钢铁生产前沿技术.ppt

21世纪钢铁生产先进技术昆钢技术中心 2009世界10大产钢国家粗钢产量单位 百万吨 1钢铁工业目前面临的形势 金融危机使钢铁工业受到严峻挑战钢铁产能过剩低碳经济到来 要求钢铁业节能减排淘汰落后产能 确定的目标 2011年底前 淘汰400立方米及以下炼铁高炉 淘汰30吨及以下炼钢转炉 电炉 其中 2010年年底前 淘汰300立方米及以下高炉 20吨及以下转炉 电炉 投资拉动和政策支撑中国钢铁业发展铁矿大幅涨价 提升钢材成本 1 1对钢铁工业及钢铁材料的认识 现代钢铁工业诞生于19世纪中叶 而在20世纪 尤其是20世纪80年代之后进人全盛发展的时期 钢铁工业一直是支持与推动工业 农业 交通 建筑 军工等各个产业革命和发展最重要的基础 钢铁材料在性能价格比上将继续保持对其他材料的明显优势 是用量最大 使用最广泛 能够满足各种要求的不可完全替代的材料 钢铁生产资源广泛 并具有再循环使用 如废钢 余气 余热等 的明显优势 这正是钢铁工业可持续发展的一个重要特征 也是新世纪中需继续生存与发展的各个产业必需具备的基本条件 钢铁工业具有自我完善 优化和发展的强大能力 这不仅表现在因生产流程 工艺和装备的不断优化 确保了钢铁生产在开拓新品种 优化质量 降低消耗 降低成本 尤其是原 燃料涨价 而钢铁产品销价基本稳定 保持巨大的竞争能力 的自我生存能力 还表现出它与各种基础材料以及替代钢铁的其他材料结合相配套使用的良好适应能力 钢铁生产在今后必将得到更加持续稳定的发展 1 2钢铁工业工艺流程钢铁生产的主要流程如图所示 1 2钢铁工业工艺流程 钢铁生产的主要流程如图所示钢铁生产工艺流程示意图 在以上提到的工艺流程中 除了连铸连轧 薄带连铸技术外 钢铁企业生产流程上的各个工序主体单元 高炉 转炉 轧钢等 的技术已日趋成熟 人们从钢铁生产的实践中认识到 钢铁企业既要追求内部生产运行的合理性 连续 稳定 紧凑地生产高质量的产品 又要解决人与自然的协调发展 追求发展与环境的统一 追求工业生态和循环经济效应 定位好钢铁企业的社会经济职能 与周边城市和社会消费相适应 相协调 从钢铁企业未来的社会 经济角色来看 要求现代钢铁企业应具有以下3种功能 钢铁产品制造功能能源转换功能社会大宗废弃物的处理 消纳功能 2 20世纪钢铁生产技术回顾 从技术角度看 伴随着钢铁生产总量的变迁 20世纪钢铁工业出现了两轮大规模的技术创新高潮 在炼铁 炼钢 铸钢 轧钢 自动化 节能 环保等方面出现了众多新技术 以氧气顶吹转炉炼钢 连续铸钢 连续轧制为代表的第2代生产流程技术代替了以空气低吹转炉 酸性平炉 模铸为代表的第1代生产流程技术 铁水预处理 炉外精炼 控制轧制 熔融还原 薄板坯连铸连轧等技术对第2代技术的完善及补充 第2代技术主要包括 1 氧气转炉炼钢技术 氧气转炉炼钢创造了钢铁工业高效化生产的途径 推动了冶炼生产设备的大型化 高效化和连续化 2 连续铸钢技术 使炼钢到轧制成材的工艺生产线连续化成为可能 其主要技术特点体现在 利用中间包一结晶器一二次冷却一拉矫机等生产设备 连续生产合格铸坯 采用结晶器振动和保护渣 改善了铸坯表面质量 采用二次冷却和电磁搅拌 提高了铸坯内部质量 