洁净钢的生产及品种钢开发2009-9-17,顾克井
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品种钢与洁净钢冶炼考试范围品种钢与洁净钢冶炼范围1、什么是纯净钢,纯净钢。
含非金属夹杂物和气体很少的钢,或者说含氧、硫、磷、氢、氮5种有害元素很少的钢。
非金属夹杂物对钢质量有很大害处,含有夹杂物可说是钢不清洁,非金属夹杂物的大小和形态是评价钢的洁净度的标志。
氧、硫、磷、氢、氮是钢中的杂质,含量多的钢被认为是不纯的。
研究证明,钢材中发现的非金属夹杂物大多是在钢液凝固时有害杂质元素偏析浓缩而与金属元素结合形成的。
当然有些有害元素除生成夹杂物之外还有其他危害作用。
但总的看来,非金属夹杂物的数量或5种有害元素的含量水平都可以代表钢的纯净度。
2.钢中非金属夹杂物的来源。
a.废钢、废铁等原材料b.炉衬物料c.氧化剂、还原剂、造渣材料等辅助材料d.浇铸过程中汤道等2、什么是内生夹杂物,外来夹杂物。
钢中非金属夹杂物按其来源分为内生夹杂物和外来夹杂物。
内生夹杂物是脱氧产物或者是钢水冷却凝固过程中的析出物外来夹杂物主要是钢水和外界(卷渣及耐火材料侵蚀)之间偶然的化学和机械作用产物3、夹杂物化学成分控制目标。
4、纯净钢生产工艺的基本理念。
5、国外提高纯净度措施。
6、什么是钢的纯净度,化学分析法。
钢的纯净度主要是指钢中非金属夹杂物的数量、组成、类型、形貌、尺寸、分布状态等性状有关的信息和非金属夹杂物与基础相之间相关性等方面的信息化学分析法:主要是分析检测钢中的O、N、S、P、C、H、Cu、Ti等元素含量来评价钢的纯净度。
缺点是不能反映钢中非金属夹杂物的成分、类型、形貌、尺寸及分布状态。
7、硫对钢材性能的影响。
硫(S):硫在通常情况下也是有害元素。
使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在锻造和轧制时造成裂纹。
硫对焊接性能也不利,降低耐腐蚀性。
所以通常要求硫含量小于0.055%,优质钢要求小于0.040%。
在钢中加入0.08-0.20%的硫,可以改善切削加工性,通常称易切削钢。
7.脱氮困难的原因,生产低【N】钢系用措施。
8、对真空精炼优点及缺点。
洁净钢生产实践概述【摘要】本文简要介绍了青钢第二炼钢厂的装备及工艺技术水平,叙述了青钢近年来为实现洁净钢生产在铁水预处理(脱硫)、转炉冶炼(脱磷)、炉后扒渣(防止回磷)、钢水精炼(脱硫、脱氧及夹杂物控制)、连续浇注(罐外开浇、保护浇注、中间包流场)等方面所做的工作以及在胎圈钢丝等典型钢种上的应用,实现了[o]t≤25ppm、[p]+[s]≤0.015%、夹杂物级别≤1.5级洁净钢的生产。
【关键词】洁净钢;脱硫;脱磷;胎圈钢丝0 前言洁净钢指钢中有害元素含量低和非金属夹杂物数量、尺寸或分布对产品性能无有害影响的钢,不同用途的钢对洁净度的要求不同。
洁净钢是衡量钢铁工业发展水平和产品结构的一个重要标志,因此,提升洁净钢生产水平,调整产品结构,一直是钢铁工业发展中各方关注的重点,也是近几年结构调整中的发展重点。
美国、日本、德国等钢铁生产先进国家生产能力早已过剩,洁净钢产品生产能力也很高,但仍然要淘汰相对落后的工艺,目的就是进一步提高产品洁净度,增强产品市场竞争力。
洁净钢的生产贯穿于整个炼钢生产过程,包括铁水预处理、转炉吹炼过程控制、转炉终点控制、脱氧合金化、炉外精炼、保护浇注等。
为满足洁净钢生产需求,各企业做了大量的技术工作,采用了铁水预脱硫、双渣法吹炼、夹杂物去除及形态控制等技术,这些技术的应用使得生产[o]t≤25ppm、[p]+[s]≤0.015%、夹杂物级别≤1.5级洁净钢成为可能[1],由此确保钢材在加工性能、使用性能或其它方面的要求。
