama Memorial Seminar, 2006)第第43頁頁/共共48頁頁44( N. Ibaragi, 188th/189th Nishiyama Memorial Seminar, 2006)第第44頁頁/共共48頁頁45經(jīng)濟可行性經(jīng)濟可行性 根據(jù)用戶所需的產(chǎn)品性能，合理決定成品價格，盡量降低生產(chǎn)成本，經(jīng)濟可行性應該是令人滿意的。 第第45頁頁/共共48頁頁46結論結論 引言