《冶金行业板坯洁净度培训.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《冶金行业板坯洁净度培训.ppt（55页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、板坯洁净度的研究,提高钢的纯净度，生产更高质量的钢材是近二十年来钢铁制造技术发 展的趋势。,至90年代初，已能将钢中的杂质去除到：S2ppm；P11ppm；C9ppm；N11ppm；O6ppm；H0.6ppm。,LogC-0.0416X83.722r0.75logS-0.0521X103.923r0.82logP-0.0551X110.716r0.72logO-0.0342X68.742r0.94logH0.0213X42.271r0.85,预计C可脱除到3.5ppm，S脱除到0.5ppm,P脱除到3.5ppm，T.O脱除到2.5ppm，H脱除到0.5ppm。,优质钢对炼钢去除杂质的要求,洁净
2、钢的典型示例,洁净度的评定方法,铸坯洁净度的评定 金相评级 钢水洁净度的评定 总氧评级,日川崎制铁生产优质超深冲板采用如下质量判据：中间包钢水T.O小于30ppm，产品可不检验直接交货；T.O在3055ppm，必须进行检查后方能交货；T.O55ppm，冷轧产品则必须降级使用。,钢洁净度的控制,夹杂物的控制杂质元素的控制 S、O、P、N、H生产技术的控制 钙处理技术 保护浇注技术 中间包冶金技术 防止下渣和卷渣技术 结晶器钢水流动控制技术,洁净度的控制夹杂物的控制钢中成分的控制,非金属夹杂物的来源,非金属夹杂物的分类,对钢中夹杂物要求,大型球状夹杂物,数量要少；尺寸要小；形貌、变形等性能。,夹杂
3、物的危害,夹杂物数量和尺寸的影响,夹杂物形状和分布的影响,夹杂物尺寸的危害,不同拉速下大颗粒夹杂物平均含量,随着拉速的降低，大颗粒夹杂物含量降低,不同拉速下大颗粒夹杂物粒径分级,中、高拉速对大颗粒夹杂物影响较大,不同取样部位的大颗粒夹杂物平均含量,内弧夹杂物含量比中心和外弧高,渣中Fe对铸坯夹杂的影响,随着渣中总铁的增加，铸坯上夹杂物也增加,簇状Al2O3在板坯内弧的分布,Inclusion reduction effect by secondary refining,中间包结构对夹杂物粒度分布的影响,氧和夹杂物的关系,轴承钢疲劳寿命与T.O的关系,氧对钢材性能的影响,疲劳寿命；延性、韧性；焊
4、接性能；HIC性能；各向异性(链状 Al2O3)；耐食性；表面质量；加工性能。,总氧与强度的关系,不同拉速下钢中TO分布曲线,高、中拉速对应的总氧较高,钢水总氧量对皮下簇状Al2O3夹杂的影响,渣中（FeOMnO）与总氧关系,总氧量随着渣中（FeOMnO）的增加而增加,硫对钢材性能的影响：热加工性(红脆);降低低温韧性；焊接性能；抗氢致裂纹性能；各向异性,S加剧钢材轧制方向与非轧制方向性能的差别,S显著影响钢材的焊接性能,热裂缝：与S特别是S在晶 界的偏析有关;冷裂缝：厚板T型焊接易发生，与钢中MnS夹杂物有 关。裂纹实际上是逐 渐由一个夹杂物向另 一个夹杂物延伸形成 的。,钢中S对纵裂影响,
5、总裂指数随着S的增加而增加,钢中S与裂纹指数关系,S显著降低钢材抗氢致裂纹性能,输送含H2S、H2O油、气管线，电化学腐蚀造成的新生态氢渗入钢中、聚集在硫化物等缺陷处，H H2 使夹杂物处应力增大，最终形成裂纹。,长条型、尤其是沿晶界分布的MnS存在于钢中是出现氢致裂纹的必然条件，用于输送含H2S、H2O油、气管线钢因此要求极低的S含量(10ppm)，,进一步降低S含量是今后的发展趋势，估计将来常规高强度钢板的S会降低到约30ppm。,低硫钢生产技术,低硫钢(S100ppm)，采用铁水预处理 超低硫钢(S50ppm)，铁水预处理二次精炼脱硫,铁水脱硫预处理：,KR法脱硫 喷粉脱硫,脱硫剂：Ca
