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1、1,纯净钢的生产技术和应用,采矿、冶金和材料工程国际研讨会2006.10.27 北京Tooru MATSUMIYA新日铁,2,内容,1.引言 纯净钢概述2.纯净钢生产工艺的基础理念3.纯净钢生产的主要技术和应用这些技术后纯净钢的物化特性3.1 降低氧化物夹杂总量3.2 减少大颗粒夹杂3.3 降低板坯表面及皮下夹杂物3.4 控制夹杂物化学成分 4.世界纯净钢生产概况5.纯净钢的特性和应用结果6.经济可行性7.结论,3,不同钢材需要的溶质元素净化程度及生产流程(PI:喷粉 LF:钢包炉),4,内容,1.引言 纯净钢概述2.纯净钢生产工艺的基础理念3.纯净钢生产的主要技术和应用这些技术后纯净钢的物化
2、特性3.1 降低氧化物夹杂总量3.2 减少大颗粒夹杂3.3 降低板坯表面及皮下夹杂物3.4 控制夹杂物化学成分 4.世界纯净钢生产概况5.纯净钢的特性和应用结果6.经济可行性7.结论,5,对夹杂物的要求,6,内容,1.引言 纯净钢概述2.纯净钢生产工艺的基础理念3.纯净钢生产的主要技术和应用这些技术后纯净钢的物化特性3.1 降低氧化物夹杂总量3.2 减少大颗粒夹杂3.3 降低板坯表面及皮下夹杂物3.4 控制夹杂物化学成分 4.世界纯净钢生产概况5.纯净钢的特性和应用结果6.经济可行性7.结论,7,顶底复吹的效果,(After H.Sato,143rd/144th Nishiyama Memor
3、ial Seminar,1992),8,无渣出钢,(After H.Sato,143rd/144th Nishiyama Memorial Seminar,1992),9,无渣出钢,(After H.Sato,143rd/144th Nishiyama Memorial Seminar,1992),10,防止浇钢时的氧化,(After Y.Shirota,143rd/144th Nishiyama Memorial Seminar,1992),11,控制氧含量,(After K.Ogawa,143rd/144th Nishiyama Memorial Seminar,1992),12,内容,1
4、.引言 纯净钢概述2.纯净钢生产工艺的基础理念3.纯净钢生产的主要技术和应用这些技术后纯净钢的物化特性3.1 降低氧化物夹杂总量3.2 减少大颗粒夹杂3.3 降低板坯表面及皮下夹杂物3.4 控制夹杂物化学成分 4.世界纯净钢生产概况5.纯净钢的特性和应用结果6.经济可行性7.结论,13,H形中间包(新日铁，名古屋 厂),H形中间包连铸简图,14,垂直区的效用,15,垂直区的作用（重新建模）,(After H.Yamamura,et al.,ISIJ International,2001),不同磁场强度下结晶器内流场矢量分布计算值,17,防止卷入保护渣,(After Y.Otsuka et al
5、.,CAMP-ISIJ,1990),钢液表面流速（m/s）,粘度对保护渣卷入的影响,18,结晶器液位自适应控制系统,(After T.Kurokawa et.al.,CAMP-ISIJ,1992),19,内容,1.引言 纯净钢概述2.纯净钢生产工艺的基础理念3.纯净钢生产的主要技术和应用这些技术后纯净钢的物化特性3.1 降低氧化物夹杂总量3.2 减少大颗粒夹杂3.3 降低板坯表面及皮下夹杂物3.4 控制夹杂物化学成分 4.世界纯净钢生产概况5.纯净钢的特性和应用结果6.经济可行性7.结论,钢液流速对簇状Al2O3夹杂最大直径的影响,(After W.Yamada,CAMP-ISIJ,1999)
6、,21,簇状Al2O3的尺寸分布,(After W.Yamada,CAMP-ISIJ,1999),22,表面净化（气孔）,(Data of Kimitsu Works),电磁感应的原理,(After M.Tani M,Proceedings of 4th European Continuous Casting Conference,2002),电磁连铸（EMC）原理图,(After M.Tani M,Proceedings of 4th European Continuous Casting Conference,2002),铸坯表面,(After M.Tani M,Proceedings o
7、f 4th European Continuous Casting Conference,2002),26,夹杂物数量,0.25%C-25#钢,(4000A),(After M.Tani M,Proceedings of 4th European Continuous Casting Conference,2002),27,内容,1.引言 纯净钢概述2.纯净钢生产工艺的基础理念3.纯净钢生产的主要技术和应用这些技术后纯净钢的物化特性3.1 降低氧化物夹杂总量3.2 减少大颗粒夹杂3.3 降低板坯表面及皮下夹杂物3.4 控制夹杂物化学成分 4.世界纯净钢生产概况5.纯净钢的特性和应用结果6.经济
