炼钢过程中降低氧氮含量的探讨
20CrMnTiH齿轮钢氧氮分析

氮含量的措施。通过改进炼钢工艺,达到提高质量的目的。
关键词: 氧、氮含量;炼钢工艺;低碳合金钢
中图分类号:TF762+.3
文献标识码:A
文章编号:1672—4224(2017)02—0006—04
Analysis on Variation of Oxygen and Nitrogen Content of 20CrMnTiH GearSteel
(2)LF 精炼工艺。LF 精炼站采取双工位,进站 后首先送电化渣提温,分别加入电石、硅铁粉、铝渣 球等调渣剂,精炼炉必须保证白渣 15min 以上,喂丝 前加钛铁合金,冶炼时间≥40min,喂钙线≥200m/ 炉。软吹 10 min 后静置,静置 5 min 后出站吊包至连 铸回转台。
(3)连铸工艺。连铸采取双中包十流浇铸,铸坯断 面 150 mm×150 mm。连铸采用大包下渣检测装置,防 止大包下渣。连铸全程(从大包、中包、结晶器)保护浇 铸,减少钢水二次氧化,防止水口结瘤,结晶器液面控 制采用“黑液面”操作。正常浇铸中包液位不得低于 15t,最后停浇中包液位低于 15t 此液位的铸坯应切 除。大包结束须留钢水大于 1.5t。连铸采取恒拉速操 作,最大拉速≤2.0m/min。中间包正常工作液面为 850 mm,此时中间包容量约为 37.6 t;中间包溢流液面 为 950 mm,此时中间包容量约为 42.6 t。一套中间包 由左右两个 5 流中间包及包盖组成,对称砌筑,两个 中间包入口间距 1800 mm。浸入式水口插入深度 50~110 mm,浇铸过程水口采用变渣线操作。
3 取样及样品分析
钢中的的洁净度会影响钢材的强度和韧性等性 能,夹杂物的控制是生产高端齿轮钢的重中之重。钢 中夹杂物的成分、形态、尺寸以及分布直接影响着齿 轮钢的的工艺性能和产品质量。在大多情况下,尽可 能去除钢中的夹杂物可以提高钢材的洁净度。
氧含量影响钢液吸氮的理论研究

2003年12月第19卷第6期炼钢SteelmakingDec2003V01.19No6・25氧含量影响钢液吸氮的理论研究张庆国(唐山钢铁集团有限责任公司)摘要应用表面结构模式,得出表面活性元素氧在钢液表而富集,降低钢液吸氮速度;其表面层除r有O、Fc原子外,还有FeO分子存在。
在此研究基础上,提出了脱氧合金化及钢包精炼工艺.以减少钢液吸氨。
关键词氧含量钢液吸氮表面结构模型-rP]ATheoreticalResearchoilEffectofOxygenContentinLiquidSteelonNitrogenAbsorptionZhangQingguo(TangshanIron&SteelGroupCo.,Ltd.)AbstractByapplicationofa“&】rfaceStructureModel”itisverifiedthatenrichmentofsurfaceactiveoxygenonthesurfacelayeroftheliquidsteelGanreducethenitrcgenpick—upspeedintheliquidsteel.OnthesurfacelayeroftheliquidsteelalsoexistFeOmolecularsbesidesIronandoxygenatoms.OnthebasisofthestudythedeoxidationalloyingprocessandLadlerefimngprocessareputforwardinordertochecknitrogenpick—upinliquidsteelKeywordsoxygencontcntliqnidsteelnitrogenpick—upsurfacestructuremodel1前言氮在部分钢种(15MnVN等)町作为合金元素,在微合金化钢中可促进微合金元素的强化作用,提高钢材强度。
