铸造低合金钢的生产

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铸钢件生产工艺要求及质量标准

铸钢件生产工艺要求及质量标准

铸钢件生产工艺要求及质量标准Revised by Jack on December 14,2020铸钢件生产工艺要求及质量标准一、混砂工艺标准(一)材料要求:1、造型砂:符合GB9442-88 、JB435-63细粒砂要求,一般选用二氧化硅含量较高的天然砂或石英砂,原砂粒度根据铸件大小及壁厚确定,原砂的含泥质量分数应小于2%,原砂中的水份必须严格控制,且一般应进行烘干。

2、水玻璃:水玻璃模应根据铸件大小来确定。

(1)小砂型(芯)为加速硬化采用选用M=—的高模数水玻璃。

(2)中型砂型(芯)可选用M=—的水玻璃。

(3)生产周期长的大型砂型(芯)选用M=—的低模数水玻璃。

(二)混制比例(质量分数%)造型砂/水玻璃=100:6~8(三)混制时间:一般情况下混制5分钟,室温或水玻璃密度较大时可适当延长混砂时间。

(四)混制后要求:混制好的造型砂要求无块状或团状,流动性较好。

二、造型工艺要点:(一)基本原则:1、质量要求高的面或主要加工面应放在下面。

2、大平面应放在下面。

3、薄壁部分应放在下面。

4、厚大部分应放在上面。

5、应尽量减少砂芯的数量。

6、应尽量采用平直的分型面。

(二)基本要求:1、木模:要求轮廓完整,无裂纹、无破损、无残缺,表面光洁,尺寸符合铸造工艺图纸要求,并经常进行尺寸校验。

2、砂箱:砂箱的尺寸大小应根据木模规格确定,大、中型砂箱应焊接箱筋。

3、浇注系统:根据铸件的结构特点的工艺要求,选择适宜的浇注系统,通常采用顶注式、底注式。

(1)浇注系统设置基本原则:浇口、冒口安放位置合理,大小适宜不妨碍铸件收缩,便于排气、落砂和清理,应使铸型尺寸尽量减少,简化造型操作,节省型砂用量和降低劳动强度。

