纯净钢
洁净钢与纯净钢
洁净关钢于一纯般净是钢指(对pu钢ri中ty非st金ee属l)夹或杂洁物净(钢主(要c是lea氧n化st物ee、l) 硫的化概物念), 进目行前严国格内控外制尚的无钢统种一, 这的主定要义包。括: 钢中总氧含量低, 非金属夹 杂物数量少、尺寸小、分布均匀、脆性夹杂物少以及合适的夹 杂物形状。
纯净钢除了要考虑[S]+[P]+[N]+[O]+[H]五大元素外，随废钢
量的增加，还要关注Cu、Zr、Sn、Bi、Pb等伴生元素。
研究发现，即Байду номын сангаас将钢中总氧降到10ppm以下，钢液中仍 然存在15微米尺度的夹杂物，因此洁净钢的研究目前沿 着两种发展方向进行： 一种是控制钢中总氧量来降低夹杂物含量； 另一种是控制夹杂物成分以减小其对钢性能的影响。
洁净钢是一个相对概念
当1.2某钢0世中一纪的杂杂6质0质年含元代量素：降或[S]非低+[金P到]属+什[N夹么]杂+[水O物]平直+[H接决]或<定9间0于0接p钢p影m种响；和产产品的品生用产途； 性金么不程能属这同度或夹种的决使杂钢年定用物就78代 于性的可00年年， 装能数以代代对 备时量认：：，、为洁 和[[SS该尺是净工]]++钢寸洁[[钢艺PP就或净]]++有现不分钢[[NN不代是布。]]++同化洁对可[[OO净产见的水]]++钢品，[[平要HH；的“]]。求<<而性洁8600；如能净00pp有果都钢ppmm害杂没”；；质有不元元影同素素响于降或，“低非那纯 净念地<22钢不生.0高p”是产p附的为出m加概了可；9值念一以0年夹，味稳产代杂“追定品：物洁求地对[S净纯满数]洁+钢净足量[P净”用,]而要+度并户[是N少不加的]为+；指工[要了O夹越和]能求+纯使杂[够H是越用物]高<：好要1效尺0。求0T率寸p[所的p、O要m以优]低；要小质,成洁低商<本净5品0、钢μ钢成的m材批概；。 这夹2样杂1世的物纪“形洁态净要钢合”概适[S念。]+不[P仅]+具[N有]+质[O量]+含[H义]<,5而0p且pm具。有经济含义。
梅钢纯净钢冶炼降低氮含量工艺分析
氮 在钢 中有 两 种 存 在 形式 ， 自 由氮 原 子 和 即 氮 化物 。氮 以原 子 的形式 在钢 中的多少 遵循 西维 尔 茨 （ ｉｖ ｒｓ规 律 ， Ｓｅ ｅｔ） 即在 一 定 温 度 的钢 液 中， 其 气 体 的溶解度 与 液 面上该气 体 分压 的平 方根成 正 比ｌ 。碳 与硅 等元 素能 明显 地 降低 氮 在钢 液 中 的 ＿ １ ］
依 赖转 炉吹 炼环节 。影 响转 炉氮 含量 的 因素有 转 炉 尺 寸及 新 旧程 度 、 枪 结构 、 喷 氧气 纯 度 、 原 料 辅
操 志 强 梅 钢 纯净钢 冶 炼降低 氮含 量 工艺 分析
・５ ・ １
氮气 、 空气 中氮气 、 泡沫 化程 度 、 水 中氮 、 渣 铁 废钢 中氮 等 ， 中铁 水 中氮含量 也 是主要 因素之一 。 其
Ｃａ ｏ Ｚｈｉ ｉ ｇ ｑ ａｎ
（ ｔｅｍａ ｉｇ Ｐｌｎ ｆＭ ｅｓ ａ ｒ ｎ ＆ Ｓ ｅ ｌＣｏ Ｎａ ｊｎ １ ０ ９ Ｓ ｅ ｌ ｋｎ ａ ｔｏ ｉｈ ｎ Ｉｏ ｔ ｅ ．， ｎ ｉｇ ２ ０ ３ ）
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２ ２ １ 主 辅 原 料 对 氮 的 影 响 ． ．
一
氮含 量会 有所 上升 。
２ ２ ４ 降 低 氮 含 量 的 主 要 措 施 ．．
（ ） 用低 氮铁 水 ， １采 提高 铁水 比 ； （） ２ 副原料 分批 量在 中前 期尽 早加 入 ， 用矿 采
高纯净IF钢冶金工艺开发研究