LF精炼过程钢中硫、磷、氮、氧含量控制

LF精炼过程钢中硫、磷、氮、氧含量控制作者:钱丹丹陈志月闫若璞来源:《中国科技博览》2016年第07期[摘要]将转炉、平炉或电炉中初炼过的钢液移到另一个容器中进行精炼的炼钢过程,也叫“二次炼钢”。
炼钢过程因此分为初炼和精炼两步进行。
初炼:炉料在氧化性气氛的炉内进行熔化、脱磷、脱碳和主合金化。
精炼:将初炼的钢液在真空、惰性气体或还原性气氛的容器中进行脱气、脱氧、脱硫,去除夹杂物和进行成分微调等。
这样将炼钢分两步进行,可提高钢的质量,缩短冶炼时间,简化工艺过程并降低生产成本。
[关键词]LF精炼脱硫脱磷氮、氧含量 s非金属夹杂物中图分类号:U231.92 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)07-0277-011.引言:钢材的质量及性能是根据需要而确定的,不同的需要,要有不同的元素含量。
硫;是钢中的有害杂物,含硫较高的钢在高温进行压力加工时,容易脆裂,通常叫做热脆性。
磷;能使钢的可塑性及韧性明显下降,特别的在低温下更为严重,这种现象叫做冷脆性。
通常情况下,氮被视为钢中的有害元素,而氧元素主要以氧化物系非金属夹杂物的形式存在于钢中。
减少LF 炉精炼工艺过程钢液增氧、去除钢中氢含量是生产优质钢的关键环节。
此外,控制钢中夹杂物是提高钢材使用性能的有效途径。
2.转炉LF精炼脱硫与脱磷2.1脱硫2.1.1脱硫方法硫是钢中的长存元素之一,它会使大多数钢种的加工性能和使用性能变坏,因此除了少数易切削钢种外,它是需要在冶炼中脱除的有害元素。
硫在钢中以[FeS]形式存在,常以[S]表示。
钢中含锰高时,还会有一定的[MnS]存在。
目前炼钢生产中能有效脱除钢中硫的方法有碱性氧化渣脱硫、碱性还原渣脱硫和钢中元素脱硫三种。
2.1.2 脱硫影响因素脱硫影响因素与碱性氧化渣脱硫不同,LF碱性还原渣脱硫反应方程式为:[FeS]+(CaO)=(CaS)+(FeO)(1) [MnS]+(CaO)=(CaS)+(MnO)(2)由于钢中的[S]大部分以[FeS]形式存在,因此脱硫反应主要以式(1)为主。
氮在炼钢及连铸过程中的变化及影响因素分析_杨之俊

根据三炼钢厂实际生产条件, 分别对普碳、低合 金、低碳钢取样分析。由于邯钢原料条件比较稳定, 各组方案近似认为原料氮质量分数相同; 考虑到连 铸采用内装式浸入水口及结晶器保护渣, 钢液在中 间包至结晶器过程中增氮量很小, 因此确定转炉终 点、转炉炉后钢包、精炼进站、精炼出站、中间包作为 关键工艺控制节点。通过试验测定主要生产原料以
( Steel M aking Plant No . 3 of H andan Iro n and Steel Co . , Ltd. , H andan 056015, Hebei, China)
Abstract: In this article, the behav ior of nitr og en fr om st eel making to casting has been inv est igated in steel making plant No . 