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殘余元素的控制
  發(fā)布時間:2015年01月27日 點擊數(shù):

  廢鋼中有害殘余元素隨著廢鋼多次循環(huán)使用及涂層鋼鐵制品數(shù)量的增長不斷增加,這些殘余元素在鋼水凝固時的富集行為使鋼鐵產(chǎn)品力學(xué)性能成倍降低,冶煉時還可能造成漏鋼、爐蓋壽命降低等危害。因此,現(xiàn)代化高性能新鋼種冶煉對鋼中殘余元素含量的要求日益嚴(yán)格。
  1)殘余元素對鋼質(zhì)量的影響
  鋼中的 Cu、Sn、Sb、As等元素在鋼材表面富集程度可達到平均含量20~140倍。在1000~1300℃軋制溫度下呈液相存在,并向鋼坯表面晶界內(nèi)滲透使晶界結(jié)合力下降,使鋼坯在軋制過程中形成網(wǎng)狀裂紋,即紅脆。鋼中Sb、Sn、As等有害雜質(zhì)元素增加了鋼在晶界或亞晶界的偏聚,可顯著降低中高溫?zé)釓姾辖痄摰钠趶姸取⒖箲?yīng)力腐蝕強度和熱蠕變性能,增大其脆化傾向。一般認(rèn)為,鋼中含有的磷、錫、銻等則是合金鋼發(fā)生“回火脆”的主要脆化元素。
  2)鋼中殘余元素來源
  鋼中殘余元素來源復(fù)雜,,各種入爐料如廢鋼、鐵水、廢鋼代用品(如DRI)及鐵合金等都有可能帶入一定量的殘余元素。從我國的爐料情況看,DRI殘余元素含量最低,Cu、Sn平均在0.005%以下;生鐵中殘余元素含量也較低,Cu為0.005%~0.02%,Sn為0.005%~0.01%;廢鋼中最高,Cu、Sn平均含量分別達0135%,01035%以上。所以廢鋼,特別是社會廢鋼是殘余元素的主要來源。
  3)殘余元素控制措施
  鋼中殘余元素分為兩類, Zn、Pb、Sb等殘余元素具有較高的蒸汽壓,在煉鋼溫度下易蒸發(fā)除去,為易去除元素。Cu、Sn等元素,由于其氧化位能比鐵元素低,用正常的煉鋼方法很難去除,為難去除元素。
在生產(chǎn)實踐中,對鋼中殘余元素控制的重點在入爐原料的控制。如嚴(yán)格控制入爐原料質(zhì)量、選用質(zhì)量穩(wěn)定的爐料。更有效而且廣為采用的的控制方法是選用合適的爐料結(jié)構(gòu),選用殘余元素含量低的爐料替代部分廢鋼冶煉,達到稀釋殘余元素的目的。常用的替代爐料有直接還原鐵(DRI)、高爐鐵水和Corex鐵水、冷生鐵、脫碳粒鐵、碳化鐵等。此外,俄羅斯還通過鑄鐵機,利用熔融的鐵水和一定的配加工藝填加15%~25%的填加劑(燒結(jié)礦或球團礦),經(jīng)冷卻凝固生產(chǎn)復(fù)合金屬料用來替代傳統(tǒng)的爐料。

                         ——本文摘自論文文獻綜述

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