鋼種的冶煉要點及其質(zhì)量.doc

目 錄典型鋼種的冶煉要點及其質(zhì)量2寶鋼電爐廠生產(chǎn)硬線交流4關(guān)于生產(chǎn)中、高碳鋼的幾點看法8焊條鋼冶煉10汽車板12典型鋼種的冶煉要點及其質(zhì)量摘自（）低碳、超低碳鋼深沖薄板用鋼越來越多地選用低碳、超低碳鋼，這是因為這類鋼不僅能滿足常規(guī)對強度、剛度、塑韌性的要求，還有十分良好的深沖成形性能。通常這類鋼以系列鋁脫氧鋼為代表。而鋼（無間隙原子鋼）的研究成功，展示了更多的優(yōu)勢，如沖件形狀復雜、輕型而安全、外觀漂亮及易與其他零件焊接等，而這一切都在高效、低耗下進行，因而深沖鋼廣泛用于汽車工業(yè)和家電行業(yè)。對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，對鋼來說，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。為滿足質(zhì)量要求，就轉(zhuǎn)爐冶煉而言，通常需掌握以下要點：終點一次拉碳（0.040.06），避免補吹；降低終點，充分發(fā)揮復吹后攪作用，使 70010-6盡量采用低硫鐵水，終渣堿度3.2，使成品0.015；嚴格脫氧劑的使用和脫氧步驟，防止鋼水吸N；嚴格控制鋼渣流入鋼包。 對于鋼來說，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，且夾雜物直徑30m。 （）中、高碳鋼 中、高碳鋼冶煉的矛盾焦點是終點碳的控制。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。問題是，因為終渣氧化鐵低，除磷很困難。同時，在中、高碳范圍轉(zhuǎn)爐終點命中率也很低，通常需等成分補吹，即“高拉補吹”，延長冶煉周期。因此，采用鐵水預(yù)處理工藝，特別是進行鐵水脫硫，同時采用計算機控制煉鋼，即借助于副槍動態(tài)控制，利用高拉碳生產(chǎn)中、高碳鋼是可取的。 增碳法。終點碳控目標是根據(jù)終點硫磷情況而確定的，通常在出鋼過程進行增碳，在精煉工序最終微調(diào)以達到目標成分要求。 （）低合金鋼。 低合金鋼通常用作高強度結(jié)構(gòu)鋼，其特點是強度高、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： 強化造渣工藝，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、避免補吹，降低鋼中O； 嚴格脫氧、合金化操作，確保成份命中，同時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，以實現(xiàn)鋼水脫硫、脫磷效果。 對于高品級低合金鋼，單靠轉(zhuǎn)爐一個工序不能達到所有要求，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)。如高品級管線鋼，因?qū)α蚝坑袊栏褚?，通常需采用鐵水脫硫及鋼水深脫硫技術(shù)，使S達到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。寶鋼電爐廠生產(chǎn)硬線交流1、寶鋼提出的主要改造內(nèi)容2、國外用小方坯生產(chǎn)高質(zhì)量線材用鑄坯廠家統(tǒng)計3、與CONCAST交流情況介紹CONCAST人為用小方坯生產(chǎn)硬線鋼種的十個必要條件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)晶器保護渣l 特殊的振動參數(shù)l 特殊的鑄流導向系統(tǒng)l 高強度二冷(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)鋼簾線產(chǎn)品的技術(shù)4.1.1、鋼簾線產(chǎn)品對質(zhì)量的要求1) 對鋼簾線產(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 軋制過程2) 鋼簾線生產(chǎn)對工藝過程的要求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(氮氣、氧氣、氫氣)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) 鋼簾線生產(chǎn)對原材料的要求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)鋼簾線的EAF電爐工藝過程技術(shù)在冶煉普通級別鋼簾線前，該鋼包必須煉一爐無鋁的爐次，而冶煉高級鋼簾線(直徑弧長l 最佳的氬氣攪拌爐后渣料使用優(yōu)化過的合成渣，堿度在1.52之間，主要成份為：石灰、SiO2和助溶劑。助溶劑為無鋁的，可用無鋁螢石。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。對高級鋼簾線而言，為獲得對低熔點下的夾雜物形態(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+20mm)以確保埋弧操作，同時也可以將通電過程中的增氮減少至最小。下面的圖表顯示了在保持5060mm弧長的狀態(tài)下，不同渣厚的渣量與增氮量的對應(yīng)關(guān)系。當渣厚超過弧長20mm時，我們可以很明顯的看出增氮逐步減小幾進于零，即在鋼包爐通電過程中的增氮也就是幾個ppm。