8、可行性7.结论,耦合析出模型简图,(After T.Matsumiya,Mat Trans JIM,1992),奥氏体不锈钢的化学成分（质量百分比%）,(After W.Yamada,et al.,Proceedings of Intern Conf on Computer-assisted Materials Design and Process Simulation,1993),Al2O3和SiO2的含量 是钢中总氧含量的函数,(After W.Yamada et al.,Proceedings of Intern Conf on Computer-assisted Materials D
9、esign and Process Simulation,1993),不同温度下夹杂物各相质量分数,(After W.Yamada et al.,Proceedings of Intern Conf on Computer-assisted Materials Design and Process Simulation,1993),32,内容,1.引言 纯净钢概述2.纯净钢生产工艺的基础理念3.纯净钢生产的主要技术和应用这些技术后纯净钢的物化特性3.1 降低氧化物夹杂总量3.2 减少大颗粒夹杂3.3 降低板坯表面及皮下夹杂物3.4 控制夹杂物化学成分 4.世界纯净钢生产概况5.纯净钢的特性和应
10、用结果6.经济可行性7.结论,33,对夹杂物敏感的钢种,(After K.Wunnenberg,Revue de Metallurgie,2005),34,有害夹杂物的尺寸范围,(After K.Wunnenberg,Revue de Metallurgie,2005),35,有害夹杂物的来源,(After K.Wunnenberg,Revue de Metallurgie,2005),36,二次冶金,(After K.Wunnenberg,Revue de Metallurgie,2005),37,不同形式的连铸机和模铸所占的比例,(After K.Wunnenberg,Revue de M
11、etallurgie,2005),38,控制大包下渣,(After K.Wunnenberg,Revue de Metallurgie,2005),39,中间包的大小,(From K.Wunnenberg,Revue de Metallurgie,2005),(After K.Wunnenberg,Revue de Metallurgie,2005),40,估计纯净钢的增长量,(After K.Wunnenberg,Revue de Metallurgie,2005),41,内容,1.引言 纯净钢概述2.纯净钢生产工艺的基础理念3.纯净钢生产的主要技术和应用这些技术后纯净钢的物化特性3.1 降
12、低氧化物夹杂总量3.2 减少大颗粒夹杂3.3 降低板坯表面及皮下夹杂物3.4 控制夹杂物化学成分 4.世界纯净钢生产概况5.纯净钢的特性和应用结果6.经济可行性7.结论,42,纯净钢的需求（轴承钢）,(After K.Marukawa,Proc.ISIJ High Temperature Process Forum&JSPS 19th Committee,1996),43,(After H.Uchibori,126th/127th Nishiyama Memorial Seminar,1988),纯净钢的需求（薄板）,44,疲劳寿命与夹杂物成分的关系（阀用弹簧钢）,(After N.Ibara
13、gi,188th/189th Nishiyama Memorial Seminar,2006),45,(N.Ibaragi,188th/189th Nishiyama Memorial Seminar,2006),46,经济可行性,根据用户所需的产品性能，合理决定成品价格，尽量降低生产成本，经济可行性应该是令人满意的。,47,结论,引言中总结了有代表性的几种洁净钢所需的溶质元素净化程度及它们的生产流程。但是本文的重点在于去除了有害氧化物夹杂的钢种，并讨论了下述问题：1.纯净钢生产工艺的基础理念2.纯净钢生产的主要技术和应用这些技术后纯净钢的物化特性 降低氧化物夹杂总量减少大颗粒夹杂降低板坯表面及皮下夹杂物3.世界纯净钢生产概况4.纯净钢的特性和应用结果5.经济可行性,48,谢谢关注!,感谢Mr.Morihiro Sumida for 提供的有关数据和参考文献,
