洁净钢(洁净钢)
钢中杂质元素的含量具有非常严格的控制要求的钢。其硫、磷含量一般要求不大于0.01%,且对氢、氧以及低熔点金属的含量也有相当严格的控制要求。
定义
科技名词定义
一级学科);金属材料(二级学科);钢铁材料(二级学科);钢铁材料品种(二级学科)
冶炼
冶炼洁净钢应根据品种和用途要求,铁水预处理-炼钢-精炼-连铸的操作。
预处理对铁水脱硫或三脱工艺(脱Si、脱P、脱S),入炉铁水硫含量应小于0.005%甚至小于0.002%。
吹炼改善脱磷条件,提高终点成分和温度一次命中率,降低钢中溶解氧含量,减少钢中非金属夹杂物数量。
出钢采用挡渣锥或气动挡渣器,钢包内渣层厚度控制在50mm以下,转炉内流出的氧化性炉渣会增加氧化物夹杂。防止出钢下渣可避免回磷和提高合金吸收率。为保证钢包渣百分之百合格,在钢水接收跨设置钢渣扒渣机是有利的。
改质出钢过程向钢流加入炉渣改质剂,还原FeO并调整钢包渣成分。
炉外精炼根据钢种质量要求选择一种或多种精炼组合方式完成钢水精炼任务,达到脱氢、极低C化、极低S化、脱氮、减少夹杂物和夹杂物形态控制等。1)LF炉。包盖密封,造还原渣,可扩散脱氧、脱硫、防止渣中FeO和MnO对钢水再氧化。调整和精确控制钢水成分、温度,排除夹杂物并进行夹杂物形态控制。
2)真空处理。冶炼超低碳钢的脱碳和脱氧、脱氢、脱氮,排除脱氧产物。
保护浇注在浇注过程中采用保护浇注技术对生产洁净钢尤为重要。
1)钢包→中间包注流用长水口+吹氩保护,控制钢水吸氮量小于1.5ppm(1.5×10-4%),甚至为零。
2)中间包→结晶器用浸入式水口+保护渣的保护浇注,钢水吸氮小于2.5ppm(2.5×10-4%)。
3)浇注小方坯时,中间包→结晶器采用氩气保护浇注,气氛中Φ02<1%。
4)在第一炉开浇前中间包内充满空气,为防止钢水中生成大量的Al203和吸氮,在中间包内充入氩气,并用耐火纤维密封中间包体与包盖间的缝隙。
中间包冶金在中间包内组织钢水的合理流动,延长钢水停留时间,促进夹杂物上浮。
1)采用碱性包衬的大容量深熔池中间包;
2)中间包加砌挡墙+坝、多孔挡墙、过滤器,采用吹氩搅拌、阻流器;
3)中间包覆盖剂可保温、隔绝空气,吸附夹杂物;生产洁净钢中间包采用碱性覆盖剂为宜;
4)滑动水口高的自开率,自开率应大于95%;
5)开浇、换包、浇注即将结束时防止卷渣;
6)应用中间包热态循环使用技术;
7)应用中间包真空浇注技术。
操作要点1)选择性能合适的保护渣(熔化温度、熔化速度、黏度)及合适的加入量;
2)浸入式水口要对中并选择合适的插入深度,控制钢水流动;
3)结晶器钢水液面稳定;
4)拉速稳定;
5)应用结晶器电磁制动技术,可控制钢水的流动,利于气体与夹杂物的上浮排出,从而改善了连铸坯质量。
控制措施1)结晶器采用电磁搅拌以促进夹杂物上浮、增加连铸坯等轴晶、减少中心偏析和缩孔,同时可改善表面质量。
2)应用凝固末端电磁搅拌和轻压下技术以减少高碳钢中心偏析、V形偏析、缩孔。
3)采用立弯式连铸机,利于夹杂物上浮。