洁净钢生产工艺技术.pdf

洁净钢 洁净钢 洁洁净净钢钢 洁净钢 洁净钢 洁洁净净钢钢 洁净钢生产工艺技术 洁净钢生产工艺技术 洁洁净净钢钢生生产产工工艺艺技技术术 洁净钢的定义 • 当钢中的非金属夹杂物直接或间接地影响 产品的生产性能或使用性能时，该钢就不 ; 是洁净钢而如果非金属夹杂物的数量、尺 寸或分布对产品的性能都没有影响，那么 这种钢就可以被认为是洁净钢。 钢中非金属夹杂物的分类 • ( ) 钢中的非金属 氧化物 夹杂物有两种： • 1、内生夹杂物：在脱氧、二次氧化或钢液 冷却和凝固过程生成的的氧化物。一般与 钢液处于平衡状态，它们是自然生成，因 此只能减少而不能被完全去除。 • 2、外来夹杂物：炉渣卷入或耐火材料侵蚀 卷入钢水。一般是与冶炼过程相关，因此 采用合适冶炼工艺可以避免外来夹杂物的 产生。 非金属夹杂物的三个来源 • 1、加入脱氧剂后生成的脱氧产物、裸露的 钢液被大气氧化和被耐火材料氧化生成的 二次氧化产物； • 2、来源于耐火材料（如填充物）的夹杂 物，由于耐火材料的渣线或内衬受化学腐 蚀或机械侵蚀的产物。 • 3、卷渣产生的夹杂物，渣钢界面上钢水流 速较大以及渣的乳化使液态渣滴卷入到钢 液中。 内生夹杂物的形成原因 • 1、脱氧产生了氧化物夹杂。脱氧的目的是 为了避免在钢液凝固过程形成影响铸坯致 密性的一氧化碳气体，主要通过将钢液中 的溶解氧降低到一定水平来避免一氧化碳 的产生。经常用脱氧剂（例如铝、硅铁或 锰铁）和钢中的溶解氧反应： • 2Al+3O=Al O Si+2O=SiO 2 3 2 • Mn+Si+3O=MnO*SiO2 外来夹杂物的产生原因 • 外来夹杂物大多为复合氧化物夹杂，一般 多来自钢渣界面湍流形成的卷渣。在炼钢 温度下，外来夹杂物多为液态球形夹杂物 10-300 m 尺寸在 μ 。钢渣界面的湍流是由浇 铸、强烈搅动、涡流或液面控制不稳定等 原因造成的。另一种为钢水或炉渣与耐火 材料反应生成，固态夹杂物经常来自于耐 火材料的破损。 钢水的二次氧化 • 目前许多钢材都要求较高的洁净度，这主要是为 了使用更薄的钢材来减轻重量，并需要钢材在加 工的过程中具有良好的变形性能。 • 降低钢水中的夹杂物的数量可以减少钢材中缺陷 的产生。据日本钢管某厂统计，当结晶器中的全 氧含量低于0.0020%（20ppm）时，冷轧钢板表 面缺陷的数量将显著减少。 • 许多研究表明，连铸坯中大多数宏观夹杂物，都 是由于二次氧化造成的，而不是来源于钢包精炼 过程中。 钢水的二次氧化 • 二次氧化增加了钢液中的氧含量，生成了新的氧 化物夹杂，降低了脱氧效率，增加了浇注时水口 堵塞的几率。 • 二次氧化可能发生在脱氧前后，空气、高氧势的 钢包渣、不稳定的渣线、钢包内衬和残渣是氧的 主要来源。 • 对钢包中钢水进行搅拌，通常会在钢液表面形成 “裸眼”使钢液直接接触空气从而形成二次氧化， 因此在整个冶炼过程中钢液表面需覆盖合适厚度 的渣层能够防止这种二次氧化。 钢水的二次氧化 • 钢液二次氧化的原因有如下几种形式： 1、被合金中的氧化物污染。例如，锰合金中 主要含有MnO夹杂，当碳含量相对较低 时，影响更为明显。 2