粉末冶金高速钢是一种具有高硬度、高耐磨性和高耐腐蚀性的高速钢材料，广 泛应用于制造高性能的刀具、模具和机械零件。本次演示将粉末冶金高速钢生 产工艺的发展历程、工艺流程、技术要点、现状和前景等方面进行详细阐述。
粉末冶金高速钢生产工艺是将高速钢粉末通过压制和烧结的过程，制成具有一 定形状和性能的高速钢制品。这种生产工艺具有生产效率高、材料利用率高、 制造成本低等优点，成为现代制造业中备受的技术之一。
2、硬度：铁素体区热轧工艺还可以提高IF钢的硬度。这是因为细化晶粒和析 出强化增加了位错密度和碳氮化物数量，从而提高了材料的硬化程度。
3、冲击韧性：冲击韧性是衡量材料韧性的重要指标。通过铁素体区热轧工艺， 可以优化材料的织构，提高其冲击韧性。冲击试验结果表明，经过铁素体区热 轧处理的IF钢具有更好的冲击韧性。
在本研究中，我们采用电炉+炉外精炼的工艺路线，具体流程如下：
1、电炉熔炼：将废钢、生铁、合金等原材料加入电炉中进行熔炼，通过电能 转化为热能，使原材料熔化混合。
2、炉外精炼：将电炉熔炼得到的钢水倒入精炼炉中进行进一步处理。通过控 制炉内气氛、温度、成分等条件，对钢水中的杂质、气体、夹杂物等进行去除， 达到高纯净度的要求。
粉末冶金高速钢生产工艺的技术要点包括粉末的制备技术、处理技术、成型技 术等。粉末的制备技术包括气相法、液相法和固相法等，应根据不同的应用场 景选择合适的制备方法。处理技术主要包括热处理、表面处理等，以提高材料 的性能。成型技术主要包括压制和烧结等，应选择合适的成型方式，以保证产 品的质量和性能。
目前，粉末冶金高速钢生产工艺在国内外得到了广泛应用。国内外的生产现状 表明，粉末冶金高速钢生产工艺具有广阔的市场前景。特别是在制造高性能刀 具和模具等领域，粉末冶金高速钢具有很大的竞争优势。随着技术的不断进步 和应用领域的不断拓展，粉末冶金高速钢生产工艺将会得到更加广泛的应用。
纯净钢及其生产工艺的发展
２ １ 杂质 与钢 水 纯净 度 ．
钢 中杂质 对钢 材性 能有 多 种 影 响 。 根 据 用 途
（Ｓ ≤２ ×１～，・ ［ ］ ０ ０ Ｔ Ｏ≤１ ×１ ）使无取 向硅钢 ５ ０ ，
片 铁 芯损 失 降 到 ２３ ｋ ．Ｗ／ｇ以下 Ｌ 。降低 钢 中碳 含 ２ Ｊ
量， 可提 高硅 钢 片 的最 大导 磁率 ， 降低 矫顽 力 。
变形 夹 杂物 ， 在钢 材 加 工变 形 时成 为 应 力 源 ， 起 引
２２２ 纯净度 对钢 材 加 工性能 的影 响 ．．
（ ） 接 性能 是钢 材 最重 要 的 使用 性 能 之 一 。 １焊
钢 材 脆 断 ， 钢材 性 能 的危 害更 严重 。 对
表 １ 杂质诱导钢材 的脆性
２２ 纯净度对钢材性能的影响 ．
２ ２ １ 纯净度 对钢 材 力 学性 能 的影 响 ．．
・
轧薄 板须 严 格 控 制 钢 中 大 型 Ａ ３ 杂 物 数 量 ， Ｏ 夹 避 免 轧 制 产 生 裂 纹 ， 得 良好 的表 面 质 量 。 生 产 获
３３ ・
维普资讯
摘要 分 析 了 杂质 在 钢 中的 行 为 和 引 发 的 钢 材 缺 陷 ， 总结 了 纯 净 度 对 钢 材 力 学 性 能 和 使 用 性 能 的 影 响 。 根 据 对 脱
磷 工艺的控制 ， ｉＮ种纯净钢生产 工艺 ： １铁水 “ 脱” 净钢生 产 工艺 ；２ 钢 水精炼 纯净 钢生产工 艺。通过 技术 比 ￣ｔ ｌ （） 三 纯 （） 较， 铁水 “ 三脱 ” 工艺生产效率高 ， 过程温度损 失小 ， 辅原 料 和耐火材 料 消耗低 ， 流程 简单 ， 控制 容 易， 冶炼周 期短 ， 同时 可
纯净钢生产技术
≤15
≤10 ≤2
厚 板
