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鋼潔凈度的評(píng)定和控制(三)
作者:張銀環(huán)   來(lái)源:技術(shù)中心 發(fā)布時(shí)間:2010年02月26日 點(diǎn)擊數(shù):

3 潔凈鋼的生產(chǎn)實(shí)踐
  鋼的精煉和連鑄操作嚴(yán)重影響鋼的潔凈度穗椅。例如,索拉克敦刻爾克廠對(duì)去除夾雜物進(jìn)行了系統(tǒng)的研究奶栖,結(jié)果表明:盡管二次氧化時(shí)有發(fā)生匹表,鋼包處理可減少夾雜65%~75%门坷,中間包可去除夾雜20%~25%,而結(jié)晶器去除夾雜物的作用較小袍镀,只能去除夾雜5%~10%默蚌。
3.1 鋼包操作
3.1.1 出鋼氧含量
  在出鋼期間或加脫氧劑之前測(cè)定鋼包內(nèi)鋼水的氧含量,出鋼時(shí)鋼水氧含量明顯地高苇羡,威爾頓廠為0.045%~0.08%绸吸,國(guó)家鋼公司大湖分廠為0.08%~0.12%,新日鐵為0.025%~0.065%设江。加鋁脫氧后锦茁,產(chǎn)生大量的Al2O3。按這樣推理叉存,為了生產(chǎn)潔凈鋼蜻势,我們就可以假定通過(guò)限定頂吹氧含量來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是鹉胖,如圖5所示握玛,頂吹氧量和鋼的潔凈度沒(méi)有相關(guān)性。這與液態(tài)鋼樣總氧含量的研究結(jié)果相一致甫菠。發(fā)現(xiàn)加鋁脫氧后挠铲,形成的大量氧化鋁簇夾雜物有85%能穩(wěn)定上浮到鋼包渣中,殘留的簇狀?yuàn)A雜物尺寸小于30?m寂诱。因此拂苹,不管出鋼氧含量取決于夾雜物的上浮時(shí)間,還是取決于鋼包精煉的可能性痰洒,都能去除大多數(shù)夾雜物瓢棒。圖6示出了RH處理期間鋼中總氧含量隨著脫氣時(shí)間的延長(zhǎng)而降低的情況。不管出鋼時(shí)氧含量差別多大丘喻,處理終點(diǎn)的總氧含量T.[O]都達(dá)到同一水平脯宿。為達(dá)此目的,脫氣時(shí)間必須足夠長(zhǎng)泉粉,例如15min连霉。生產(chǎn)超低碳鋼時(shí),出鋼氧含量嚴(yán)重影響脫碳速度嗡靡。
3.1.2 渣中FeO和MnO
  鋼水二次氧化的重要原因是轉(zhuǎn)爐出鋼帶渣進(jìn)入鋼包跺撼,轉(zhuǎn)爐渣富含F(xiàn)eO和MnO。這些氧化物同鋼水中溶解[Al]發(fā)生氧化反應(yīng)讨彼,生成Al2O3歉井,對(duì)下述反應(yīng)的熱力學(xué)條件非常有利:
  3FeO+2[Al]=Al2O3+3[Fe] 
  △Gl0=-853700+239.9T(J/mol) (2)
  3MnO+2[Al]=Al2O3+3[Mn]
  △Gl0=-337700+1.4T(J/mol) (3)