3 of H andan Ir on and Steel Co. , L td. T he var ious inf luence facto rs to the nitr og en behavior have been an alyzed and r elev ant countermeasures hav e been proposed to r educe the nitro gen content in the steel. T he results a chieved in the pr oduction pr act ice is remar kable. T he nitro gen content in steel o f the t undish has decreased fr om an averag e of 54 10- 6 to 43 10- 6 . Key words: nit rog en; to p and bott om combined blo wing ; r efining; pr otected casting
转炉脱氧的作用

转炉脱氧的作用
转炉脱氧是一种钢铁冶炼过程,其目的是通过在炼钢过程中将氧气与铁反应来去除氧
气气体,以达到作用。
下面我们将更详细地介绍转炉脱氧的作用。
转炉脱氧是以高温下的还原反应来去除钢中的氧气,这个过程中还会在炼钢和用氧之
间制造出大量的热量和气体。
由于在转炉炼钢过程中还需要添加其他的成分,例如除渣剂、合金元素等,因此其过程非常复杂。
不过总的来说,转炉脱氧的作用包括以下几个方面。
1. 降低钢中的氧含量
转炉脱氧的最主要的作用就是去除钢中的氧气。
这种氧气会使钢的韧性降低,从而导
致钢的性能下降。
脱氧后的钢能够减少氢气吸附,同时也能够提高钢的理化性能。
2. 提高钢的成分均匀性
转炉脱氧还能够有效的提高钢的成分均匀性。
由于脱氧的过程中会产生大量的气泡和
热量,这些气泡和热量能够很好的均匀地分布在钢中,从而减少了钢的成分偏差,提高了
钢的质量。
3. 改善钢的韧性和塑性
脱氧后的钢铁中的硫化物和氧化物被有效地去除,其中大部分是气泡、夹杂物和其他
的杂质。
这些杂质会降低钢的韧性和塑性,而脱氧后,钢的合金成分更加纯净,杂质含量
降低,从而提高了其韧性和塑性,增加了焊接和加工的容易性。
在转炉炼钢过程中,氢气会和钢铁反应,形成氢化物,从而降低钢的质量。
而脱氧后,钢中的氧含量降低,氢气的吸附量也相应减少,进而提高了钢的耐蚀性。
总的来说,转炉脱氧是钢铁冶炼过程中不可或缺的一环,主要作用是去除钢中的氧气,提高钢的成分均匀性,改善钢的韧性和塑性等,在现代化的钢铁工业中,转炉脱氧已逐渐
成为必须的技术。
炼钢过程钢中氧的控制

炼钢过程钢中氧的控制(三种脱氧方式)1 钢中的氧——钢洁净度的量度炼铁是一个还原过程。
高炉内加入还原剂(C、CO)把铁矿石中的氧(Fe3O4、Fe2O3)脱除,使其成为含有C、Si、Mn、P、S的生铁。
炼钢是一个氧化过程。
把纯氧吹入铁水熔池,使C、Si、Mn、P氧化变成不同碳含量的钢液。
当吹炼到终点时,钢水中溶解了过多的氧,称为溶解氧[O]D或a[O]。
出钢时,在钢包内必须进行脱氧合金化,把[O]D转变成氧化物夹杂,它可用[O]I表示,所以钢中氧可用总氧T[O]表示:T[O]=[O]D+[O]I出钢时,钢水中[O]I→0,T[O]→[O]D;脱氧后:根据脱氧程度的不同[O]D→0,T[O]=[O]I。
因此,可以用钢中总氧T[O]来表示钢的洁净度,也就是钢中夹杂物水平。
钢中T[O]越低,则钢就越“干净”。
为使钢中T[O]较低,必须控制:(1)降低[O]D:控制转炉终点a[O],它主要决定于冶炼过程;转炉采用复吹技术和冶炼终点动态控制技术可使转炉终点氧[O]D控制在(400~600)×10-6范围。
(2)降低夹杂物的[O]I:控制脱氧、夹杂物形成及夹杂物上浮去除——夹杂物工程概念(Inclusion Engineering)。