低温 9% 抗低 用钢 Nb钢 温脆
抗撕 裂钢 高强 度钢 抗撕 裂性
≤30
≤10≤10 Leabharlann 2纯净钢质量要求及纯净水平要求
产品 用途 钢种
轴承 钢 不锈 钢 轴承 钢
要求
疲劳 寿命 电蚀 性能 疲劳 性能 疲劳 性能 断裂 疲劳
C
N
≤50
T.O
≤10 ≤20 ≤10 ≤15 ≤30
X100 0.02~0.04 1.6~1.8 ≤0.001 ≤0.005 0.05 0.08 0.015 0.15~0.3 任选
国外钢中杂质元素单体控制水平的发展趋势（极限值）
年份 C 1960 1970 1980 1990 1996 2000 200 80 30 10 5 4 S 200 40 10 4 5 0.6 P 200 100 40 10 10 3 元素/10-6 N 40 30 20 10 10 6 H 3 2 1 0．8 <1 0.5 T．O 40 30 10 7 5 2
钢中T[O]量与产品质量关系： （1）轴承钢T[O]由30³10-6降到5³10-6，疲劳寿命提高100倍。 （2）钢中T[O]与冷轧板表面质量存在明显的对应关系。
美国Weirton公司生产0.15mm厚薄板，在DTR生产线上检查120 个板卷发现：
T[O]/10-6 质量指数
15～20
21～25 26～30 >30
66
83-119 82-187
本钢纯净钢的纯净水平
钢种 C/ppm P/ppm S/ppm O/ppm N/ppm ∑/ppm
IF
X70
14-28
30-60
纯净钢的冶炼原理是
纯净钢的冶炼原理是纯净钢，是指在没有任何杂质的情况下，钢中存在的元素只有铁和不超过0.03%的碳，因此，纯净钢的制备是一个非常复杂和精细的过程。
纯净钢的冶炼原理主要包括三个方面：炉料制备、还原反应和净化处理。
一、炉料制备炉料制备是纯净钢的冶炼过程中的首要环节。
炉料的质量和配比直接影响到纯净钢的质量和数量。
合理的配料和制备方法能够极大地提高炉料的质量并减少浪费。
制备炉料的过程一般包括如下步骤：1. 烧结矿制备：将铁矿石和其他原料通过高温烧结成为块状物，这样可以大大提高炉料的效率。
2. 生铁制备：生铁是指由铁矿石还原制备而成的铁合金，生铁的质量直接影响到钢的质量。
生铁的制备一般采用高炉炼铁的方法。
3. 废钢制备：废钢是指工业废料中的钢材物料，包括废旧钢材、废钢毛坯等。
废钢经过回收和分选处理后，可用于制备炉料。
二、还原反应还原反应是制备纯净钢的关键步骤之一，纯净钢的制备主要依赖于还原反应。
还原反应是指将炉料中的氧化铁还原成为金属铁的化学反应。
纯净钢的还原反应一般分为两个阶段：1. 固相还原：将氧化铁中的氧还原成为气态的二氧化碳和一氧化碳。
固相还原主要发生在反应物的颗粒表面。
2. 液相还原：氧化铁中剩余的氧进一步与一氧化碳反应，产生二氧化碳和金属铁。
液相还原反应主要发生在液态金属铁与固相矿石之间的交界处。
在还原反应中，炉壁和炉底、炉顶都会对还原有一定的影响。
因此，在还原反应的制备中，还需要考虑炉壁和炉底、炉顶的防护措施。
三、净化处理净化处理是指对钢中的杂质进行处理，最终获得纯净钢。
钢的净化处理通常包括：1. 液体净化：液体净化是指在液态状态下将二氧化碳、氧气、氩气等气体通入钢中，以吹去钢液中的杂质和氧化物。
这种方法可以大大提高钢的纯度。
2. 真空处理：真空处理是指在真空条件下将钢液和钢坯中的气体吸出，从而减少气体对钢中的影响。
3. 气氛保护技术：在钢冶炼过程中，钢液和钢坯会受到氧化和氧化剂的影响，因此，气氛保护技术可以保证钢在高温状态下不受氧化，从而提高纯度。
典型钢种冶炼
表2 典型纯净钢的纯净度和洁净度要求（国际先进水平）