  氧含量檢測(cè)值為0.0524%;1—氧含量初始計(jì)算值為0.03%哈误;
  2—氧含量初始計(jì)算值為0.05%哩至;3—氧含量初始計(jì)算值為0.07%
   鋼包渣中FeO和MnO含量較高躏嚎,二次氧化位能大。反應(yīng)生成物為Al2O3夾雜憨募。鋼材中的許多裂紋源于鋼包渣中的FeO引起的二次氧化的產(chǎn)物。
  FeO+MnO檢測(cè)值為15.7%袁辈;1—FeO+MnO計(jì)算值為2%菜谣;
  2—FeO+MnO計(jì)算值為15.7%;3—FeO+MnO計(jì)算值為30%
  為了減少FeO和MnO的污染晚缩,采取了如下對(duì)策:
(1)最大限度地減少出鋼時(shí)帶入鋼包的渣量尾膊。
  提高停吹碳目標(biāo)命中率,避免補(bǔ)吹荞彼,從而將鋼水中溶解的氧含量降至最少冈敛,以降低爐渣中FeO含量;BOF采用副槍?zhuān)瑥母旧辖档脱a(bǔ)吹頻率鸣皂;采用高效的機(jī)械擋渣設(shè)備抓谴,如擋渣球(浮在鋼水和爐渣界面之間),有助于減少出鋼帶入鋼包的渣量(約3kgöt鋼)寞缝,也可采用一些傳感器癌压。出鋼后,鋼包厚渣層引起了大量渣攜帶問(wèn)題荆陆。例如滩届,美國(guó)內(nèi)陸鋼公司第4BOF車(chē)間標(biāo)準(zhǔn)鋼種通過(guò)機(jī)械扒渣使鋼包爐(LMF)渣層厚度低于40mm。1993年LTV鋼公司克力夫蘭廠最后鋼包渣平均厚度為75mm被啼,LTV鋼公司印第安那Harbor廠低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼鋼包渣層厚97mm帜消,高強(qiáng)度低合金鋼鋼包渣層厚135mm,要求增碳條件的鋼種渣層厚140mm浓体;臺(tái)灣中鋼煉鋼廠鋼包渣層厚度為30~100mm泡挺;中國(guó)武鋼煉鋼廠2號(hào)轉(zhuǎn)爐鋼包渣層厚100~130mm;而加拿大阿爾戈馬鋼廠扒渣前鋼包渣層厚75mm命浴,扒渣后為25mm粘衬。
(2)鋼包渣還原處理。
  埃米發(fā)現(xiàn)咳促,出鋼帶渣最少化同添加堿性鋼包渣和采用堿性包襯相結(jié)合稚新,可降低渣中FeO+MnO含量達(dá)1%~2%;低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼可降低總氧含量0.001%跪腹。降低鋼包渣中FeO+MnO含量的另一個(gè)辦法是添加爐渣調(diào)節(jié)劑(即將爐渣還原或脫氧處理)褂删。爐渣調(diào)節(jié)劑一般使用的是鋁和煅燒石灰石或石灰石的混合物。表5總結(jié)出世界上幾個(gè)鋼廠鋼包渣還原處理之后FeO+MnO含量的下降值冲茸。處理后平均降低約5%屯阀。據(jù)法國(guó)索拉克敦刻爾克廠報(bào)道缅帘,采用該措施可明顯提高帶卷的潔凈度。

3.1.3 RH處理和鋼包攪拌的作用
  鋼包攪拌和精煉過(guò)程(如RH鋼包脫氣)大大地促進(jìn)了夾雜物的長(zhǎng)大和去除难衰。各類(lèi)鋼包處理對(duì)板坯夾雜物含量的影響如圖10所示钦无。這些數(shù)字表明,對(duì)提高鋼水潔凈度而言盖袭,RH真空處理比鋼包氬氣攪拌優(yōu)越失暂,結(jié)果參見(jiàn)表4。噴Ca粉和增加攪拌力鳄虱,促進(jìn)了脫氧和液化夾雜物弟塞,具有明顯的效益。據(jù)Haastert報(bào)道拙已,某廠采用RH脫氣和Ca處理决记,將T.[O]降低到0.00.5%。NK-PERM工藝(NKK的RH改進(jìn)工藝)脫氣20min之后倍踪,可將低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的總氧T.[O]降到0.0005%系宫。但是,過(guò)度攪拌是不利的建车。當(dāng)鋼水向上循環(huán)到渣層之上時(shí)笙瑟,可能使鋼水表面暴露出一個(gè)“眼睛”區(qū),使鋼水產(chǎn)生二次氧化癞志。

  加入合金后往枷,充足的攪拌時(shí)間(>10min)也是很重要的,能使Al2O3夾雜循環(huán)上浮到渣中而去除凄杯。然而攪拌時(shí)間不能太長(zhǎng)错洁,就象Atlas不銹鋼廠報(bào)道的那樣,會(huì)沖蝕爐內(nèi)耐火材料戒突。這種現(xiàn)象已被托馬斯等人從理論上證明過(guò)屯碴。初期的強(qiáng)攪拌促使小夾雜物相互碰撞長(zhǎng)大形成大夾雜物,接著“終攪拌”鋼水慢速循環(huán)膊存,便于將碰撞形成的較大夾雜物排除到渣中导而。

                           ——摘自《中國(guó)金相分析網(wǎng)》

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