潔凈鋼

潔凈鋼

鋼中雜質元素的含量具有非常嚴格的控制要求的鋼。其硫、磷含量一般要求不大於0.01%,且對氫、氧以及低熔點金屬的含量也有相當嚴格的控制要求。

定義


科技名詞定義
一級學科);金屬材料(二級學科);鋼鐵材料(二級學科);鋼鐵材料品種(二級學科)

冶鍊


冶鍊潔凈鋼應根據品種和用途要求,鐵水預處理-鍊鋼-精鍊-連鑄的操作。

預處理

對鐵水脫硫或三脫工藝(脫Si、脫P、脫S),入爐鐵水硫含量應小於0.005%甚至小於0.002%。

吹煉

改善脫磷條件,提高終點成分和溫度一次命中率,降低鋼中溶解氧含量,減少鋼中非金屬夾雜物數量。

出鋼

採用擋渣錐或氣動擋渣器,鋼包內渣層厚度控制在50mm以下,轉爐內流出的氧化性爐渣會增加氧化物夾雜。防止出鋼下渣可避免回磷和提高合金吸收率。為保證鋼包渣百分之百合格,在鋼水接收跨設置鋼渣扒渣機是有利的。

改質

出鋼過程向鋼流加入爐渣改質劑,還原FeO並調整鋼包渣成分。

爐外精鍊

根據鋼種質量要求選擇一種或多種精鍊組合方式完成鋼水精鍊任務,達到脫氫、極低C化、極低S化、脫氮、減少夾雜物和夾雜物形態控制等。1)LF爐。包蓋密封,造還原渣,可擴散脫氧、脫硫、防止渣中FeO和MnO對鋼水再氧化。調整和精確控制鋼水成分、溫度,排除夾雜物並進行夾雜物形態控制。
2)真空處理。冶鍊超低碳鋼的脫碳和脫氧、脫氫、脫氮,排除脫氧產物。

保護澆注

在澆注過程中採用保護澆注技術對生產潔凈鋼尤為重要。
1)鋼包→中間包注流用長水口+吹氬保護,控制鋼水吸氮量小於1.5ppm(1.5×10-4%),甚至為零。
2)中間包→結晶器用浸入式水口+保護渣的保護澆注,鋼水吸氮小於2.5ppm(2.5×10-4%)。
3)澆注小方坯時,中間包→結晶器採用氬氣保護澆注,氣氛中Φ02<1%。
4)在第一爐開澆前中間包內充滿空氣,為防止鋼水中生成大量的Al203和吸氮,在中間包內充入氬氣,並用耐火纖維密封中間包體與包蓋間的縫隙。

中間包冶金

在中間包內組織鋼水的合理流動,延長鋼水停留時間,促進夾雜物上浮。
1)採用鹼性包襯的大容量深熔池中間包;
2)中間包加砌擋牆+壩、多孔擋牆、過濾器,採用吹氬攪拌、阻流器;
3)中間包覆蓋劑可保溫、隔絕空氣,吸附夾雜物;生產潔凈鋼中間包採用鹼性覆蓋劑為宜;
4)滑動水口高的自開率,自開率應大於95%;
5)開澆、換包、澆注即將結束時防止卷渣;
6)應用中間包熱態循環使用技術;
7)應用中間包真空澆注技術。

操作要點

1)選擇性能合適的保護渣(熔化溫度、熔化速度、黏度)及合適的加入量;
2)浸入式水口要對中並選擇合適的插入深度,控制鋼水流動;
3)結晶器鋼水液面穩定;
4)拉速穩定;
5)應用結晶器電磁製動技術,可控制鋼水的流動,利於氣體與夾雜物的上浮排出,從而改善了連鑄坯質量。

控制措施

1)結晶器採用電磁攪拌以促進夾雜物上浮、增加連鑄坯等軸晶、減少中心偏析和縮孔,同時可改善表面質量。
2)應用凝固末端電磁攪拌和輕壓下技術以減少高碳鋼中心偏析、V形偏析、縮孔。
3)採用立彎式連鑄機,利於夾雜物上浮。