鋼中的殘余元素問題是冶金工業(yè)面臨的重要問題之一毒租。在煉鋼過程中器紧,煉鋼原料(包括鐵水、廢鋼及鐵合金等)會將大量雜質(zhì)元素帶入煉鋼爐中。其中一部分雜質(zhì)元素可以去除峡钓,但仍有一部分雜質(zhì)元素將留在鋼中,這一部分雜質(zhì)(非有意添加的合金元素)統(tǒng)稱為殘余元素杏瞻。這些殘余元素是鋼材質(zhì)量產(chǎn)生不穩(wěn)定的主要因素之一癌压。某些殘余元素易于偏析,即使其含量很低撰洗,也會對鋼材性能產(chǎn)生很強的負(fù)面作用篮愉。如軸承鋼中的殘余鈦就是一個典型的案例。Ti易與N 反應(yīng)產(chǎn)生高硬度夾雜物差导,極大影響軸承鋼的使用壽命试躏。
1、殘余元素的分類
將已知的一部分鋼中殘余元素按其氧化勢分為三類设褐,如下表颠蕴。它們在煉鋼過程中分別表現(xiàn)為完全保留、部分保留和極少保留助析。
第一類元素的氧化勢低于鐵裁替,在煉鋼時不參與氧化反應(yīng),最終幾乎全部積存在鋼鐵產(chǎn)品中貌笨。
第二類殘余元素的氧化勢與鐵接近弱判,在煉鋼的吹煉過程中,僅有一部分被氧化除去锥惋,其去除程度與元素本身特性有關(guān)昌腰。
第三類元素氧化勢高于鐵开伏,在鋼水吹煉過程中,它們首先被氧化進入爐渣中除去遭商,僅剩余極少一部分進入產(chǎn)品中固灵。
因此,鋼中的殘余元素問題劫流,實際上只有第一類和第二類所含的15種元素巫玻。其中8種元素為全保留元素,7種元素為部分保留元素祠汇。
2仍秤、鋼中殘余元素的來源
我國是一個共生鐵礦較多的國家,共生鐵礦中包括V可很、Ti诗力、P、As我抠、Sn苇本、Sb、Re(稀土元素)等菜拓,在冶煉時帶入鋼材中瓣窄。
除了原生鐵礦帶入鐵水中的殘余元素以外,鋼水中的殘余元素最大來源是廢鋼纳鼎,主要分為:
(1)廢鋼中的合金鋼俺夕。目前煉鋼廠沒有經(jīng)濟有效的技術(shù),來分選合金鋼與普碳鋼喷橙,而在一些中啥么、高合金鋼中含有種類繁多的合金元素。在鋼的再循環(huán)中贰逾,這些合金元素將作為殘余元素進入鋼中;
(2)廢鋼中的表面涂層或鍍層悬荣。其中產(chǎn)生問題最多的是鍍錫板,它是作為罐頭盒進入廢鋼循環(huán)的疙剑,其他的鍍層包括銅氯迂、鎳和鉻等;鍍鋅板也有廣泛應(yīng)用,但鋅在煉鋼中可基本去除而無需考慮;
(3)廢鋼原料中裹雜的有色金屬言缤。最重要的有汽車廢鋼嚼蚀,其中夾雜一些微型電機,主要雜質(zhì)為銅管挟。
市面上轿曙,殘余元素含量最多的是銅,銅主要是由汽車廢鋼進入煉鋼爐。據(jù)估計目前煉鋼廠混合廢鋼中平均含銅量大約在0.3%左右导帝,具體含量多少取決于合金鋼的來源及所占比例守谓。
鋼中的殘余Sb和As主要來源于原生鐵礦,當(dāng)含有這些雜質(zhì)的廢鋼進入循環(huán)使用時您单,它們可以被稀釋斋荞,但殘量將在鋼中逐漸積累。鋼中的H和N主要來源于煉鋼時的車間氣氛虐秦,其含量主要取決于不同的鋼種成分和煉鋼工藝平酿。 (未完待續(xù))
文章摘自:冶金技術(shù)網(wǎng)