6、C2,CaO、CaF2等脱硫率：40-80S可脱除到9050ppm。,炉渣碱度对回硫有重要的影响,第一炉 第二炉,带入硫量分析：,炼钢炉料中的硫主要来自废钢、铁水渣 和铁水，石灰等带入的硫很少。,二次精炼钢液脱硫技术,1、钢包喷粉脱硫(TN、KIP等),TN法脱硫示意图,喷吹CaO-CaF2-Al2O3、CaSi等进行脱硫,脱硫效率6090，处理后钢液S可脱除至10ppm以下。优点：反应速度快、效率高；缺点：钢水翻腾大，氧化和吸 氮较严重。,P对钢材性能的影响,冷脆；调质钢的回火脆性；热加工性；焊接性能等。,P对9Ni钢低温韧性的影响,某些钢种，例如高Ni合金钢、低温液态气体储罐、奥氏体不锈钢
7、等，要求尽量降低P含量。,低磷钢生产,1、低磷钢生产(铁水预处理、氧气炼钢)；2、超低磷钢(P20ppm)生产(铁水预处理 二次精炼脱磷),铁水脱磷预处理,1、铁水运送容器中喷粉脱磷；2、利用转炉脱磷预处理(SRP、LDORP)。,脱磷剂：CaOCaF2Fe2O3(O2),利用转炉作为容器进行铁水脱磷处理,新日铁名古屋厂转炉脱磷处理流程图,各种铁水脱磷方法的比较,对于P20ppm超低磷钢，必须采用二次精炼脱磷方法,NKK福山厂生产9Ni超低磷钢工艺流程图,P对高强度钢板冲击韧性的影响,已有的研究没有发现磷在 低浓度条件下对钢材的延 性有明显的影响。,随着连铸控制偏析技术的 进步，进一步降低P含
8、量 的压力减轻。对常规结构钢，P低于100ppm即可满足性能要求。,氮对钢材性能的影响,加重钢材的时效；降低钢材的冷加工性能；造成焊接热影响区脆化；加剧钢材的冷脆。,脱氮的难度,钢液中氮的溶解度高；空气氮分压高；液态钢温度下很难利 用化学反应脱氮；氧、硫表面活性元素影响。,连铸提高纯净度的措施,钙处理技术保护浇注技术中间包冶金技术 防止下渣和卷渣技术结晶器钢水流动控制技术,钙处理技术 变形夹杂物减小危害,浇铸过程二次氧化示意图,保护浇注技术,中间包密封 钢包中间注流长水口+吹氩保护 中间包结晶器浸入式水口保护浇注 对小方坯中间包结晶器采用氩气保护浇注,中间包冶金技术,中间包真空浇铸技术,中间包
9、冶金技术,增加钢水在中间包夹杂停留时间，使夹杂物有充分时间上浮 改变钢水在中间包的流动路径和方向，消除死区中间包热操作技术,下 渣,转炉炼钢终点炉渣FeO通常在1525%。如出钢带入钢包内的炉渣过多，由于钢包内钢水的对流作用，造成Al2O3夹杂物量的增多。,卷 渣,由浸入式水口流出的钢水，到达结晶器侧边后分为向上和向下两个分流，向上的分流上升到钢水上表面后，由外向内折回，由此造成的钢水流动将保护渣底带入钢液，部分被生长的坯壳捕捉。,下渣和卷渣的对策,临界液面操作法，防止旋涡下渣。生产DI罐，钢包还有4钢水就关闭。在长水口上安装下渣检测器，发现下渣及时关闭。长水口端部采用破渣器，以防止水口内壁粘附渣带入结晶器。开浇时，中间包水口上方采用挡渣器，以防止渣子卷入结晶器。采用H型中间包，换钢包时使中间包钢水深度为定值，提高过渡坯质量。保持结晶器液面稳定性，防止弯月面渣子卷入凝固壳。合适水口结构和插入深度。,结晶器钢水流动控制技术,电磁制动装置示意图,可抑制水口流出速度，减缓沿凝固壳向下流动，促进夹杂物和气泡上浮,结晶器内电磁搅拌,使表面针孔、皮下气泡、夹渣、角裂、翻皮等缺陷大大减少旋转的钢水使非金属夹杂物从凝固面上冲刷下来朝结晶器中央积聚,