随着炉外精炼技术的发展,钢中的总氧含量不断减低,夹杂物越来越少,钢水越来越“干净”,甚至追求“零夹杂物”,钢材性能不断改善。
1970~2000年钢中T[O]演变,由于引入炉外精炼,对于硅镇静钢,T[O]可达(15~20)×10-6,对于铝镇静钢,T[O]可达到<10×10-6。
(3)连铸过程:一是防止经炉外精炼的“干净”的钢水不再污染,二是要进一步净化钢液,使连铸坯中的T[O]达到更低的水平。
钢中T[O]量与产品质量关系举例如下:(1)轴承钢T[O]由30×10-6降到5×10-6,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。
转炉炼钢脱氧工艺探讨

转炉炼钢脱氧工艺探讨摘要:由于在固态铁中氧的溶解度非常低,最后形成的氧化物夹杂会导致钢材的机械性能降低,尤其是会导致钢材的冲击韧性以及疲劳强度下降,所以必须要采取有效的工艺方法来进行转炉炼钢的脱氧。
关键词:转炉炼钢;脱氧工艺1炼钢脱氧概述炼钢脱氧是炼钢的重要工序,若无法进行高效地炼钢脱氧,直接影响炼钢夹杂物的控制,炼钢的脱氧不彻底,给夹杂物的氧化空间,铸坯在氧气下,容易在皮下产生气泡、水口结瘤、坯夹杂物增多等问题。
因此,对钢水的脱氧进行彻底,能够降低钢中氧化夹杂物数量,改变硫化夹杂物形态,增强钢材稳定性以及稳定力学性能。
炼钢脱氧不彻底是夹杂物清洁的关键,同时,转炉吹炼是炼钢的工序,炉吹过程中,熔池供氧需要满足一定的量,才能确保耐火材料的稳定性,钢水也能发挥溶解氧气的作用,而钢水含有溶解氧,增加了钢水危害性,炉内吹炼会增加实物质量,脱氧未达到标准会有严重危害,吹炼结束要保证脱除到的程度,能推动浇注的有序和高效,对铸坯的结构合理性有较好的作用。
因此整个炼钢过程必须选择正确的脱氧剂,并控制脱氧剂的加入量,也要控制钢水的含氧量,确保脱氧程度。
2转炉炼钢过程中氧气的产生和危害在钢水转炉的过程中,氧主要是来自原料和吹氧炼钢等生产的过程,它通常是以非金属夹杂物和溶解氧的形式存在于钢水中,在炼钢的过程中还会产生硅、磷、锰等杂质,这些杂质会与氧产生一定量的化学反应,在晶体上析出FEO。
随着钢水温度的不断下降,氧气含量会升高并且与其他的元素产生化学反应,从而会破坏钢的质量,降低钢的塑形程度,并且产生热脆的反应,相当于一个秸秆,看上去挺硬,稍微一折就会断掉,炼钢过程中所产生的一系列氧化反应都增加了炼钢的成本,浪费了人力、物力和财力。
为此需要研究出一些脱氧的方法来锻造出高质量的钢铁。
3转炉炼钢脱氧工艺问题现阶段,转炉炼钢采用的脱氧工艺存在一定问题,无法保证钢产品质量。
在普碳钢脱氧过程中,主要加入FeSi、FeMn等实现脱氧合金化,需要结合钢水实际脱氧度进行调整,在精炼前需要实现铝粒的添加,保证满足钢种要求。
降低钢中氮含量的措施

降低钢中氮含量的措施降低钢中氮含量的措施作者:达志鹏来源:《海峡科学》2008年第06期[摘要] 分析了钢液中氮的行为,采用强化碳氧反应,优化脱氧合金化,LF的精炼埋弧工艺,连铸采用全过程保护浇铸等综合控制手段,钢材中的氮含量控制在60ppm以内。
[关键词] 钢液氮保护浇铸1 前言福建省三明钢铁(集团)有限责任公司(以下简称―三钢‖)使用100吨转炉—LF精炼炉—10m弧的连铸机生产工艺流程,在开发生产优质的硬线钢和金属制品用钢时,优化复吹模式,采用大流量底吹Ar 形成强烈的气流场;LF采用大渣量埋弧操作并缩短加热时间;连铸采用保护浇铸,防止钢液在浇铸过程中吸入氮的技术方式,得到的钢种成品,钢的纯净度和质量均符合国标要求,其氮含量可控制在60ppm 以内。
