影響中頻爐煉鋼的因數有哪些

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2014-05-10

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摘要

鋼中常見的雜質元素有P、S、H、N、O等。這些元素在一般情況下對鋼的性能起有害作用,但其中有的元素在特定的條件下,也能起有益的作用,成為特意加入的合金元素。

一、鋼中常見雜質元素的影響 

鋼中常見的雜質元素有P、S、H、N、O等。這些元素在一般情況下對鋼的性能起有害作用,但其中有的元素在特定的條件下,也能起有益的作用,成為特意加入的合金元素。

磷微溶于鋼中,當鋼中含磷量,形成Fe 2P在晶粒周界析出,降低鋼的塑性和韌性,增加冷、熱裂傾向。 

 1、硫在鋼中以FeS-Fe共晶體存在于鋼的晶粒周界,降低鋼的力學性能,優制鋼含硫量一般應限制在0.04%以下。

2、在機械制造中,有時為了改善某些鋼的切削加工性能,人為將含硫量提高,以形成硫化物,起中斷基體連續性的作用。

3、硫含量的提高,增加鑄件熱裂傾向。 

煉鋼過程中鋼液從爐氣中吸收氫 鋼液中氫的溶解度隨溫度升高而提高,在緩慢凝固條件下,氫以針孔形態析出??焖倌虝r,析出氫在鐵的晶格內造成高應力狀態,導致脆性。 

煉鋼過程中鋼液從爐氣中吸收氮

鋼液中溶解的氮在凝固過程中因溶解度降低而析出,并與鋼中的Si、Al、Zr等元素化合,生成SiN、AlN 、ZrN等氮化物。少量氮化物能細化鋼的晶粒。氮休物多時,會使鋼的塑性和韌性降低。

氮屬于擴大奧氏體區元素,在鋼中可部分代替鎳的作用,是鉻錳氮不銹鋼中的合金元素,,在超低碳不銹鋼中,可代替碳的作用,提高鋼的強度。 

二、鋼中非金屬夾雜物的影響

鋼中的非金屬夾雜物包括氧化物、硫化物、硫氧化合物、硅酸鹽化合物及氮化物等。這些夾雜物的來源有外來的和自生的兩類。外來的夾雜物包括在煉鋼過程中從爐料夾帶的不潔物,爐襯因經常受侵蝕而脫落的耐火材料等。自生的夾雜物是在煉鋼過程中及鋼液澆注過程中,由于鋼液中元素氧化或發生其它化學反應而生成的。夾雜物對鋼的力學性能有害,特別是對韌性的削弱作用較大。為減輕夾雜物的有害作用,可采取兩種途徑:

(1)清除夾雜物

如在煉鋼氧化期中,使鋼液良好地沸騰,藉以有效地清除夾雜物,并在出鋼后澆注前使用鋼液在鋼包中鎮靜一段時間(5~10min),使夾雜物自鋼液中上浮。采用爐外吹氬精煉,或將鋼液過濾,都能有效地清除鋼液中的夾雜物。

(2)改善夾雜物形態

夾雜物對鋼削弱作用的程度依其形狀及分布狀況而定:帶尖角的多角形夾雜物在鋼中造成大的應力集中,在外力作用下易形成裂紋源,而顆粒狀和球狀夾雜則危害較??;條狀夾雜物沿晶粒周界以網狀或斷續網狀分布時,對鋼的割裂作用較大,而呈島狀弧立分布的夾雜物的割裂作用較小。

如采用稀土合金對鋼液進行處理,以使多角形氧化物和條狀硫化物為球狀的稀土硫氧化合物,就能降低夾雜物對鋼的削弱作用。

三、夾雜物含量在電爐鋼生產過程中的變化

1、爐料全熔化,夾雜物的含量較高。

2、氧化期,夾雜物的含量總趨勢下降。

3、還原期,加入預脫氧劑和合金,雜質含量升高,后慢慢降低。

4、鎮靜:夾雜物上浮。

5、吹氬:氧化物、硫化物雜質含量降低,但氮化物幾乎不變。

6、澆注:由于二次氧化,鋼水對澆注系統的沖刷,氧的析出并與其它元素發生反應,夾雜物含量上升。

7、凝固:溫度下降,顯微偏析,枝晶的液體富集的溶質元素易發生一系列反應,形成氧化物、硫化物。

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