连铸技术的发展 不仅提高了钢铁成材率和生产效率 而且促进了钢铁生产从单元化 间断生产的模式向连续化方向发展 3 多机架串列式的连续高速轧制技术 代替传统的并列式轧制工艺 特别是热轧宽带钢连续轧制的发展 使轧制过程实现了高效 高速 高精度化 4 炼铁高炉大型化 并采用了一系列新技术和加强操作管理 使一代炉役寿命达到8 15年 20世纪90年代 技术发展的特点是不再突出某个工艺 某个流程 而是带有系统性和综合性的技术 主要包括 1 为适应市场对钢的质量和高洁净度的要求 发展了铁水预处理 包括废钢处理 铁水脱硫 脱磷 脱硅以及热送等 炉外精炼 RH LF VD等大型真空精炼设备 等系统精炼技术 使得钢水中的S P O H N等有害元素含量降到了低限 钢液的洁净度达到S 5 10 6 P 20 10 6 N 15 10 6 H 1 5 10 6 T0 10 10 6 C 10 10 6水平 2 为保证钢材高精度 高性能的要求 轧钢方面形成了一整套既控制形状 尺寸 表面 的高精度 又控制材质的高性能的控制轧制技术 包括在线检测控制 热处理 表面处理等 主要体现在 采用多机架连续轧制实现了一火成材 采用控轧控冷工艺实现钢材组织 晶粒的控制 利用余热进行热处理 简化了工艺流程 提高了产品质量 降低了环境污染 我国自20世纪90年代以来 确定了 以连铸为中心 的生产技术方针 先后大规模地突破了6个关键的共性技术 按时间次序分别为 连铸技术 高炉喷吹煤粉技术 高炉一代炉役长寿技术 钢材连轧技术 工序结构调整综合节能技术 转炉溅渣护炉技术 这6项技术的先后整体突破 打通了钢厂生产流程中的 技术瓶颈 使生产流程产生了结构性的变化 这一系列化的技术的快速成长和推广应用 使我国钢铁行业产生了火箭飞跃式的发展 3钢铁制造流程中各单元和各工序的功能及技术 3 1高炉基本功能1 氧化矿物还原和熔融器 通过合理配矿 原矿 烧结矿 球团矿合理配置 成熟的炼焦和喷煤技术 不断改进的热风系统 无料钟炉顶 高压操作以及新一代上料系统 特别是高炉大型化和长寿命技术的不断提高 高炉已成为铁矿最高效率的还原装置 可源源不断地生产出铁水 成为转炉炼钢赖于存在的基础 2 能量转换器 高炉过程伴随巨大的能量消耗和能量转换过程 其特点是将焦炭 煤粉 天然气等化学能源转化为铁水的物理显热和化学能 目前其技术进步的方向是如何不断提高高炉的热效率 3 冶金质量调控器 高炉对冶金产品质量的影响主要体现在结合铁水预处理对铁水S Si含量的控制和铁水温度的控制 对高炉生产铁水过程技术进步的要求 1 全球气候变化 要求钢铁行业减排CO2 而90 的CO2是高炉及铁前工序排放的 因此要采取措施尽可能减少过程的燃料比 焦比 喷煤比 理论上生产一吨铁水 需要418kg碳 目前已达到462kg t 我国的水平是520kg t CO2排放1 5 2 0t t 铁水 2 经济高效 低成本生产要求 目前高炉及铁前工序主要先进技术 烧结机 高炉的大型化发展 以及推广一系列高炉的长寿技术 一代炉役达到15 20年 降低入炉焦比 提高煤粉喷吹量 提高高炉热风温度 热能高效利用技术 包括烧结烟气余热发电及脱硫 干熄焦及余热利用 高炉煤气余压发电技术 