(2)内浇道位置的注意事项。

1)内浇道不应设在铸件重要部位。

2)应使金属液流至型腔各部位的距离最短。

3)应不使金属液正面冲击铸型和砂芯。

4)应使金属液能均匀分散,快速地充满型腔。

5)不要正对铸型中的冷铁和芯撑。

4、冒口(1)冒口设置基本原则:1)根据铸件的结构和工艺要求正确选择冒口的形状、大小和安放位置。

低合金钢在中国的发展现状与趋势

低合金钢在中国的发展现状与趋势

低合金钢在中国的发展现状与趋势
低合金钢是一种含有少量合金元素的钢材,主要用于制造结构部件、机械零件和汽车等领域。

以下是低合金钢在中国的发展现状与趋势:
1.现状:低合金钢在中国的应用广泛,尤其在建筑、桥梁、
船舶、汽车等领域得到广泛使用。

中国的低合金钢产量较大,产品品质不断提高,已能满足绝大部分市场需求。

2.技术提升:随着科技进步和制造技术的不断改进,中国的
低合金钢制造技术已逐渐接近国际先进水平。

在钢材的成分调控、热处理工艺等方面,取得了一系列成果,使低合金钢的性能得到提升。

3.特殊用途需求:随着国家对环保、节能和可持续发展的重
视,对低合金钢在特殊用途领域的需求也在增加。

例如,高强度、高耐磨等特性的低合金钢可以用于风电设备、轨道交通、重型机械等行业。

4.新材料的发展:随着新材料技术的进展,中国的低合金钢
制造业也在不断探索新的合金材料和制造工艺。

使用新的合金元素,优化组织结构和加工工艺等手段,进一步提升低合金钢的性能和使用寿命。

5.智能制造的应用:随着智能制造技术的发展,低合金钢制
造业也正逐步引入自动化和数字化生产技术。

通过智能化的生产设备和数据管理系统,提高生产效率、优化产品质
量和成本控制。

总体而言,低合金钢在中国的发展趋势是不断追求高性能、高品质和多功能化。

通过技术提升、新材料研发以及智能制造的应用,低合金钢的质量和应用范围将进一步扩大,满足不同行业对高性能材料的需求。

同时,环保、节能和可持续发展的要求也将促使低合金钢制造业向更环保和可持续的方向发展。

《低合金钢和合金钢》课件

《低合金钢和合金钢》课件
低合金钢和合金钢可以用于制造飞机的机身、机翼等结构部件,提高飞机的结构 强度和耐疲劳性能。
火箭和卫星
低合金钢和合金钢可以用于制造火箭和卫星的外壳、支架等部件,提高其可靠性 和耐久性。
05
低合金钢和合金钢的市场前景
市场需求
总结词
随着工业化和城市化进程的加速,低合金钢和合金钢的市场需求持续增长。
详细描述
发动机部件
低合金钢和合金钢可以用于制造发动 机的缸体、曲轴等关键部件,提高发 动机的性能和可靠性。
船舶行业
船舶结构
低合金钢和合金钢可以用于制造船舶的船体、甲板等结构部 件,提高船舶的结构强度和耐腐蚀性。
船舶机械部件
低合金钢和合金钢可以用于制造船舶的机械部件,如推进器 、传动系统等。
航空航天行业
飞机结构
炼则是在真空环境下进行熔炼,适用于生产高纯度、高合金化的钢种。
轧制工艺
要点一
总结词
低合金钢和合金钢的轧制工艺主要包括热轧、冷轧、温轧 和异形轧制等方法。
要点二
详细描述
热轧是将熔炼后的钢锭加热至高温,然后进行轧制,适用 于大规模生产厚板和型材。冷轧是在室温下对钢材进行轧 制,适用于生产薄板和高精度钢材。温轧是将钢材加热至 一定温度后进行轧制,介于热轧和冷轧之间的一种工艺。 异形轧制可以生产各种形状复杂的钢材,如H型钢、工字 钢等。

镍元素还可以改善钢材的韧性 、耐腐蚀性和耐热性。
镍元素含量的增加,可能会提 高钢材的成本。
在某些情况下,镍元素可以提 高钢材的抗疲劳性能和焊接性 能。
钨元素
钨元素在低Leabharlann 金钢和合金 钢中主要起固溶强化和沉 淀硬化的作用,提高钢材 的强度和硬度。
钨元素含量的增加,可能 会提高钢材的成本。

低合金高强度结构钢简要

低合金高强度结构钢简要

低合金高强度结构钢High Strength Low Alloy Steel一、定义中国国家标准GB/T13304-1991《钢分类》,参照国际标准,对钢的分类作了具体的规定。