近年来青钢通过装备水平的提升和工艺技术的开发应用,逐渐形成了提高钢的洁净度和控制钢中非金属夹杂物数量和形态的洁净钢生产工艺技术,实现了以胎圈钢丝为代表的洁净钢的生产。
1 青钢炼钢生产流程及主要工艺装备青钢第二炼钢厂生产工艺流程为:混铁炉→铁水预脱硫→转炉→lf→连铸。
主要设备参数为:2 青钢洁净钢生产技术表1 炼钢系统主要设备及功能2.1 钢中硫的控制除易切削钢外,硫是有害元素,对产品使用性能将产生不良影响,因此洁净钢对钢中硫含量有较为严格的要求,一般要求[s]≤0.015%,某些情况下要求[s]≤0.007%,青钢通过喷吹颗粒镁脱硫、转炉控制回硫、lf脱硫等技术,有效降低了钢中的硫含量。
Science &Technology Vision科技视界0前言洁净钢指钢中有害元素含量低和非金属夹杂物数量、尺寸或分布对产品性能无有害影响的钢,不同用途的钢对洁净度的要求不同。
洁净钢是衡量钢铁工业发展水平和产品结构的一个重要标志,因此,提升洁净钢生产水平,调整产品结构,一直是钢铁工业发展中各方关注的重点,也是近几年结构调整中的发展重点。
美国、日本、德国等钢铁生产先进国家生产能力早已过剩,洁净钢产品生产能力也很高,但仍然要淘汰相对落后的工艺,目的就是进一步提高产品洁净度,增强产品市场竞争力。
洁净钢的生产贯穿于整个炼钢生产过程,包括铁水预处理、转炉吹炼过程控制、转炉终点控制、脱氧合金化、炉外精炼、保护浇注等。
为满足洁净钢生产需求,各企业做了大量的技术工作,采用了铁水预脱硫、双渣法吹炼、夹杂物去除及形态控制等技术,这些技术的应用使得生产[O]T ≤25PPm、[P]+[S]≤0.015%、夹杂物级别≤1.5级洁净钢成为可能[1],由此确保钢材在加工性能、使用性能或其它方面的要求。
近年来青钢通过装备水平的提升和工艺技术的开发应用,逐渐形成了提高钢的洁净度和控制钢中非金属夹杂物数量和形态的洁净钢生产工艺技术,实现了以胎圈钢丝为代表的洁净钢的生产。
1青钢炼钢生产流程及主要工艺装备青钢第二炼钢厂生产工艺流程为:混铁炉→铁水预脱硫→转炉→LF→连铸。
主要设备参数为:2青钢洁净钢生产技术表1炼钢系统主要设备及功能2.1钢中硫的控制除易切削钢外,硫是有害元素,对产品使用性能将产生不良影响,因此洁净钢对钢中硫含量有较为严格的要求,一般要求[S]≤0.015%,某些情况下要求[S]≤0.007%,青钢通过喷吹颗粒镁脱硫、转炉控制回硫、LF 脱硫等技术,有效降低了钢中的硫含量。
2.1.1铁水预处理脱硫铁水预处理脱硫是生产低硫钢的重要环节,因铁水碳含量高、氧低,硫的活度系数大,是钢铁生产流程中脱硫效果最好、最经济的环节。
洁净钢技术与工艺概况简介发表日期:2007年10月30日在经历了10年的深入研究并取得重大的进步后,洁净度仍然是当今世界钢铁界研究和工业生产的主题。
对钢材要求的日益严格和钢铁技术专家的聪明才智是提高钢材品质的两大驱动力,从而导致了对洁净度要求不断提高并得以实现。
自2001年以来,国际钢铁协会技术委员会针对洁净钢的工业生产和研发情况进行了广泛的调研和比较。
从本期开始,本报将分期介绍世界洁净钢技术和工艺的发展概况。
目标与目的钢洁净度在钢铁应用的发展中是最重要的。
钢的性能决定了它的用途与竞争能力,而化学成分和最终的显微组织确定了钢的性能。
因此,不会有一个完整的洁净钢定义,它仅仅是与应用有关的一个术语。
氧化物在改变钢的显微组织上扮演了重要角色,因此,成为本次研究的焦点。
它们要么以钢水二次氧化的形式存在,要么以耐材或保护渣吸卷的方式进入钢中。
因此,炼钢,尤其是二次冶金处理和连铸工序是实现所要求的洁净度的关键。
为判定最佳操作和建立科学的概念,收集了关于设备、工艺和控制方面的数据。
这些数据来自22个国家的64套设备上,各个数据表包含了800条不同的信息,总共获得了5万余条可用信息。
