钢种的冶炼要点及其质量.doc

目 录典型钢种的冶炼要点及其质量2宝钢电炉厂生产硬线交流4关于生产中、高碳钢的几点看法8焊条钢冶炼10汽车板12典型钢种的冶炼要点及其质量摘自（）低碳、超低碳钢深冲薄板用钢越来越多地选用低碳、超低碳钢，这是因为这类钢不仅能满足常规对强度、刚度、塑韧性的要求，还有十分良好的深冲成形性能。通常这类钢以系列铝脱氧钢为代表。而钢（无间隙原子钢）的研究成功，展示了更多的优势，如冲件形状复杂、轻型而安全、外观漂亮及易与其他零件焊接等，而这一切都在高效、低耗下进行，因而深冲钢广泛用于汽车工业和家电行业。对深冲钢的使用要求决定了钢中碳低、硅低、总氧（非金属夹杂物）低的特点，对钢来说，还要求氮低、流低，并添加合适数量的微量元素，如钛、据等。为满足质量要求，就转炉冶炼而言，通常需掌握以下要点：终点一次拉碳（0.040.06），避免补吹；降低终点，充分发挥复吹后搅作用，使 70010-6尽量采用低硫铁水，终渣碱度3.2，使成品0.015；严格脱氧剂的使用和脱氧步骤，防止钢水吸N；严格控制钢渣流入钢包。 对于钢来说，应使其在真空处理前钢水含有一定的碳和氧，以便深脱碳。另外还要采用铁水脱硫、二次精炼、连铸等一系列有关技术措施，确保.003，N 0.002，TO 0.0025，且夹杂物直径30m。 （）中、高碳钢 中、高碳钢冶炼的矛盾焦点是终点碳的控制。常用的方法是“高拉碳法”和“增碳法”。 高拉碳法。高拉碳法的优点是终渣氧化铁低，金属收得率高、氧耗低，合金收得率高、钢水气体含量较低。问题是，因为终渣氧化铁低，除磷很困难。同时，在中、高碳范围转炉终点命中率也很低，通常需等成分补吹，即“高拉补吹”，延长冶炼周期。因此，采用铁水预处理工艺，特别是进行铁水脱硫，同时采用计算机控制炼钢，即借助于副枪动态控制，利用高拉碳生产中、高碳钢是可取的。 增碳法。终点碳控目标是根据终点硫磷情况而确定的，通常在出钢过程进行增碳，在精炼工序最终微调以达到目标成分要求。 （）低合金钢。 低合金钢通常用作高强度结构钢，其特点是强度高、塑性、韧性好、加工性能及焊接性能优良，并具有一定耐腐蚀性，它是通过在碳素钢基础上加入少量合金元素以改善综合性能。这类钢通常要求磷、硫含量很低，且氮含量也低，因此就冶炼而言应注意以下要点： 强化造渣工艺，早化渣、化好渣，终渣碱度保持在3.04.0，确保去磷，去硫效果； 采用一次拉碳、避免补吹，降低钢中O； 严格脱氧、合金化操作，确保成份命中，同时控制好温度及防止吸氮； 采用挡渣出钢，防止回磷，并加入适量改性料，以实现钢水脱硫、脱磷效果。 对于高品级低合金钢，单靠转炉一个工序不能达到所有要求，因此必须联合采用铁水预处理，二次精炼及连铸有关技术。如高品级管线钢，因对硫含量有严格要求，通常需采用铁水脱硫及钢水深脱硫技术，使S达到0.001的水平。总之，要获得良好的钢的性能，必须提高钢的洁净度，而洁净钢的生产，必须采用如前所述的“分阶段精炼”的系统技术，而转炉炼钢应在这个系统中成为“基础”的重要角色，而不应将自己应该完成的功能转移给其他工序。宝钢电炉厂生产硬线交流1、宝钢提出的主要改造内容2、国外用小方坯生产高质量线材用铸坯厂家统计3、与CONCAST交流情况介绍CONCAST人为用小方坯生产硬线钢种的十个必要条件l 良好的精炼条件(气体含量低、高纯净度钢水、特殊渣)l 保护浇铸l 特殊结晶器l 最佳的结晶器电磁搅拌l 特殊结晶器保护渣l 特殊的振动参数l 特殊的铸流导向系统l 高强度二冷(压力、流量都高)l 末端电磁搅拌l 可控的三次冷却(防H)4、与DANIELI交流情况介绍4.1、DANIELI用小方坯生产钢帘线产品的技术4.1.1、钢帘线产品对质量的要求1) 对钢帘线产品质量有重大影响的环节l 夹杂物的含量l C的偏析度l 铸坯表面质量l 轧制过程2) 钢帘线生产对工艺过程的要求l 钢中的S、P、Al、Ti等元素含量必须足够低l 