低合金高强度钢HSLA是在碳素钢的基础上,通过加入少量合金元素并在热轧、控轧或热处理状态下,具有高强度、高韧性,较好的焊接性、成型性或耐腐蚀性等特征的钢材。

成分特点:低碳(Wc≤%),低合金。

性能特点:比普通碳素结构钢有较高的屈服强度和屈强比、较好的冷热加工成型性、良好的焊接性、较低的冷脆倾向、缺口和时效敏感性,以及有较好的抗大气、海水等腐蚀能力。

二、低合金高强度钢的发展1867-1874年,美国含铬结构钢,1902-1906年,美国含镍结构钢,1915年,美国含锰%桥梁用结构钢。

20世纪60年代以后,冶金生产工艺技术和低合金钢开发均取得巨大发展,锰、硅、铬、镍、钒、钛、铌等微合金元素的强化作用已清楚。

80年代后随着技术进步,通过钢质净化、晶粒细化、组织优化、基体强化等,促进了新型低合金钢的开发。

低合金钢是近30年来发展最快、产量最大、经济性最好、使用面最广、前景最广阔的钢类。

目前,新型的低合金高强度钢以低碳(≤%)和低硫(≤%)为主要特征。

我国是1957年在鞍钢试制成功第一炉低合金钢16Mn,随后研制出16Mn系列的桥梁用、船用、锅炉用、压力容器用、汽车用低合金钢。

1966年,低合金钢产量141万吨,占钢产量8%;至1979年,低合金钢产量254万吨,仍占钢产量8%。

1997年,低合金钢产量2368万吨,占钢产量22%。

各发达工业国家的低合金高强度钢产量约占钢产量的10%。

为进一步提高低合金高强度钢的性能,在低合金高强度钢的基础上,通过进一步降低碳质量分数、微合金化和控制轧制而发展了一系列新型低合金高强度结构钢,主要有以下四种:微合金化低碳高强度钢、低碳贝氏体型钢、低碳索氏体型钢、针状铁素体型钢。

三、低合金高强度钢中元素的作用常用的合金元素按其在钢的强化机制中的作用可分为:固溶强化元素(Mn、Si、Al、Cr、Ni、Mo、Cu等)、细化晶粒元素(Al、Nb、V、Ti、N等)、沉淀硬化元素(Nb、V、Ti等)以及相变强化元素(Mn、Si、Mo等)。

铸钢件生产工艺要求及质量标准

铸钢件生产工艺要求及质量标准

铸钢件生产工艺要求及质量标准一、混砂工艺标准(一)材料要求:1、造型砂:符合GB9442-88 、JB435-63细粒砂要求,一般选用二氧化硅含量较高的天然砂或石英砂,原砂粒度根据铸件大小及壁厚确定,原砂的含泥质量分数应小于2%,原砂中的水份必须严格控制,且一般应进行烘干。

2、水玻璃:水玻璃模应根据铸件大小来确定。

(1)小砂型(芯)为加速硬化采用选用M=2.7—3.2的高模数水玻璃。

(2)中型砂型(芯)可选用M=2.3—2.6的水玻璃。

(3)生产周期长的大型砂型(芯)选用M=2.0—2.2的低模数水玻璃。

(二)混制比例(质量分数%)造型砂/水玻璃=100:6~8(三)混制时间:一般情况下混制5分钟,室温或水玻璃密度较大时可适当延长混砂时间。

(四)混制后要求:混制好的造型砂要求无块状或团状,流动性较好。

二、造型工艺要点:(一)基本原则:1、质量要求高的面或主要加工面应放在下面。

2、大平面应放在下面。

3、薄壁部分应放在下面。

4、厚大部分应放在上面。

5、应尽量减少砂芯的数量。

6、应尽量采用平直的分型面。

(二)基本要求:1、木模:要求轮廓完整,无裂纹、无破损、无残缺,表面光洁,尺寸符合铸造工艺图纸要求,并经常进行尺寸校验。

2、砂箱:砂箱的尺寸大小应根据木模规格确定,大、中型砂箱应焊接箱筋。

3、浇注系统:根据铸件的结构特点的工艺要求,选择适宜的浇注系统,通常采用顶注式、底注式。

(1)浇注系统设置基本原则:浇口、冒口安放位置合理,大小适宜不妨碍铸件收缩,便于排气、落砂和清理,应使铸型尺寸尽量减少,简化造型操作,节省型砂用量和降低劳动强度。