选择了低碳钢、超低碳钢、管线钢、高碳长材和弹簧钢进行研究,应用领域涵盖了汽车裸露件、管线和滚珠轴承等。
比较工业实践仅仅是该项目的一个部分,此外,还进行了深入的文献调查,以确定今后的发展与进步。
氧化洁净度是优质钢最重要的一个指标。
全世界在改进二次炼钢和连铸工艺技术方面付出了巨大努力。
主要目的是要将钢水中夹杂物含量减少到最低程度,促进颗粒分离,避免被大气、炉渣和耐火材料二次氧化等。
有害夹杂物一个主要成因是非常小的夹杂物在紊流区凝结,这出现在从大包到中间包、中间包再到结晶器传输钢水的过程。
相反,外来非金属夹杂物源于炉渣夹带,因此,保护渣绝不能乳化进入钢水。
这是对钢铁工业在这个艰难冶金领域里继续发展提出的挑战。
洁净钢这次的研究不是要建立洁净钢的通用定义,因为洁净度是钢材使用的直接结果,对洁净度的要求各不相同。
宝钢炼钢纯净钢生产技术进展郑贻裕蒋晓放(宝山钢铁股份有限公司炼钢厂,上海,200941)摘要:本文简要介绍了宝钢炼钢厂主要装备,重点介绍了炼钢厂生产纯净钢在磷、硫、氧、氮、碳等元素的控制水平和采取的措施,以及目前厚板钢种残余元素的控制水平。
关键词:洁净钢,炼钢,残余元素此文是本刊特约的文章Progress of Production Technology for Clean Steel atBaosteelZheng Yiyu Jiang Xiaofang (Steelmaking Plant, Baoshan Iron & Steel Co., Ltd.,Shanghai, 200941)ABSTRACT The main equipments of steelmaking plant of Baosteel are briefly introduced in this paper. The progress in control technology of phosphorus, sulphur, total oxygen, nitrogen, carbon in steel is discussed at Baosteel. The control level of residual elements in heavy plate is introduced too.KEYWORDS clean steel, steelmaking, residual elements 文中红色字体是审稿时建议作者补充的(红色字体的分节和小节标题除外)1 前言所谓纯净钢一般指钢中杂质元素磷、硫、氧、氮、氢(有时包括碳)和非金属夹杂物含量很低的钢。
而所谓杂质又是随钢种而变的,某一元素在某钢种内是有害杂质,在另一种钢内其有害程度可能轻些甚至是有益的。
也就是说,对于钢性能要求的不同,纯净度所要求的控制因素也不同。
洁净钢生产新流程的研究与开发刘浏钢铁研究总院1.前言建设高效低成本洁净钢平台是市场和时代发展的要求,是洁净钢生产领域的重大技术革命。
其目标是实现转炉直接冶炼洁净钢,并使转炉生产效率提高1倍,洁净钢生产成本低于传统转炉普通钢。
本文系统介绍了钢铁研究总院与首钢合作研究开发的洁净钢生产新工艺流程在京唐钢铁公司的开发与应用情况,阐述了高效低成本洁净钢平台建设的三项核心技术:洁净钢稳定化生产工艺、洁净钢高效化生产工艺、洁净钢低成本制造工艺.2.传统洁净钢生产流程与主要问题图1给出传统洁净钢生产流程示意图。
传统洁净钢生产流程的基本特征是:钢水提纯主要依靠炉外精炼,精炼工艺流程长,生产波动大。
也是造成钢水质量不稳定,生产能耗高、成本高和CO2排放量高的主要技术原因。
高炉LF转炉冶炼铁水脱硫RH CC图1 传统洁净钢生产流程示意图传统流程的主要工艺特点是:●采用全量铁水脱硫预处理工艺;●采用传统转炉炼钢工艺脱磷、脱碳;●采用LF炉还原精炼工艺进行深脱硫和脱氧,控制T.O含量;●采用RH真空精炼工艺,降低钢中气体含量;●采用全连铸工艺深入分析传统流程中进行的脱磷、脱硫、脱碳、脱硅等反应过程可以看出,传统流程中存在以下基本矛盾:(1)炼钢回硫,脱硫后的超低硫铁水(通常控制[S]≤0.005%)在转炉冶炼过程中大量回硫,通常不能满足连铸钢水对硫含量的基本要求,需通过LF炉进行二次脱硫。