TRT 高炉煤气回收和循环利用 炉渣余热回收和炉渣循环利用等 社会废物利用 末来高炉新技术 目前精料 富氧鼓风 高风温 煤粉喷吹以及低硅操作等常规技术的广泛应用 已使高炉各项指标处于较高水准 单凭常规技术很难进一步改善高炉性能 同时高炉的原燃料条件日趋恶化 铁矿石品位逐渐下降 焦煤资源全球性匮乏 使得全球范围内焦炭供应难以满足高炉炼铁的需要 炼铁生产主要使用的含碳能源 煤及其衍生物 产生大量的二氧化碳有悖于低碳绿色经济发展 常规技术对二氧化碳减排无能为力 如喷煤虽可有效降低焦炭消耗 但不能缓解整个系统的环境负荷 在此背景下 一些炼铁新技术已被提出或实际应用 其中包括两个方向 一是应用革新技术在高炉常规操作高效率的基础上 实现高炉的超高效率操作 实现整个系统的高效和低环境负荷 二是将高炉炼铁与大规模发电相结合 优化整个钢铁流程的能量利用 实现系统节能 世界主要工业国家在高效利用能源和实现绿色生态化高炉炼铁生产方面的主要成果有 高炉炉料多样化 如使用30 热压含碳球团 实现低温炼铁 提高含铁炉料的还原性能 加速炉内还原 高炉喷吹含氢原料 废弃塑料和含氢气体等 实现富氢还原 考虑到经济成本和安全性等 高炉不宜直接喷吹氢气 而是喷吹包括水蒸气 焦炉煤气 天然气 以及废弃塑料等富氢介质 铁 氢冶金高炉炉顶煤气循环利用 其核心环节是将高炉炉顶煤气经处理后把其中的还原成分 CO和H 喷入高炉 重新回到炉内参与铁氧化物的还原 而CO2得到分离净化后 进行分离存贮 这是改善高炉性能 降低能耗以及减少二氧化碳的产生和排放量的有效措施 高炉炼铁与大规模发电技术 有望代替高炉的技术 目前的非高炉炼铁主要有两种方法 即直接还原法和熔融还原法 世界上已经基本成熟的三大非高炉炼铁技术 分别是奥钢联的COREX 韩国浦项的INEX 力拓矿业的HIsmelt 都采用熔融还原法 转底炉 隧道窑直接还原铁技术虽然已经工业化 但其产品只能是高炉 电炉 转炉的添加原料 3 2铁水预处理技术 铁水预处理是指铁水进入炼钢炉之前所进行的某种处理 可分为普通铁水的脱硫 脱硅和脱磷预处理 简称铁水 三脱 处理 和特殊铁水的提钒 提铌 提钨预处理 简称铁水三提处理 同时提取其他虽不贵重但在经济上对综合利用有利的元素 铁水预处理目的针对炼钢而言 主要是使其中硫 磷 硅含量降低到所要求范围 以简化炼钢过程 提高转炉冶炼效率和钢的质量 铁水预处理技术可按需要可以分别在炼铁工序和炼钢工序的设备内进行 如铁水沟 鱼雷罐 铁水包或专用冶金炉 转炉 内等多种铁水预处理技术 铁水预处理装置的主要功能为 流程工序之间冶金负荷和质量调节器 减少转炉冶金负荷 能量调节器 脱硅调节铁水化学能 少渣操作 利用废钢 合理控制出钢温度 高炉 转炉界面的协调 缓冲器 铁水预处理工序使大型铁水储运器 如鱼雷罐车 受铁罐逐步成为高炉 转炉之间铁水成分 过程时间 过程温度等重要参数优化基础 成为连续生产的协调 缓冲器 3 3转炉基本功能及技术 1 快速高效脱碳器 对含碳量达3 以上的高炉铁水进行快速脱碳是转米的主要任务 要完成这一任务 已有一系列围绕氧气转炉技术 如炉型设计 氧枪设计 顶 底复吹 少 无渣 冶炼工艺技术取得了明显进步 