(2)内浇道位置的注意事项。

1)内浇道不应设在铸件重要部位。

2)应使金属液流至型腔各部位的距离最短。

3)应不使金属液正面冲击铸型和砂芯。

4)应使金属液能均匀分散,快速地充满型腔。

5)不要正对铸型中的冷铁和芯撑。

4、冒口(1)冒口设置基本原则:1)根据铸件的结构和工艺要求正确选择冒口的形状、大小和安放位置。

低合金钢生产工艺

低合金钢生产工艺

低合金钢生产工艺低合金钢是一种具有较低成本和良好性能的钢材,在工业生产中广泛应用。

本文将介绍低合金钢的生产工艺,包括原料选择、炼钢方法、热处理和成品加工等方面的内容。

一、原料选择低合金钢的原料主要包括铁矿石、焦炭、废钢和合金等。

铁矿石是制造钢材的主要原料,焦炭是炼铁过程中的还原剂,废钢可以部分替代铁矿石,合金可以调整钢材的性能。

在原料选择上,需要根据所需的钢材性能和成本因素进行合理的配比。

二、炼钢方法低合金钢的炼钢方法主要有转炉法、电弧炉法和氧气转炉法等。

转炉法是最常用的炼钢方法之一,其优点是生产效率高、适用范围广。

电弧炉法适用于小批量、多品种的生产,可以灵活调整合金配比。

氧气转炉法则是在转炉法的基础上引入氧气进行增氧,提高钢水的纯净度和合金化程度。

三、热处理低合金钢的热处理包括淬火、回火和正火等工艺。

淬火是将钢材加热至适宜温度后迅速冷却,使钢材获得高硬度和较高的强度。

回火是在淬火后将钢材加热至较低的温度,以减轻淬火时产生的内应力,提高钢材的韧性和塑性。

正火是将钢材加热至适宜温度后保持一段时间,使钢材内部结构得到均匀化,提高钢材的机械性能。

四、成品加工低合金钢在生产过程中,还需要进行成品加工,包括锻造、轧制和焊接等工艺。

锻造是通过对钢材加热后进行冲击或挤压,改变钢材的形状和组织结构,提高钢材的强度和韧性。

轧制是将钢材通过辊轧机进行塑性变形,获得所需的厚度和宽度。

焊接是将不同部件的钢材通过加热和冷却使其相互连接,形成整体结构。

低合金钢的生产工艺包括原料选择、炼钢方法、热处理和成品加工等环节。

正确选择原料,合理采用炼钢方法,精确控制热处理参数,严格执行成品加工工艺,都对低合金钢的性能和质量有着重要影响。

在实际生产中,需要根据具体要求和条件,灵活运用各种工艺,确保低合金钢的生产达到预期的效果。

低合金钢定义

低合金钢定义

低合金钢定义低合金钢是一种碳含量较低,同时添加了一定比例的合金元素的钢材。

它相对于常规的普通碳钢而言,在一定程度上具备更高的机械性能和使用性能。

低合金钢的合金元素包括铬、锰、钼、镍、铜、钛、铝等。

低合金钢的碳含量一般在0.05%-0.25%之间,这使得它的硬度和强度相对较低,同时具备了较好的可塑性。

添加合金元素可以改善或增加钢材的某些特性,如强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性、热处理性等。

这使得低合金钢具备了更广泛的应用领域。

首先,低合金钢具有较高的强度和硬度。

合金元素的加入能够改变钢材的晶体结构,提高晶体的强度和硬度。

同时,合金元素还能够通过固溶、沉淀或形成夹杂物等方式改变钢中的相组织,增强钢材的力学性能。

其次,低合金钢具有良好的可焊性。

普通碳钢在焊接时易产生冷脆和焊缝脆化的问题,而添加一定比例的合金元素能够显著提高钢材的可焊性。

合金元素的加入可以稀释和结合碳原子,减少碳的浓度,降低钢材的脆性。

另外,低合金钢具有较好的耐磨性和耐腐蚀性。

比如添加了铬元素的低合金钢具有较好的耐磨性和耐蚀性,适用于制造矿山机械、建筑机械、农业机械等需要耐磨和耐腐蚀的部件。

添加了镍元素的低合金钢具有良好的耐腐蚀性,适用于制造化工设备、海洋设备等要求耐腐蚀的场合。

此外,低合金钢还具有较好的冷加工性能和热处理性能。

添加了合金元素后,低合金钢能够显著增加它的冷加工性能,使得低合金钢适用于一些需要进行冷成型、冷锻等工艺加工的制造领域。

低合金钢还具备较好的热处理性能,能够通过热处理使得钢材具备特定的力学性能,满足不同工程要求。

总的来说,低合金钢具备了比普通碳钢更高的强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性、可塑性和焊接性等性能,广泛应用于航空航天、汽车制造、机械制造、石油化工等行业。

