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;
(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;
(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。