特别是与高速板坯连铸机协调运行的大型转炉采用5m3 t min 标准态 代氧强度 一炉钢纯吹氧时间缩短到9min左右 120t以上的大型转炉与真空处理装置有效结合 可高效地生产高质量的低碳 超低碳和超低硫钢 满足汽车用高深冲钢和不锈钢等高品质钢的需求 2 快速升温器 氧气转炉中氧气与铁水中的C Si P以及铁等元素的氧化反应速度快 使钢水温度在12 16min内迅速从1280 1350 升高到1640 1680 左右 并具备了一定的 应在25 左右 的熔化废钢的能力 3 能量转换器 依靠铁水的物理热和化学热 通过合理的供氧和转炉煤气 蒸汽回收技术 转炉具备了能量转换的功能 回收的能量基本补偿转炉工序所消耗的能量 甚至是超过转炉工序所消耗的能量 即所谓负能炼钢技术 4 优化脱磷功能 转炉的热力学环境和动力条件 使其进行适度的脱磷是一种较为优化的低成本作业 由此发展起来的技术是转炉双联冶炼工艺 转炉炼钢先进技术 实际上和转炉炼钢有关的铁水预处理 转炉复吹 溅渣护炉等都已经成熟完善 体现转炉单元先进技术的可能是自动化控制技术 即根据原料条件 铁水重量 成份 温度等 出钢成份 温度及生产要求 建立对冶炼过程钢水动态监测系统 实现在线计算机闭环控制 达到对吹供氧工艺 吹搅拌工艺 造渣工艺和温度 T C S P 全程和终点预报 使出钢钢水命中率 90 目前主要采取的手段是安装有种探头的转炉副枪技术 另一值得关注的技术是转炉煤气回收和负能炼钢技术 代替转炉炼钢的电炉炼钢技术 电炉炼钢 电炉炼钢与转炉炼钢比较 具有以下特点 电炉炼钢投资省 占地面积小 建设周期短 资源问题 随着国民经济的发展 铁矿石 焦煤等资源将日益匮乏 而废钢资源则会不断积累 因此从长远看电炉炼钢具有优势 环保问题 电炉炼钢产生的CO2 NOx SOx等有害气体量较高炉 转炉炼钢少 能耗问题 废钢 电炉 钢水与高炉 转炉 钢水两种工艺流程相比 短流程总能耗仅为长流程的50 3 4二次冶金 炉外精炼技术 炉外精炼技术是应各行各业对钢材性能的高要求而发展起来的 目的是提高钢水洁净度 改善产品的性能 炉外精炼技术的主要特点体现在 创造最佳的热力学动力学条件 实现了分阶段冶炼 保证钢水纯洁度 现代钢厂几乎100 的钢水都要经过不同类型的二次冶金装置 它已成为钢铁制造流程中不可缺少的工序 其功能体现以下几个方面 高效精炼功能 缓冲协调功能提高炼钢工序的效率 产品质量和成本优化 炉外精炼技术手段 炉外精炼工艺主要有 钢包吹氩 喂丝 CAS吹氩搅拌 LF精炼 RH真空精炼 VD真空精炼等 采用炉外精炼技术是为了达到以下技术手段 1 渣洗 获得洁净钢液并能适当进行脱氧 脱硫和去除夹杂物的最简便的精炼手段 2 真空 将钢液置于真空室内 由于真空作用使反应向生成气相方向移动 达到脱气 脱氧 脱碳等目的 真空是炉外精炼中广泛应用的一种手段 3 搅拌 通过搅拌扩大反应界面 加速反应物质的传递过程 提高反应速度 搅拌方法有吹气搅拌和电磁搅拌 4 加热 调节钢液温度的一项重要手段 使炼钢与连铸更好地衔接 加热方法有电弧加热法和化学加热法 5 喷吹 用气体作载体将反应剂加入金属液内的一种手段 喷吹的冶金功能取决于精炼剂的种类 