钢液中的有害元素(Cr、Ni、Cu、Mo)以及难溶气体(氮气、氧气、氢气)的含量必须足够低l 钢水纯净度要高(非金属夹杂、硫化物或氧化物以及铝、钛的氮化物)l 钢水中元素的偏析和宏观结构上的缺陷越少越好l 表面脱碳剂的控制l 轧制中合适温度的控制3) 钢帘线生产对原材料的要求CSPAlTiNCaFeMn680.020.050.010.050.0200FeSi(低Al,Ti)0.10.020.050.10.050.010099.70.040.050.01004.1.2、生产钢帘线的EAF电炉工艺过程技术在冶炼普通级别钢帘线前，该钢包必须炼一炉无铝的炉次，而冶炼高级钢帘线(直径弧长l 最佳的氩气搅拌炉后渣料使用优化过的合成渣，碱度在1.52之间，主要成份为：石灰、SiO2和助溶剂。助溶剂为无铝的，可用无铝萤石。渣的成份必须有利于产生可变形的夹杂物。必须尽量减少纯Al2O3或SiO2等夹杂，而延展性好的Al2O3-CaO-SiO2夹杂是可取的。对高级钢帘线而言，为获得对低熔点下的夹杂物形态控制，我们推荐控制终铝含量在3040Ppm之间。炉后渣量应有足够的厚度(弧长+20mm)以确保埋弧操作，同时也可以将通电过程中的增氮减少至最小。下面的图表显示了在保持5060mm弧长的状态下，不同渣厚的渣量与增氮量的对应关系。当渣厚超过弧长20mm时，我们可以很明显的看出增氮逐步减小几进于零，即在钢包炉通电过程中的增氮也就是几个ppm。图表10为使夹杂物有充足的时间扩散，铁合金应尽可能的早加入。因为FeSi中通常含有Ca，所以必须及早加入FeSi以便Ca能够扩散。4.1.4 生产钢帘线的VD真空处理工艺过程技术真空脱气用来降低钢中氮和氢的含量，同时可以充分脱硫。为了降低拉制中的加工硬化，对于直径在0.100.20mm之间的细线应控制终点氮含量在3040ppm之间。粗线的终点氮含量可稍高一些(根据尺寸大小，5070ppm)。要获得良好的脱氮效果，硫和氧的含量必须低。真空处理过程的液渣搅拌和脱硫同样有利于提高脱氮效率。电炉出钢的N应70ppm。在出钢过程中不要使用含氮量高的增碳剂和脱硫剂，我们可以控制增氮使其含量在真空处理前小于75ppm。在渣况良好的情况下，真空处理后的S可达到0.005%，而脱氮率可达4050。这样我们就可以将终点氮控制到小于3545ppm。高品质的钢帘线要H2ppm。因此增碳剂含草木灰要少，最好用纯石墨电极来增碳。连浇第一炉钢水的过热度应大于70，后续炉次钢水过热度应大于60。4.1.5 、生产钢帘线的CCM工艺过程技术4.2、DANIELI用小方坯生产钢帘线代表厂家介绍德国ISPAT RUHRORT钢厂美国GEORGETOWN最终产品尺寸0.15mm0.20mm铸坯尺寸方坯130方120铸机半径9m7m工艺线路BOFLFVDCCM(用MEMS)EAF(DRI65%)LFCCM(强冷)平均铸速3.33.6m/min3.43.5m/min产品质量内部质量：夹杂：K0(DIN标准)碳偏析：C/C=1.12(过热度=30,铸速3.3m/min)表面质量：5.5mm的线材评级为优表面脱碳为0.03mm，优于相似的大方坯铸机达到的0.05mm有关内部质量和表面质量的数据没有，因为根据GEORGETON的标准，只在线材(5.5mm)上检查。(注：GEORGETOWN的钢帘线供应北美22%的市场)4.3 DANIELI增加方140方案要点关于生产中、高碳钢的几点看法1 工艺流程a) 三步法（New Refining ProcessNRP:日本炼钢厂的一种工艺） (1)脱硅：使铁水Si0.05%,并扒除酸性氧化渣。 (2)脱磷：加石灰、萤石、Na2CO3/BaCO3造碱性氧化渣脱磷。 (3)脱碳：不造渣在转炉将碳脱至最终值，然后镇静并根据要求加铁合金。b) 二步法（国内某些厂生产中、高碳钢的方法）（1）拉碳：在转炉内脱硫、脱磷、脱碳，硫、磷、温度合格就出钢。