产品 汽车板 DI罐 大规模集成电路用引线 枢 显象管阴罩用钢 轮胎钢帘线，大桥悬索 用冷拉钢丝 滚珠轴承 管线钢 [Ti]<15 [s]<10,[N]<50 [N]<50 纯净度（ppm） [C]<30,[N]<30 洁净度 (D,;T[0],ppm) T[o]<20 D<100 T[o]<20 D<20 D<5 D<5 T[o]<20,D<20不含或含极少 不变形夹杂物 T[o]<10,D<15 D<100,氧化物形转状制
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高附加值产品对纯净度要求是： ★T[O]要低〈20PPM ★夹杂物数量要少； ★夹杂物尺寸要小〈50μm ★夹杂物形态要合适。 目前，洁净钢的概念基本上涵盖了洁净钢、纯净 钢的全部内容。 ★纯净钢或洁净钢是一个相对概念; ★某一杂质含量降低到什么水平决定于钢种和产 品用途; ★有害元素的降低的程度决定于装备和工艺现代 化水平; ★不管生产什么用途的钢,总是要求钢中夹杂物数 量尺寸、形态得到控制。
• ⑵高效转炉少渣吹炼工艺与技术 • 转炉少渣冶炼可将转炉渣量由１５０kg/t 降至５ ０kg/t，从而减少造渣剂的消耗，如何在少渣条件 下快速造渣、有效脱磷及少渣冶炼对溅渣护炉的 影响转炉冶炼的预测与控制模型的开发是研究的 内容。 • ⑶转炉流程超低Ｐ、Ｎ含量钢水生产技术 • 由于超低磷钢的生产需要转炉炉外处理手段，铁 水预处理与转炉及之后工序的脱磷任务如何分配、 分解；炉外处理脱氮能力有限（如，ＲＨ只能脱 除２０－３０％），如何采取措施降低钢水中的 氮含量及防止转炉出钢后增氮。
纯净钢的冶炼基本原理是
纯净钢的冶炼基本原理是纯净钢是指含碳量低于1.5%的低合金钢，其冶炼基本原理涉及多个方面，如原料的选择、炼钢工艺以及冶炼过程中的温度、压力等因素。
下面将详细介绍纯净钢的冶炼基本原理。
一、原料的选择纯净钢的冶炼需要优质的铁矿石作为主要原料，同时还需要加入适量的合金元素、提高炉渣的碱度等。
常用的铁矿石有磁铁矿、赤铁矿等，主要为了提供足够的铁和一定的矿物质含量。
合金元素通常选用锰、铬、钒等合金元素，以增强钢的特性。
二、炼钢工艺纯净钢的冶炼工艺通常采用电弧炉冶炼或转炉炼钢，这两种方法能够提供高温、高压的环境，有利于加快冶炼反应速度和提高炉渣的流动性。
1. 电弧炉冶炼：电弧炉是通过电弧加热材料，使其达到高温熔化，然后进行冶炼的炉子。
用于纯净钢冶炼的电弧炉通常分为直流电弧炉和交流电弧炉两种。
在电弧炉内，通过控制电流和电压，使炉内的原料得到足够高的温度，以便将铁矿石和其他合金元素熔化后进行反应。
同时，通过炉内的电弧和电流，还能够促进杂质和气体的脱除，提高钢的纯净度。
2. 转炉炼钢：转炉是一种倾转圆筒状的装置，使用转炉炼钢法，可以将铁矿石内的铁和其他合金元素完全熔化，实现冶炼和炉渣脱除的目标。
转炉分为氧气转炉和气体燃料转炉两种。
在炼钢过程中，通过喷吹氧气或其他气体使炉内氧气含量增加，从而提高炉内的热效应，促进炉渣中杂质的氧化和脱除。
三、冶炼过程中的温度、压力、气氛控制纯净钢的冶炼过程中，对温度、压力、气氛进行控制非常重要，直接影响到冶炼反应和最终钢材的质量。
1. 温度控制：纯净钢的冶炼需要高温环境，通常冶炼温度在1500以上。
通过控制电弧炉的电流和电压，或者通过喷吹氧气的方式，提高炉内的温度，使原料快速熔化并达到冶炼反应所需的温度。
2. 压力控制：在炼钢过程中，炉内的压力、流动速度等也会影响到冶炼反应和炉渣的脱除。
适当的压力可以促进炉渣的流动性，使炉渣中的杂质更容易脱离，提高钢的纯净度。
3. 气氛控制：炉内的气氛对于冶炼反应和钢材质量也有很大影响。