在开发优质硬线钢和金属制品用钢过程中,发现氮在钢中的存在会大大降低钢材的塑性和韧性,对钢种的力学性能和内在质量产生不利的影响。
针对氮在钢中的行为,经过细致的研究和摸索,开发出了低氮冶炼模式:即通过控制原材料和合金的质量,生产中减少各个工序氮的吸入,大大降低了成品中的氮含量,生产出了合格的钢材,也探索出了适合本公司生产工艺流程控制钢中含氮的方法。
2 钢中氮行为的分析2.1三钢冶炼生产工艺流程及要求铁水→铁水预处理→顶底复吹转炉→LF精炼炉→R10m连铸机。
在炼钢生产过程中,不可避免的会在一些工艺环节上增加钢中的含氮量,为了尽可能地降低钢中氮,必须研究生产中钢液增氮的机理,探索控制钢中氮的工艺模式。
2.2 氮在钢液中的溶解度氮在钢中的溶解度符合Sieverts定律,即:(1)公式中:[%N]:钢液中氮的重量百分浓度;KN:氮溶解的平衡常数;fN:钢液中氮的活度系数;:钢液中元素X对氮的相互作用系数;:钢液中元素X对氮的二阶相互作用系数;:氮气分压。
2.3 合金元素对氮含量的影响钢中主要合金元素为碳、硅、锰。
氮在钢液中的溶解度与其元素有关和温度有关,其关系为:……(2)[1]从式(2)可以看出,氮在钢中的溶解,随着温度的升高而增加。
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表明浸入式水 口密封不好。
在一般 条件下 , 氦的主要危害表现在 : 由于 F 4 的析出 , eN 导 致钢材的时效性 :钢 中氮含量增加 ,钢的焊接性能 变坏 ;氮化物 析出恶 化钢 的塑性和冲击韧性 ,使钢变脆 ;对于深加工拉拔 的钢 材 ,氮化物 夹杂 降低钢材 塑性 变形能力 ,影响拉拔性能。不同钢 种 对钢 中 N、O 含量要求不同。笔者仅对 4 # 5 钢的冶炼工艺进行 分析。 2 .炼 钢 两 炉 4 # 生产 工 艺 实 践 5钢 4 # 生 产 工 艺过 程 见表 1 5钢 :
誊
合金 ,降低 了合金 的吸收率 ;大量气泡的产生影响浇注 的正常进 []增加了 1 06 N 7X1 —,表明 L F炉精炼过程增氨较 多;从喂线前 行 ,将会破坏锭 或坯 的合理结构 ,严重影响钢锭质量 ,甚至造成 到软吹后 ,钢 中 ]增加 了 2 1 ,表明软吹过程有轻微增氦 ; × 06 废品。严重 降低钢 的力学性能 ,尤其是塑性和韧性 ;钢 中的氧 能 从软吹后到 中间包,钢中 [ ]增加了 6 1— ,表明长水 口浇注时 N × 06 加剧硫 的热脆危害。 有一定的二次氧化 : 从中间包到铸坯 , 中 []增加 了 1 x 06 钢 N 2 1. ,
表 1 两 炉 4 # 生 产 工 艺 实 践 5钢
转炉终点控 制 炉号 C% / 渣厚
/ m a r
由图 3可 以看出,炉号 14 6 7过程钢中 T [ O]逐渐降低 ,但 中间包钢样 的 T [ ]又明显增加 ;软吹后钢样 T []仅为 3 0 O 3x 1. , 06 表明该炉 L F炉精炼过程钢中夹杂物排除效果较好 ; 从软吹 后到中间包 ,钢样 T [ ]从 3 X1— 0 3 06升高到 7 x 06 3 1. ,对照图 4 该炉 [ 】从软 吹后 的 9 Xl. N 4 06增加到中包 内的 1O O6 IXI一 。由于 该炉从软 吹后到 中间包的钢样氮、T [ 0]均有 明显增加,表 明该 炉钢液 由钢包浇注到中间包过程 中存在明显 的二次氧化,不 能自 动 开 浇也 是 导 致 T [ ]升高 的原 因 。 O 由图 4还 可以看 出,炉号 14 6 7过程钢样 中 [ N]逐 渐增 加 , 中间包钢样的 [ N]为 10 1. ;从出钢到 L 1 x 06 F炉进站 ,钢 中 [ N] 增加了 7 × 06 表明出钢过程存在严重增氨 ;从 L 1 1. , F炉进站到喂