（2）增碳：出钢时脱氧、加高碳铁合金、加增碳剂将钢水中的碳增至成份下线，然后在LF炉喷碳粉、喂碳丝将钢水中的碳调到规定要求。2 生产中的几个关键问题a)出钢加增碳剂时，钢水必须脱好氧。否则，影响碳的收得率，并且钢包中的渣/钢水发泡上涨。b)在LF炉处的吹氩时间要够（30min）c)在LF炉处喷碳粉、喂碳丝之前，要脱氧。d)最好采用低磷铁水冶炼。3 无LF炉生产中、高碳钢时可能出现的问题a）大量的增碳使钢水中夹杂物含量增加。如生产60Si2Mn，钢中夹杂物总含量可能达到100ppm以上，其中SiO2占6070%，Al2O313%.b)钢水成份、温度不均匀。c)仅靠出钢加增碳剂增碳，钢水中碳含量不稳定。d)钢水温度不易控制，而高碳钢的连铸要求钢水温度的过热度不能高。4 LF炉在生产中、高碳钢中的作用a)由于有加热功能，可较长时间地吹氩，有利于清除夹杂物、均匀钢水成份和温度。b)加精炼渣，利用渣、液较长时间的接触和反应，吸收夹杂物。c)喂硅钙丝改变夹杂物形态。d)采用惰性气氛炉盖，可防止空气进入钢水罐内，避免了钢水二次氧化，减少了夹杂物。钢包渣中（FeO）可控制在1%。e)LF炉脱氧效果好，加增碳剂收得率高，通过喷碳粉、喂碳丝可较容易地将钢水中的碳调到规定要求。焊条钢冶炼钢号化 学 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焊条钢按化学成分分为非合金钢、低合金钢、合金结构钢和不锈钢4类。非合金钢焊条主要为碳素焊条钢，焊条钢的最大特点是必须保证盘条化学成分符合各种标准成分的要求，不允许有化学成分偏差，冶炼成分控制的范围比标准的范围更窄，硫、磷含量更低。焊丝中碳含量增加，焊缝的裂纹倾向增加，冲击韧性下降，但碳含量过低会导致焊丝过软，焊药挤压困难，焊缝金属强度不够。为此，H08A类碳含量控制在0.060.08范围内。硅影响冷拔加工性能，并降低焊缝塑性，因而，H08类钢硅含量应不大于0.03。锰不仅可以提高焊缝抗拉强度，也使塑性、韧性提高，同时还提高焊缝的抗裂能力，所以，锰含量控制在0.40.5。随硫含量的增加焊缝的热裂倾向增大，还会使焊缝产生气孔的可能性增加；磷含量增加焊缝冷裂倾向增大，同时低温冲击值迅速降低，H08就是根据磷、硫含量不同分为A、E、C3级。H08C在H08类钢中的硫、磷含量最低，其盘条价格也更高。 碳素焊条钢因碳、硅含量很低，钢质软，对力学性能无特别要求。碳素焊条钢的冶炼要求如下： (1)碳素焊条钢原用模铸生产，现多用连铸工艺浇铸小方坯。 (2)终点碳wC控制在0.040.06，维护好出钢口，挡渣出钢。 (3)采用连铸工艺钢水若用铝脱氧，氧含量很难控制，控制不当还会产生皮下气泡或水口结瘤，因此，用Fe-Mn-A1合金代替单一铝脱氧。 (4)从炼钢到精炼全程严格控制钢中氧含量，精炼结束时，氧活度控制在2545ppm(0.00250.0045)。 (5)连铸工艺采用全保护浇铸小方坯。 (6)中间包采用低碳高碱度覆盖剂。 汽车板(曹妃甸)1) 出钢w(C)0.03%-0.06%；w(P)0.01%；w(S)0.01%，T1675-1705。2) 半钢C(%)Si(%)Mn(%)P(%)S(%)T()3.0-3.8痕迹痕迹0.022-0.0450.0015-0.01051295-13553.350.0320.005413243) 脱碳转炉加碳化硅提温；4) 终渣R3-4，w(FeO)25-30%；5) 部分留渣3-5t；6) 熔渣中添加Ai2O3；7) 高枪位；8) 脱碳转炉脱磷率约72%；半钢冶炼(攀钢)1) 复合造渣剂：污泥石英砂锰矿粘结剂SiO2(%)MnO(%)T.Fe(%)CaO(%)S(%)P(%)熔点()49.463.7722.474.540.160.052113251.873.2212.814.250.130.0511492) 初期R1.5-2.5