同时,低合金钢的发展也不断推动着材料科学和工程技术的进步。

铸造合金及其熔炼(铸钢及其熔练)

铸造合金及其熔炼(铸钢及其熔练)
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铸造工(高级)
第三章 铸造合金及其熔炼
3)其它辅料 有氧化剂、还原剂 (脱氧剂)、增碳剂和造渣剂等。 电弧炉用的氧化剂有铁矿石和氧气; 还原剂有锰铁、硅铁、铝、焦炭等;增 碳剂有碎电极、焦炭及专用商品增碳剂; 造渣剂有石灰石、石灰和氟石等。 所有炉料应分类妥善保管,严防混 杂和潮湿。
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铸造工(高级)
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铸造工(高级)
第三章 铸造合金及其熔炼
第三节 铸造非铁合金及其熔炼
一、铸造铜合金 1. 铸造青铜 ( 1 )铸造锡青铜 锡青铜具有良好的耐磨性、耐蚀性, 同时还具有足够的强度和一定塑性,常用于制造耐磨和耐 蚀零件,如轴套、轴瓦和要求耐蚀的管配件、阀门、泵体 等。铸造锡青铜的锡的质量分数一般在4%~10%范围内。增 加锡量,使塑性下降而强度增高。锡量较高,易产生“锡 汗”。 锡青铜不易形成集中缩孔,所以不用很大的补缩冒口。其线 收缩率不大,铸件变形、缩裂的倾向较小。 为了进一步改善锡青铜的性能,常加入一些锌、铅、磷、 镍等元素。 铸造锡青铜的牌号、成分及性能见表2-11。
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铸造工(高级)
第三章 铸造合金及其熔炼
装料完毕,盖好炉盖,检查无误即可通电熔化。炉料的 熔化过程是电极下面的炉料先被熔化,形成三个熔井,随后 电极不断向下移动,炉料不断熔化,经15~25min即达最低位 置,形成三个小井,即所谓“穿井”。随着熔化的进行,炉 底钢液液面上升,电极也应相应地向上回升。于是电极周围 的炉料就会塌落下来,即所谓“塌料”。这样,炉料被逐渐 熔化。为加快熔化过程,可以人工用耙子将边缘离电极较远 而不易被熔化的炉料推到电极下面,这种操作称为“推料助 熔”。在炉内有一定钢液后,也可采取“吹氧助熔”的方法 来加速炉料的熔化。吹氧压力一般控制在0.5MPa左右。吹氧 管从炉门插入钢液内吹氧,但不能深入到炉底或靠近炉壁以 防损坏炉衬。 在熔化过程中,应造好炉渣。目的是为了覆盖钢液,避 免钢液直接暴露在电弧下而吸气和氧化,并在熔化期就能够 脱去一部分磷,同时可稳定电弧。
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铸造低合金钢的生产Production of low alloy steel casting中化机集团三明双轮化工机械有限公司张启深摘要:本文通过对低合金钢中合金元素作用的介绍,针对低合金钢铸造性能特点,提出低合金钢铸造过程应注意的事项,尤其是要加强熔炼过程及铸件在后道工序热割处理过程的控制,是有效提高铸件质量,降低生产成本,提高市场竞争力的有力措施。