(2)低碳脱磷,由于转炉中碳、磷反应平衡限制了转炉实现高碳脱磷的反应能力,钢水脱磷大多在[C]≤0.3%以下才能有效进行。
因此,稳定生产[P]≤0.015%的低磷钢水常常需要把钢水[C]降低到0。
08%以下,造成炉渣和钢水的严重过氧化,出钢a O≥800 10-6。
(3)钢水过氧化,增大脱氧剂消耗使钢中脱氧产物形成的夹杂物大量增加,为夹杂物去除带来很大困难.(4)脱氧产生的大量夹杂物,很难上浮去除,往往需要大幅度延长“软吹”时间。
延长“软吹”时间又由于炉渣和耐火材料的侵蚀以及完成脱硫任务等过程产生大量新的细小夹杂物,很难去除.(5)渣量大,炉渣利用率低,难以实现炉渣循环利用。
纯净钢(clean steel) 含非金属夹杂物和气体很少的钢,或者说含氧、硫、磷、氢、氮5种有害元素很少的钢。
非金属夹杂物对钢质量有很大害处,含有夹杂物可说是钢不清洁,非金属夹杂物的大小和形态是评吹chuj价钢的洁净度的标志。
氧、硫、磷、氢、氮是钢中的杂质,含量多的钢被认为是不纯的。
研究证明,钢材中发现的非金属夹杂物大多是在钢液凝固时有害杂质元素偏析浓缩而与金属元素结合形成的。
当然有些有害元素除生成夹杂物之外还有其他危害作用。
但总的看来,非金属夹杂物的数量或5种有害元素的含量水平都可以代表钢的纯净度。
20世纪80年代初期,钢的纯净度水平在100t熔炼炉规模上已达到氧、硫、磷、氢、氮5元素的浓度总和为0.005%(5010-6),其中[H]≤0.710-6,[N]≤1510-6,[O]≤1010-6,[P]≤1510-6,[s]≤510-6。
对于低碳的软钢,碳含量可达到2010-6以下。
钢中非金属夹杂物的形态和尺寸分布比含量多少更为重要。
随着炼钢工艺过程使用废钢比例的增大,钢中混入的有色金属元素也增多起来,特别是铅、铋、砷、锑、锡5种痕量元素也成为生产纯净钢应该注意的问题。
由于它们含量都是10-6级,凝固后多偏聚在晶界上,往往对钢的性能有很大危害。
但分析这样微小浓度的仪器缺乏,在经常生产中很少去分析它们,还难以对它们的影响作出定量判断,因而也还没有一个纯净与不纯净的明确界限。
纯净钢是一个相对的概念,它的确切定义一直是变动的。
纯净与否往往取决于观察者的判断。
有些钢在50年代算纯净的,到了80年代就不算纯净了。
对于一般用途的钢,50μm大小的夹杂物可允许存在,而对于精密轴承就不允许了。
因此需根据对钢材性能的不同要求,订出钢的纯净度的合理指标,以便经济合理地生产和使用优质钢材。
纯净钢生产是通过各种设备和工艺手段不断净化、提纯优化的过程。
目前在大规模生产纯净钢的生产流程上采用了许多先进技术,包括铁水预处理、转炉炼钢、挡渣出钢、炉外精炼和连铸等工艺环节。
纯净钢的开发与生产
张爱民;袁松涛
【期刊名称】《安徽工业大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2003(020)0z1
【摘要】对纯净钢的生产工艺和技术进行了简述,结合济钢三炼钢和中厚板的生产实际,提出了改进连铸坯内部质量的措施,为进一步开发生产高附加值、高难度和高技术含量的纯净钢提供了依据.
【总页数】3页(P166-167,174)
【作者】张爱民;袁松涛
【作者单位】济南钢铁股份有限公司,济南,250101;济南钢铁股份有限公司,济南,250101
【正文语种】中文
【中图分类】TF703.5.4
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