它能成不同程度的脱硫 脱氧 合金化和控制夹杂物形态等精炼任务 3 5连铸技术 连铸是20世纪和将来冶金行业最伟大的技术 它的推广应用使钢铁工业得于飞速发展 至今其功能已经大为发展 主要为 高效钢水凝固器 连铸技术快速高效的凝固特点 同时接近成品的凝固成形方式 使钢铁生产机械化 连续化 自动化水平大幅提高 终端冶金器 从技术发展来看 连铸系统既具备了化学冶金的内涵 以具备了物理冶金的作用 化学冶金方面应用注流密封技术 真空处理技术很好地防止钢水的再氧化 或具有脱气功能 中间包和结晶器的保护渣技术进一步净化钢液 使钢液成分控制和均匀化 铸坯液芯轻压下技术 二冷水快速冷却技术 将进一步减小中心偏析程度和柱状晶的晶轴间距 物理冶金上 结晶器保护渣技术和振动技术为良好的铸坯表面质量创造了重要的前提 电磁搅拌技术和快速凝固技术为获得良好铸坯组织提供了有效的控制手段 连铸技术的发展 主要体现在 结晶器的改进 电磁搅拌 电磁制动技术的应用 薄板坯连铸 近终形连铸 带钢连铸 异型坯连铸 连铸自动化的实现代表了最新的连铸技术发展的趋势 连铸技术的发展使传统的加 均 热炉的加热功能相对减轻 连铸坯的热送 热装使加热炉突出了连接 缓冲 连续化的功能 最新连铸技术 中间包等离子加热技术 目的是稳定浇注温度 恒定铸速 提高生产效率和成材率 降低浇铸温度 多模式电磁搅拌技术 一台连铸机把三种电磁搅拌功能 减速 加速 旋转 结合起来 减少铸坯缺陷 铸坯面压下技术 明显改变铸坯中心缺陷 复合钢板坯连铸工艺 超厚钢板坯连铸 薄带铸轧技术 3 6轧钢技术 专业化分工的全自动连轧机组在钢铁生产流程中 轧钢过程是连续 可测和可控的高效变形过程 轧钢始终是钢铁工业中钢材成型的主要方式 轧钢变形成材主要体现在轧件的轧制变形是在一组轧机上按照优化 集成的不同变形量匹配连续完成的 其连续的含义不仅是轧机内变形量匹配和流量匹配的连续 还包括冷轧开卷 酸洗 冷轧 卷起 表面处理的连续上 现代轧机的另一特点是速度越来越快 如高速线材轧机出口速度已高达110m s以上 热轧板带可达25m s以上 钢材的最终性能要通过轧制过程对温度和变形全过程的控制来实现 人们已掌握了轧制过程中控制形变和相变的技术 使得钢材的组织 性能的优化控制可能在一套连续轧钢系统上实现 当然 这种优化控制和炼钢 钢的精炼 连铸坯冶金部质量的优化控制相衔接 面对钢材市场的多层次 多样化的需求趋势 轧钢工序在逐步向表面处理 深加工 零件化等产品方向发展 灵活的柔性化轧制技术也渐趋活跃 本身也代表钢铁工业未来的方向 发展中的主要的轧钢技术包括 二次加热炉技术 铸轧一体化技术 控轧控冷技术 在线检测的技术 各种新技术在轧钢生产中的应用 使信息化 智能化和柔性化的管理和控制在轧钢厂逐渐成为了现实 应该一提的是铸轧一体化的薄带铸轧生产工艺的发展 这是本世纪钢铁生产领域的前沿技术 集连铸 轧制 热处理等工艺于一体 省去了再加热 甚至热轧工艺 连铸生产出的薄带坯直接进入轧辊 稍加轧制即可得到板带产品 4钢铁生产流程中的 界面技术 所谓 界面技术 是指钢铁生产流程中炼铁 炼钢 铸坯 轧钢等主体工序之间的衔接 匹配 协调 缓冲技术和相应的装置 装备 以及其工艺生产技术组合 