主题词:低合金钢铸造性能熔炼热割处理1 前言低合金钢是以碳钢为基础,金相组织和相应的碳钢大体上是相似的。

在钢中加入合金元素,钢的机械性能显著提高。

近几年来,随着社会的发展和科学技术的进步,低合金钢铸件的需求量越来越大。

生产企业如何提高生产工艺,控制好铸件质量,是企业抢占市场先机的关键。

2 合金元素的作用合金元素影响钢的组织和性能。

其主要作用表示在:提高钢的淬透性,提高钢的强度,增强钢的回火抗力和提高断面组织均一性等。

合金元素的综合作用使得钢的机械性能提高,铸造生产上所用的低合金结构钢中,大多数是加入两种以上合金元素的多元素铸造低合金结构钢。

但是应该适当掌握合金元素的加入量,加入量过少时,不能起到有效的强化作用,而加入量过多时,又会使钢的塑性和冲击韧性降低。

依据有关资料分析,单合金元素的适宜含量控制在1~2%以下,多合金元素总含量为3~5%。

合金元素在铸钢中的作用见表1。

3 低合金钢的铸造性能合金元素对钢的铸造性能的影响,反映在铸件的一次结晶、钢液的流动性、收缩及热裂等方面。

3.1流动性在合金元素中,一些高熔点的合金元素(如Mo、W)使钢水流动性降低,而低熔点的合金元素(Mn、Ca)使钢水流动性提高。

锰降钢的液相线和固相线,硅使液相线降低的倾斜度更大,因此,锰钢中加入硅后,具有更好的流动性。

3.2收缩线收缩率和缩孔率方面,低合金钢与具有相同含碳量的碳钢相似.3.3热裂锰、硅、铬显著降低钢的导热性,见图1所示。

因此,铸件在凝固和冷却过程中各部位的温度差异较大,产生较大的内应力,容易出现裂纹。

随着含碳量的增加,低合金钢的热裂和冷裂倾向加大。

3.4 结晶特点由于锰、硅、铬等元素降低钢的导热性,并在一定程度上增加结晶温度范围,从而降低冷却速度,促使产生粗大的晶粒,晶内偏析也较大。

4. 生产工艺措施为了克服低合金钢的一次晶粒较粗大,热裂和回火脆性倾向较大等缺点,铸造过程应严格控制好生产各工序的工艺技术操作,采取有效的措施,防止或降低铸件缺陷的产生。

尤其是对冶炼过程的控制和铸件热割的过程控制,是低合金钢铸件生产的关键性环节。

表1 合金元素在铸钢中的作用4.1 熔炼过程的控制要点我国目前的冶炼设备主要是以电炉为主,而电炉又是以电弧炉为主导,碱性电弧炉氧化法炼钢有其独特的优势。

因而运用碱性电弧炉氧化法冶炼低合金钢,需要控制好熔炼过程的各项操作。

4.1.1原材料的控制不同的钢种对原材料的要求不同,要炼好一炉钢,首先要保证炉料配制的技术要求,配料的准确性包括炉料重量及配料成分两方面。

配料重量不准,容易导致冶炼过程化学成分控制不当或造成铸件浇不足等废品,也可能出现过量的浇余而增加消耗。

炉料化学成分配得不准,会给冶炼操作带来极大困难,严重时将使冶炼无法进行。

因此,配料过程中,在确保重量与计划安排无误的情况下,主要考虑钢种规格成分、冶炼方法、元素特征及工艺的具体要求来控制炉料的化学成分。

首先,根据钢种的规格成分,碳的配定要保证熔化期碳的烧损及氧化期的脱碳量,还要考虑还原期补加合金和造渣制度对钢液的增碳。

其次,合金元素的配制要依据冶炼方法的不同而有所区别。

氧化法炼钢时,合金通常不宜与炉料一起装炉,一些合金元素熔点高,不易氧化,可按钢种规格下限配入,并与炉料一起装炉,但合金料应注意避开电极电弧区,以减少它们的挥发。

最后,对炉料中磷、硫成分的控制尤为重要,除磷、硫钢外,一般钢中的磷、硫含量均是配得越低越好,但顾及钢铁料的实际情况,磷、硫的配定以不超过规格要求为限。

4.1.2熔化期的控制熔化期的主要任务是以最少的电耗将固体炉料迅速熔化为均匀的液体。

炉料熔化的同时,熔池中也发生各种各样的物化反应,主要有元素的挥发和氧化、钢液的吸气、热量的传递与散失以及夹杂物的上浮等。

因此,熔化期提前造渣覆盖于钢液面上,既可减少散热,减少钢液的吸气量,又可促使夹杂物的上浮等。

熔化期的正确操作,可以把钢中的磷去除60%左右。

对于低合金钢来说磷是钢中的有害元素,在冶炼过程中,要尽量降低钢中的磷含量,一般优质钢中要求P<0.030%,而高级优质钢中的磷要求P<0.015%,极特殊的要求P<0.005%。