圖表10為使夾雜物有充足的時間擴散，鐵合金應(yīng)盡可能的早加入。因為FeSi中通常含有Ca，所以必須及早加入FeSi以便Ca能夠擴散。4.1.4 生產(chǎn)鋼簾線的VD真空處理工藝過程技術(shù)真空脫氣用來降低鋼中氮和氫的含量，同時可以充分脫硫。為了降低拉制中的加工硬化，對于直徑在0.100.20mm之間的細線應(yīng)控制終點氮含量在3040ppm之間。粗線的終點氮含量可稍高一些(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可達到0.005%，而脫氮率可達4050。這樣我們就可以將終點氮控制到小于3545ppm。高品質(zhì)的鋼簾線要H2ppm。因此增碳劑含草木灰要少，最好用純石墨電極來增碳。連澆第一爐鋼水的過熱度應(yīng)大于70，后續(xù)爐次鋼水過熱度應(yīng)大于60。4.1.5 、生產(chǎn)鋼簾線的CCM工藝過程技術(shù)4.2、DANIELI用小方坯生產(chǎn)鋼簾線代表廠家介紹德國ISPAT RUHRORT鋼廠美國GEORGETOWN最終產(chǎn)品尺寸0.15mm0.20mm鑄坯尺寸方坯130方120鑄機半徑9m7m工藝線路BOFLFVDCCM(用MEMS)EAF(DRI65%)LFCCM(強冷)平均鑄速3.33.6m/min3.43.5m/min產(chǎn)品質(zhì)量內(nèi)部質(zhì)量：夾雜：K0(DIN標準)碳偏析：C/C=1.12(過熱度=30,鑄速3.3m/min)表面質(zhì)量：5.5mm的線材評級為優(yōu)表面脫碳為0.03mm，優(yōu)于相似的大方坯鑄機達到的0.05mm有關(guān)內(nèi)部質(zhì)量和表面質(zhì)量的數(shù)據(jù)沒有，因為根據(jù)GEORGETON的標準，只在線材(5.5mm)上檢查。(注：GEORGETOWN的鋼簾線供應(yīng)北美22%的市場)4.3 DANIELI增加方140方案要點關(guān)于生產(chǎn)中、高碳鋼的幾點看法1 工藝流程a) 三步法（New Refining ProcessNRP:日本煉鋼廠的一種工藝） (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（國內(nèi)某些廠生產(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：出鋼時脫氧、加高碳鐵合金、加增碳劑將鋼水中的碳增至成份下線，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)中的幾個關(guān)鍵問題a)出鋼加增碳劑時，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LF爐生產(chǎn)中、高碳鋼時可能出現(xiàn)的問題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，可較長時間地吹氬，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、液較長時間的接觸和反應(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。焊條鋼冶煉鋼號化 學 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。非合金鋼焊條主要為碳素焊條鋼，焊條鋼的最大特點是必須保證盤條化學成分符合各種標準成分的要求，不允許有化學成分偏差，冶煉成分控制的范圍比標準的范圍更窄，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，但碳含量過低會導致焊絲過軟，焊藥擠壓困難，焊縫金屬強度不夠。為此，H08A類碳含量控制在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類鋼硅含量應(yīng)不大于0.03。錳不僅可以提高焊縫抗拉強度，也使塑性、韌性提高，同時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。H08C在H08類鋼中的硫、磷含量最低，其盤條價格也更高。 碳素焊條鋼因碳、硅含量很低，鋼質(zhì)軟，對力學性能無特別要求。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)終點碳wC控制在0.040.06，維護好出鋼口，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，控制不當還會產(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格控制鋼中氧含量，精煉結(jié)束時，氧活度控制在2545ppm(0.00250.0045)。 (5)連鑄工藝采用全保護澆鑄小方坯。 (6)中間包采用低碳高堿度覆蓋劑。 汽車板(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) 復合造渣劑：污泥石英砂錳礦粘結(jié)劑SiO2(%)MnO(%)T.Fe(%)CaO(%)S(%)P(%)熔點()49.463.7722.474.540.160.052113251.873.2212.814.250.130.0511492) 初期R1.5-2.5