并包括了时间 空间的配置 数量 产量 匹配等一系列的工程技术 界面技术改变传统钢厂各工序从静态要求出发 简单堆砌联接 上下工序不能形成动态 有序协调和集成的弊病 以达到生产不同产品时 生产流程整体运行稳定 协调和连继续化 高效化的目的 4 1高炉 转炉区段的 界面技术 1 中 小高炉 中 小转炉间的 界面技术 2 大高炉 大转炉间的 界面技术 4 2炼钢炉 连铸区段的 界面技术 炼钢炉 连铸区段的 界面技术 分为两类转炉 二次冶金 连铸中间包 连铸 长流程 电炉 二次冶金 连铸中间包 连铸 短流程 1 转炉 连铸 板材流程在此流程中 钢液主要通过CAS 0B 装置吹氩 升温 RH真空处理等快速精炼获得所需的产品质量 LF炉主要是为生产超低硫钢和中高碳钢而设立 在此流程中生产的比例很小 10 以 为了作业顺行 炼钢车间的合理布置非常重要 每炉次合理的运行时间节奏在40 45min左右 大型转炉150 300t CAS 0B 装置RH真空处理LF炉 大型中间包 板坯连铸 薄板坯连铸连轧流程此流程中 转炉和铸机一一对应为最佳 LF炉可能会成为一个制约 为提高作业率和产品档次 采用RH CAS等快速精炬装置 是不错的考虑 此流程合理的运行时间节奏在30min左右 如生产45 类的优质碳素结构钢 要采用LF炉作为界面技术 这样运行时间节奏放慢到40 45min左右 转炉100 150t LF炉 VD 大型中间包 薄板坯 中板坯连铸 薄板坯连铸连轧 2 中 小 转炉 方坯连铸 普通棒 线生产流程 中 小 转炉 30 50t 钢包底吹氩 喂丝 连铸中间包 小方坯坯连铸 4 6流 台 中 小 转炉 方坯连铸 普通棒 线生产流程中 80t中型转炉也配置此流程 主要生产合金钢棒 线材 其转炉 方坯连铸的 界面技术 为RH和LF VD 应该指出 与RH真空脱气相匹配的转炉至少应有80t钢水容量 才能经受真空循环过程中引起的温降 50t转炉要克服温降 必须过多地提高出钢温度 这不仅得不到良好的技术指标 而且会恶化钢水质量 所以RH很难在线运行 4 3连铸 热连轧区段的 界面技术 板材生产为了保持铸坯温度 提高能量效率 在时间因素方面追求紧凑性和节奏性 尽可能争取铸坯热送 热装 并设置一定的冷坯库 保温炉作为 缓冲 协调 单元 使连铸机与热连轧机有效连接 并在热连轧机的粗轧与精轧之间设置热卷箱 焊机等装置 以此实现半无头轧制 薄规格 超薄规格轧制 棒 线轧制追求半无头 甚至无头 轧制 实现的方法多样的 超长铸坯 50 150mm 通过隧道式加 均 热炉 连接热连轧机是最节能 效率最高的方法 通过铸坯焊机将12 16mm的长尺方坯 在进入热连轧机之前焊接在一起 实现超长坯的无头轧制 真正达到 紧凑型 流程的工艺技术是薄板坯连铸 连轧技术 其特点是 通过合理选择铸坯的 临界尺寸 和合理的轧机组合 形连铸 连轧成铸坯可直接进入热带连轧机 甚至无真正意义的粗轧 轧制成薄板卷 从而体现时间和空间的紧凑 通过超长尺铸坯直接进入隧道式加 均 热炉 快速调整表面温度后 直接进行轧制 甚至达到半无头轧制 通过炼钢炉 精炼炉 薄板坯铸机 隧道式加 均 热炉 热连轧机 卷取机之间的自组织功能 