纯净钢及二次精炼硕士

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1、纯净钢及二次精炼文光华前言纯净钢或洁净钢概论炉外精炼发展过程钢中夹杂物控制原理连铸坯中夹杂物来源与分布洁净钢生产的控制对策2一、前言近二十年来国际钢铁界认为最成功的两个生产流程是：1）从矿石开始的高炉冶炼→铁水预处理→转炉吹炼→二次精炼→连铸→连轧长流程；2）从废钢为原料的电炉熔炼→二次精炼→连铸→连轧短流程。3转炉仅起到铁水脱碳和提温的作用；电炉操作也只有熔化期，主要完成废钢熔化及钢水提温的要求。结果：有了二次精炼，使钢的纯净度不断提高,满足连铸要求;更重要的是容易与连铸-连轧匹配。通过二次精炼，转炉和电炉失去了原有炼钢功能：4二、纯净钢和洁净钢概论纯净钢

2、的由来1962年,英国钢铁协会首先以纯净钢为主题举行了学术会议。纯净钢的提出，一方面反映了人们始终没有放弃过提高钢质量的奋斗；同时也是市场竞争的结果。5纯净钢的由来[H]、[P]、[O]、[S]1）[H]产生白点，真空冶金技术可解决；2）[P]一般钢种要求小于0.035%；3）[O]以溶解和化合物的形式存在，形成复杂的氧化物，对钢质量影响大；4）[S]与[O]一样，最终也是硫化物的形式存在。6钢是合金基体与非金属夹杂物构成的复合材料。7纯净钢的由来[N]1）作合金用，提高钢的强度，起碳的作用，如低合金高强度钢和铁素体合金钢；２）对其它钢种，又提出了超低氮的纯

3、度要求。8纯净钢的由来痕量残余元素（Pb、As、Sb、Bi、Cu、Sn）特点：１）含量少，小于0.01%，一般不检测；２）一般的氧化和还原不能排除去；３）作为废钢返回利用，不断富积，从而影响钢质量。9纯净钢的由来［C］钢是铁－碳合金；但［C］在不锈钢是有害元素；在汽车用的IF钢和电工钢中也是有害元素。10纯净钢和洁净钢概念关于纯净钢(puritysteel)或洁净钢(cleansteel)的概念,目前国内外尚无统一的定义,但一般都认为洁净钢是指对钢中非金属夹杂物(主要是氧化物、硫化物)进行严格控制的钢种,这主要包括:钢中总氧含量低,非金属夹杂物数量少、尺寸小

4、、分布均匀、脆性夹杂物少以及合适的夹杂物形状。只有那些尺寸大于“临界值”的夹杂物才起重要作用，凡是只存在尺寸小于临界值的夹杂物的钢，就认为是洁净钢。而纯净钢则是指除对钢中非金属夹杂物进行严格控制以外,钢中其它杂质元素含量也少的钢种，如铜、砷、铅、锌、锑等。11纯净钢（puritysteel）S+P+N+O+H总合水平：60年代900ppm70年代800ppm80年代600ppm90年代100ppm2000年50ppm12纯净钢（puritysteel）高纯净钢对炼钢工艺要求：（1）去除杂质元素超低[C]：如汽车板；超低[S]：如输气管线；超低[N]：如铁素体

5、不锈钢管，冷锻线棒材；超低[P]：如高压容器钢板。（2）去除夹杂物超低[O]：如滚珠钢，汽车板；形态控制：如拉拔钢丝，管线钢。（3）成分控制化学成分控制在窄的范围，性能均一性。13滚珠轴承钢的纯净度要求接触疲劳破坏特征:表面凹坑,，“麻点”；非金属夹杂物对接触疲劳的破坏作用：轴承钢当[O]从30PPm降到15PPm时，其疲劳寿命提高5倍；降到10PPm时，提高15倍；而降到5PPm时，提高30倍；3）其他影响因素：粗大的碳化物和杂质元素，如TiN、Cu、[H]、[P]等。14非金属夹杂物的平均线膨胀系数（α）夹杂物α×106×℃-1夹杂物α×106×℃-1T

6、iN9.4（0～700)MgO·Al2O38.4（0～700)MnS18.1（0～700)CaO·2Al2O35.0（0～850)Al2O38.0（0～700)CaS14.7（0～850)Cr2O37.9（0～700)3CaO·Al2O310.0（0～800)MnO14.1（0～700)12CaO·7Al2O37.6（0～800)MgO13.5（0～700)CaO·6Al2O38.8（0～800)CaO13.5（0～700)CaO·Al2O36.5（0～800)MnO·Al2O38.0（0～700)铬轴承钢12.5（0～850)15从组成和结构上,对非金属夹

7、杂物分类：1）A类夹杂：简单金属氧化物及固溶体；2）B类夹杂：尖晶石夹杂物（MO·R2O3）M=Fe,Mn,Mg；R=Fe,Al,Cr3）C类夹杂：硅酸盐夹杂（铁、铝和复杂硅酸盐）；4）D类夹杂：钙铝酸盐（球状氧化物）夹杂。16结构钢的纯净度要求1）热加工性：FeS→MnS，AlN等，晶界析出；2）冷加工性：[P]、[S]、[O]和[N]等；3）焊接性：硬度、韧性和塑性等变化；4）易切削性：[S]、MnS、Bi、Pb等；5）承载能力对钢纯净度的要求：①强度；②韧性与脆性-断裂抗力；③失效与老化；④各向异性；⑤疲劳抗力；6）大锻件对钢纯净度的要求：成分、组织均

8、匀；7）薄板的可涂覆性能：薄板表面质量。17不锈钢、