常见钢种冶炼.pptx
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1、 硅钢的冶炼 不锈钢的冶炼 低合金钢的冶炼 低碳钢 中、高碳钢 7-1 氧气顶吹转炉钢种的冶炼第1页/共35页Company Logo7-1-1-1硅钢分类和硅钢片性能 用途用途分类分类1234性能要求性能要求钢号钢号7-1 硅钢的冶炼第2页/共35页根据需要,可以按生产方式、化学成分、结晶织构和用途等对硅钢片进行分类;按化学成分有低硅(含Sil1.5左右)、中硅(含Si22.5左右)和高硅(含Si3.0以上)硅钢片;按轧制工艺分有热轧和冷轧硅钢片;按结晶织构分有热轧的非织构硅钢片,冷轧低织构、高斯织构(单取向织构)和立方织构(双取向织构)硅钢片等。用途 硅钢主要用于制造软磁材料硅钢片,是发展
2、电力、电讯、自动控制和仪表制造等工业的主要金属材料。硅钢分类第3页/共35页 钢钢 号号化化 学学 成成 分,分,%备备 注注CSiMnPS30吨吨转炉转炉D21D21P0.080.082.002.802.002.800.200.400.200.400.040.060.120.030.03厂控成分厂控成分P可达可达0.15%;厂控成分;厂控成分50吨吨转炉转炉D11、D12D21D22、(D23、D24)D24D31D410.100.090.090.080.081.502.002.002.802.102.803.003.903.904.500.300.500.300.500.300.500.2
3、50.200.080.080.080.030.030.030.030.0250.0200.020厂控成分厂控成分厂控成分厂控成分厂控成分厂控成分Al0.050.12%;厂控成分;厂控成分Al0.050.12%;厂控成分;厂控成分;厚厚0.5D42D43D440.074.304.700.150.0250.015Al0.050.12%;厂控成分;厂控成分;厚厚0.35表71 按化学成分命名的常用硅钢钢号第4页/共35页 A 性能的要求性能的要求 (1)磁感强度要大磁感强度要大(2)铁损要低铁损要低(3)要具有一定的要具有一定的塑性和良好的冲剪塑性和良好的冲剪加工性能加工性能 性能要求性能要求B 影
4、响因素影响因素(1)化化学学成成分分 硅硅、碳碳、磷磷、铝铝、硫硫、锰锰;(2)钢中气体钢中气体;(3)非金属夹杂。非金属夹杂。第5页/共35页(1)创造良好的冶炼条件 严格保证入炉原材料质量,选用优质原材料。对于铁水,冶炼低硅钢时要求含硫量0.050,高硅钢0.030。提高氧气纯度,减少水分含量,以减少带入钢中的氢、氮含量。(2)根据铁水中Si、P、S含量选择好造渣制度 (3)控制供氧操作 要用比一般钢种稍高的过程枪位促进化渣并使熔池良好的活跃沸腾,以加强脱气和排除夹杂。(4)控制吹炼过程温度和终点温度 (5)控制好终点和出钢操作 (6)所用脱氧剂和铁合金、钢水包都要严格进行烘烤。7.1.1
5、.2 硅钢冶炼第6页/共35页7-1-27-1-2不锈钢不锈钢冶炼冶炼分类和耐蚀性分类和耐蚀性选择性氧化和脱碳保铬选择性氧化和脱碳保铬 不锈钢的冶炼不锈钢的冶炼第7页/共35页7-1-2-1 不锈钢的分类和耐蚀性 根据金相组织,不锈钢可以分为以下三类:铁素体不锈钢奥氏体不锈钢马氏体不锈钢强化的马氏体不锈钢、时效硬化的不锈钢相强化的不锈钢等常见不锈钢的化学成分见表72。分类第8页/共35页化学腐蚀化学腐蚀指金属与周围介质指金属与周围介质直接产生的,没有直接产生的,没有电流的化学作用,电流的化学作用,作用的产物沉积在作用的产物沉积在金属的表面上金属的表面上 耐蚀性耐蚀性 电化学腐蚀电化学腐蚀 指指