常规脱磷的有利条件是高碱度、高氧化性及流动性良好的熔渣和中等偏低的温度。

因此,熔化期操作是如何提前造好熔化渣。

首先,在炉料装炉前就在炉底垫入料重1%~2%的石灰及少量的铁矿石,或在炉料大半熔时分批加入料重1%的氧化铁皮或矿石粉,从中提高熔化渣的氧化能力;其次,在炉料大半熔或全熔后扒除部分熔化渣,对于高磷炉料或磷规格要求较严格的钢种,也可全部扒除,然后重造新渣,脱磷效率可达50%~70%,是强化脱磷行之有效的好办法。

4.1.3 氧化期的控制低合金钢氧化期的操作与普通碳素钢操作相似,在不配备炉外精炼的条件下,电炉氧化期主要任务是继续并最终完成钢液的脱磷任务,使钢中磷降到规定的允许含量范围内;在脱碳过程中去除钢液中的气体和非金属夹杂物;加热并均匀钢液温度,为钢液的还原期操作创造条件。

)气泡,有吹氧时来不及参加反应的氧化期脱碳过程产生的CO或(CO+CO2氧气泡和有目的地往熔池中直接吹入惰性气体或纯CO气体而形成的气泡上升与逸出,使熔池产生沸腾,为氢和氮的去除创造条件。

生产实践证明,高的冶炼温度可降低熔渣和钢液的粘度,有利于气体的排除。

另外,高温又能促进碳氧反应的激烈进行,碳氧反应进行得越激烈,生成的气泡越有利于气体的排除,因此氧化期一般都要求高温激烈沸腾。

为使除气充分,还要笥凶愎坏耐烟剂浚 鲜实耐烟妓俣群图ち曳刑诘氖奔洌 辖鸶忠绷妒保 ΡVじ忠喝テ 墓 蹋 斜纫话闾妓馗指 叩耐烟剂浚 懈 嗟募ち曳刑谑奔湟耘懦 忠褐械钠 濉?/SPAN>碳氧反应能引起渣钢间的激烈搅混,为澄清这种搅混以及使非金属夹杂物充分上浮,在氧化末期停止向熔池供氧一段时间,一般约10分钟的清洁沸腾时间。

这时,熔池中主要进行微弱的碳氧反应,并使之趋于平衡。

对于冶炼低合金钢种时,往往在氧化末期将钢中锰含量调到0.20%以上,并保持10~15分钟,因为在氧化末期,尽管钢液比较洁净,但仍含有少量的非金属夹杂物,如等。

如锰含量在0.20%以上,使钢中的MnO含量增多,而MnO能和等氧化物形成低熔点或极易聚结、长大、上浮的夹杂物,从而有利于去除。

氧化期的各项任务主要是通过脱碳来完成。

单就脱磷和脱碳来说,两者均要求熔渣具有较强的氧化能力,可是脱磷要求中等偏低的温度、大渣量且流动性良好。

脱磷反应是一个放热的反应,其反应方程式如下:(4—1)式4—1是在仅有FeO参加的去磷反应,反应生成物磷酸铁仅在低温下稳定。

因此,为了较好的脱磷,应在大量磷酸铁生成后,将渣由炉内扒除,以免炉温上升后,因磷酸铁分解而发生回磷。

同时,为使和形成更稳定的化合物,常用的是,因此碱性炼钢炉的脱磷反应可写成下式2[P]+ 5(FeO) + 4(CaO) =(4—2)按熔渣的离子结构模型理论,则为(4—3)设反应式4—2 的平衡常数为Kp,则:平衡常数与温度的关系:由脱磷反应方程式可见,提高炉渣中CaO和FeO的浓度,同时不断放渣造新渣或增加渣量,从而降价渣中的浓度,有利于脱磷。