L F炉工艺 精炼周期 软吹时间 大包开浇
方坯连铸工艺 保护浇注 中包液面深
3 7 52
14 67
0 5 2
O1 0
7 0
7 0
4 0ห้องสมุดไป่ตู้
4 0
8
8
自开
烧 开
长水 口氩封
长 水 口氩 封
70 0
70 0
3 .炼钢 生产过程 氧、氮含 量变化规律分析 4# 5 钢生产过程氧氦含量变化见表 2和如图 l4所示。 ~
环球市场信息导报 es 8@1 .r m9 6 6c 5 3o n
技术 与科教创 新
炼钢过程中降低氧氮含量的探讨
林振芳 ( 阳江十八子精 密特钢 有限公 司 摘 广 东阳江 5 9 3 ) 2 9 1 主要作 用,并探 讨炼钢各工 艺环节降低氧 、氮采取 的措施 。 关键词:炼钢过程 ;氧、 氮含量 ;工艺控制 ;产品质量
表2
的。从工艺上所做的工作就是提高 T []降低的速率 ,控制 [ 0 N] 升高的速率 。 4.炼 钢 各 工 艺 环 节 降 低 氧 、氦 的主 要作 用
41 .转炉的主要作用
l * m
x ∞
皇
; 4 0
● ∞
O
通过高碳出钢 ,脱氧等措施 ,降低钢水中氧含量 ,同时减 少 出钢 过 程增 氮 。 4 F .L 精炼炉 的主 要作用 2 通过 L F精炼炉造 白渣吸附夹杂物 :软吹氩气使夹杂物上浮 ; 喂线使夹杂物 变性等措施进一步净化钢液 ,降低氧含量 ,同时减 少精炼过程增氮 ,使氧、氮达到标准要求。 4 连铸的主要作用 . 3
搴 i
要: 该文分析铜 中氧 、氮对钢水质量 的影响 ,总结炼钢 生产过程氧 、氮含 量 变化规律 以及 炼钢 各工艺环节 降低氧 、氮的
在炼钢中, 一般是利用氧化法去除钢 中的杂质及有害物质。 在 表 明软吹时夹杂物聚集长大,在中间包 内上浮排除 ;对照图 2可 此过程 中, 中溶入了大量 的氧。而当来 自铁水 、 钢 炉气和与钢水接 知 ,从软吹后到中间包 的钢样 [ ]仅增加 了 6 06 N X 1. ,表明该炉 触的空气 中的氨含量超过一定 限度时,易在钢 中形成气泡 , 造成钢 钢液从钢包浇注 到中间包过程中保护浇铸较好,钢水二次氧化不 严重 ;从中间包到铸坯钢样的 T [ ]又降低 了 1 x 06 0 3 1— ,表明结 材 内部组织疏松 ,韧性下降 ,脆性增加等缺 陷。 晶器保护渣又吸附了一部分夹杂物。 1 .钢中氧、氮对钢水质量 的影 响 1 氧对钢质量的影响 . 1 由图 2可 以看出 ,炉号 3 7 5 2过程钢样 中 [ N】逐渐增加,盘 在 一 般 条件 下 ,氧 的主 要 危 害表 现 在 : 条的 [ N]为 9 x 06;从 出钢到 L 炉进站 ,钢 中 [ 4 1— F N]增加 了 钢中溶解了氧, 转炉终点氧含量高达 70 1- ̄00 1-; 0 x0 10 x06 氧化 5 x 06 6 3 1- ,表 明出钢过程增氮严重 从 L F炉进站到喂线前 ,钢中
线前,钢中 [ 】增加了 4 1— ,表明 L N × 06 F炉精炼过程控制较好 , 增氮不 多;从喂线前到软 吹后 ,钢中 [ N]增加 了 4X1. ,表明 06 软吹过程有轻微增 ;从软吹后 到中间包 ,钢中 []增加 了 1 N 6x 1. ,表明长水 口浇注 时密封不好 ,二次氧化较严重 。 06 从两炉 4 5 钢氧、氦变化分析看 出,钢 中氧主要来源于转炉 , 各工 艺过程 中 T [ O]呈降低趋势 ,钢 中 【 N]主要来源于转炉钢 水 出钢过程 ,各工艺过程呈升高的趋势。这与炼钢理论是相吻合