6、金金属属形形成成具具有有阳阳极极和和阴阴极极并并伴伴随随有有电电子子流流动动的的微微电电池池作用而引起的腐蚀作用而引起的腐蚀具有更大的危害性。具有更大的危害性。第9页/共35页铬:决定不锈钢耐蚀性的主要合金元素是铬,钢中含铬量越高,耐蚀性能越好。;铬还能够提高铁的电极电位,使其由负值变为正值。电极电位跃变式提高,耐腐蚀性显著提高;铬也是缩小(乃至封闭)区扩大区的元素,促进钢的组织均一化。因此不锈钢中的含铬量应至少为12.5,原子百分数(重量百分数)为11.7镍、硅、铝、钛、铌、铜、钼等元素:也都具有不同程度改善耐蚀性的作用,因此也是冶炼不锈钢常用的合金元素。碳:在不锈钢中具有双重作用,它可以提
7、高钢的强度、硬度和耐磨性,但同时也降低钢的耐蚀性。所以,不锈钢的含碳量一般都很低。影响耐蚀性的因素第10页/共35页选择性氧化选择性氧化 在吹炼初期较低温在吹炼初期较低温度下,铬对氧的亲度下,铬对氧的亲合力比碳对氧的亲合力比碳对氧的亲合力大铬在硅、锰合力大铬在硅、锰氧化后即进行氧化。氧化后即进行氧化。7-1-2-2 脱碳保铬脱碳保铬随随着着温温度度升升高高,则则碳碳比比铬铬优优先先得得到到氧氧化化。在在冶冶炼炼不不锈锈钢钢时时,为为了了保保铬铬,避避免免铬铬氧氧化化进进入入炉炉渣渣,希希望望碳碳比比铬铬优优先先氧氧化。化。7-1-2-2 碳、铬的选择性氧化和吹炼时脱碳保铬 第11页/共35页
8、碳、铬选择氧化的转化温度 Cr+2CO=2C+2C+1/2(Cr3O4)(7-1)(7-2)由式(7-2)可见:温度和压力对金属中C和Cr的平衡浓度都存在影响。欲降低钢中含碳量,可以通过减小PCO和提高温度两种途径来实现。第12页/共35页图71 不同温度和Pco下 碳与铬的平衡关系 从式71、72和图71可以看出,在不锈钢脱碳过程中,pCO的影响比温度影响更大。对铬在钢一渣间分配的研究表明,炉渣碱度和氧化铁含量、对铬的分配比有重要影响。铬在钢一渣间的分配比随炉渣碱度和炉渣氧化性下降而下降第13页/共35页 方法(1)单纯用顶吹转炉的方法(2)用熔化炉配合转炉的方法(3)用中间包配合的转炉氧化
9、还原法。(4)顶吹转炉真空脱氧(VODK法)法(5)顶吹转炉一真空处理双联法,例如LD-VOD法(6)顶吹转炉一双液循环真空吹氧(RHOB)法(7)顶吹转炉一电炉双联法。(8)底吹氧气转炉法(9)顶底复合吹炼转炉法等。冶炼特点(1)它是一种低碳高铬钢,在冶炼过程中需要去碳保铬,成分中杂质P、S的限制也很严;(2)它是一种高合金钢,合金元素的含量至少在5以上,需要在冶炼和出钢过程中加入钢水中。吹炼前期要搞好造渣制度,强化脱磷、硫操作,尽快使钢中P、S降到规格要求含量以下。在吹炼前期结束后,要除净炉渣,避免后期回磷。除净前期渣后,要加强供氧操作 7-1-2-3 不锈钢的冶炼第14页/共35页7-1
10、-3 低合金钢的冶炼低合金钢低合金钢的分类的分类讲授内容讲授内容 低合金钢低合金钢的冶炼的冶炼 第15页/共35页7-1-3-1 低合金钢的分类按合金元素 按金相组织 按特点和用途 低合金钢分类第16页/共35页分类分类分类分类BBAA 强度钢(亦强度钢(亦称结构钢)称结构钢)专用钢专用钢 耐腐蚀钢耐腐蚀钢 钢筋钢筋 E EC CDD 低温用钢低温用钢A 按特点和用途分类GG耐磨钢 F F 钢轨钢HH氧气瓶、焊条、地下铁道接触轨、自行车链条用钢等 第17页/共35页按主体合金元素的不同可分为:锰系 锰一钒系、锰一铌系、锰一钛系硅系 硅一钛系、硅一铌系、硅一钒系钒系含铝钢系含磷钢系多元钢系等B
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