另外,脱磷反应是放热反应,因此,常规脱磷的操作均在熔化末期与氧化初期集中进行,这时的熔池温度适宜,只要大力创造高碱度、高氧化性及流动性良好的熔渣就可以了。

4.1.4还原期的控制要点碱性电弧炉还原期主要任务是脱氧、脱硫、合金化和调整钢液成分以及最后调整钢液温度。

事实上,还原期各项任务的完成是相互联系、同时进行的。

钢液脱氧好,有利于脱硫,且化学成分稳定,含金元素的收得率也高,因此脱氧是还原期精炼操作的关键环节。

氧化期任务完成后,应快速扒净全部氧化渣,如果氧化渣不扒净,在还原期就会出现回磷。

扒除氧化渣后,加入钢液重量2~2.5%的造渣材料,然后用最大电流使其迅速熔化。

薄渣形成后即可开始加入还原剂,造还原渣以脱氧和脱硫。

4.1.4.1脱氧脱氧方法有沉淀脱氧和扩散脱氧。

沉淀脱氧法是向钢液中加入比铁更容易氧化的元素,使溶解于钢液中的FeO还原,生成不溶于钢液的新的氧化物,并把氧化物去除。

扩散脱氧是利用氧在钢液和渣中溶解度的不同,使氧向渣中扩散。

在一定温度下,钢液中氧的活度与渣中(FeO)的活度之比是一个常数,表示为:式中 Lo——氧的分配系数。

将粉状脱氧剂加入渣中,渣中(FeO)的含量势必减少,氧在渣钢间的分配平衡遭到破坏,为了达到重新平衡,钢液中的氧就向渣中扩散或转移,由此不断地降低熔渣中的氧含量,就可使钢液中氧陆续得以脱除。

在生产实际中,沉淀脱氧速度快,但脱氧产物排除不充分;而扩散脱氧反应的脱氧产物是进入炉气中或被熔渣吸收,这样不易玷污钢液,钢水较纯净,但扩散脱氧反应是在渣中或渣钢界面上进行,氧从钢液内部向渣中扩散转移速度较慢。

为了克服各自的缺点,集中优点来完成钢液的脱氧任务,在操作过程中,通常采用综合脱氧法。

其操作特点是:扒除氧化渣造稀薄渣后,立即加入锰铁或硅锰铝进行脱氧,然后再造白渣进行扩散脱氧。

综合脱氧的效果良好,目前低合金钢种已普遍采用。

为了进一步降低钢中氧含量,在出钢前对钢液进行终脱氧,常用的终脱氧剂有铝、硅钙等。

铝的终脱氧是在出钢前2~3分钟插入钢中,插铝量一般为1Kg/t钢,插铝前先放在炉门上烘烤一下,插时要使铝块迅速穿过渣层进入钢中,为了扩大铝在熔池中的终脱氧范围,插铝后应进行搅拌。

4.1.4.2 脱硫对于低合金钢来说,硫是一种有害的元素,炼钢时要最大限度地去除钢中的硫。

钢中的硫主要是以FeS的形式存在,在炼钢温度下,FeS在钢液和渣中的溶解度都很大。

在炼钢过程中,硫除以FeS的形式存在外,还有MnS、CaS、MgS 等硫化物,它们都比FeS稳定。

且MnS在钢液中溶解度很小,而CaS、MgS几乎不溶于钢中,却都能溶于渣中。

因此,脱硫的基本原则就是把溶解于钢液中的FeS转变成不溶于钢液而却能溶于渣中的比FeS更稳定的硫化物。

即将FeS转变成CaS后进入渣中,从而达到去除钢中硫的目的。

脱硫反应是一个在钢渣界面上进行的多相反应,反应式为:[FeS]+(CaO) → (CaS)+[FeO]在有碳、硅等脱氧剂的熔渣中,脱硫反应式为:[FeS]+(CaO)+ C → (CaS)+[Fe]+CO↑2[FeS]+2(CaO)+Si → (CaS)+2[Fe]+(SiO)2与CaO结合成稳定的熔于渣中。

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