使流程内各工序和装置在作业时间上 在线 运行的协同化 提高薄板坯连铸 连轧流程的连续化程度 代表本世纪钢铁生产领域的前沿技术的铸轧技术 更是体现了紧凑高效的特点 5 先进的钢铁材料 先进钢铁材料具有四个特点 第一是高性能 首先钢材本身强度要好 韧性要好 使用寿命要长 先进钢铁材料要求根据不同的钢种 不同的使用范围 不同的使用特点 能满足最佳的使用条件 这就是高性能 为了达到高性能 从内部来说 要求钢铁比较干净 杂质要少 有很高的洁净度 把非金属夹杂物的危害性要尽量的小 钢铁是由好多小晶粒组成的 晶粒还要细 同时其次是钢的表面质量要好 加工的尺度精度要高 表面没有缺陷 第二是多品种 钢铁使用在不同的地方 要求的性能是不一样的 比如作为装饰的不锈钢 最重要的性能不在于硬而在于防锈 作为齿轮的钢 硬度要均匀 所以保证一个比较好的战斗性 所以要有很多品种 以适应不同的需要 第三是要低成本 能够规模化生产 第四是绿色环保 环境与资源友好 能较好地循环利用 先进钢铁材料基本理论和技术 微合金化 细晶强化 及其控轧控冷技术 在钢中添加微量 单独或复合加入含量少于0 1 的合金化元素 钒 铌 钛等 形成相对稳定的碳化物和氮化物 从而在钢中产生晶粒细化和析出强化效果 使碳素钢和碳锰钢强度提高2 3倍的钢类称为微合金化钢 而细晶强化是使钢中晶粒细化而达提高强度的目的 控轧控冷细晶强化示意图 洁净钢概念 所谓洁净钢一般是指钢中杂质元素磷 硫 氧 氮 氢 有时包括碳 和非金属夹杂物含量很低的钢 对于钢性能要求不同 洁净度所要求控制的因素也不相同 对IF钢 为获得成品钢材的高延展性 高塑性应变以及优良的表面性能 要求钢中碳 氮 氧含量尽可能低 为了生产高强度 高韧性 优良低温性能 更高的抗氢断裂的高质量管线钢 要求钢中低硫 低磷 尽可能低的氮 氧 氢和一定的Ca S比 5 1细晶粒 超细晶粒钢研究现状和发展趋势目前 工业生产和广泛应用的低合金钢的屈服强度约为400MPa 抗拉强度约为500MPa 晶粒尺寸约为10 m 由于晶粒细化既能提高钢材的强度又能改善钢材的韧性 因此世界各国研究者力争通过对碳素钢和低合金钢进行细晶化的研究 将低合金钢的屈服强度由目前的400MPa级提高到800MPa级 日本的 超级钢铁材料研究 简称超级钢 国家项目 韩国 21世纪高性能结构钢 项目 其目标就是细晶强化手段开发强度相当于普通钢铁材料两倍强度的新材料 用于道路 桥梁 高层建筑等基础设施的更新换代 典型细晶粒钢的生产技术 形变诱导铁素体相变 DIFT 技术DIFT不同于传统控轧控冷 TMCP 的相变之处 是其相变 低碳钢中 P 主要发生在轧钢过程中而不是轧后冷却过程中 DIFT相变具有以下特性 1 DIFT相变是动态相变 是由形变产生储存能提高相变驱动力的相变 2 DIFT相变是以形核为主的相变 相形核首先产生于具有高畸变能的原有 晶界 3 DIFT相变具有快速相变的特性 DIFT相变是扩散型相变 碳的走势是上坡扩散 在较高温度时在最后的三角界区形成珠光体 在较低温度和高畸变的晶内区形成离异状珠光体 颗粒状珠光体 4 DIFT形成超细晶 DIFT相变相对于传统的 相变或再结晶都有更小的临界核