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1、 7 常见钢种冶炼7-1 氧气顶吹转炉 钢种的冶炼7-2复吹转炉 冶炼45钢任务五硅钢的冶炼 不锈钢的冶炼低合金钢的冶炼 低碳钢 中、高碳钢 7-1 氧气顶吹转炉钢种的冶炼Company Logo7-1-1-1硅钢钢分类类和硅钢钢片性能 用途分类1234性能要求钢号7-1 硅钢的冶炼 根据需要，可以按生产方式、化学成分、结晶织构和用 途等对硅钢片进行分类； 按化学成分有低硅（含Sil1.5左右）、中硅（含Si2 2.5左右）和高硅（含Si3.0以上）硅钢片； 按轧制工艺分有热轧和冷轧硅钢片； 按结晶织构分有热轧的非织构硅钢片，冷轧低织构、高 斯织构（单取向织构）和立方织构（双取向织构）硅钢 片
2、等。用途硅钢主要用于制造软磁材料硅钢片，是发展电力、 电讯、自动控制和仪表制造等工业的主要金属材料。硅钢分类钢钢 号化 学 成 分，%备备 注CSiMnPS30 吨 转转 炉D21 D21P 0.08 0.082.00 2.80 2.00 2.800.20 0.40 0.20 0.400.04 0.06 0.12 0.03 0.03厂控成分 P可达0.15%；厂控成分50 吨 转转 炉D11、D12 D21 D22、 (D23 、D24) D24 D31 D41 0.10 0.09 0.09 0.08 0.081.50 2.00 2.00 2.80 2.10 2.80 3.00 3.90 3.
3、90 4.500.30 0.50 0.30 0.50 0.30 0.50 0.25 0.20 0.08 0.08 0.08 0.03 0.03 0.03 0.03 0.02 5 0.02 0 0.02 0厂控成分 厂控成分 厂控成分 Al0.050.12%；厂控成 分 Al0.050.12%；厂控成 分；厚0.5D42 D43 D440.0 74.30 4.700.150.0250.0 15Al0.050.12%；厂控成 分；厚0.35表71 按化学成分命名的常用硅钢钢号A 性能的要求 (1) 磁感强度要大(2) 铁损要低 (3) 要具有一定的 塑性和良好的冲剪 加工性能 性能要求B 影响因素
4、 （1）化学成分 硅 、碳、磷、铝、硫、 锰 ； （2） 钢中气体 ； （3） 非金属夹杂夹杂 。 (1) 创造良好的冶炼条件 严格保证入炉原材料质量， 选用优质原材料。对于铁水，冶炼低硅钢时要求含硫量 0.050，高硅钢0.030。 提高氧气纯度，减少水分含量，以减少带入钢中的氢、 氮含量。 (2) 根据铁水中Si、P、S含量选择好造渣制度 (3) 控制供氧操作 要用比一般钢种稍高的过程枪位促进 化渣并使熔池良好的活跃沸腾，以加强脱气和排除夹杂 。 (4) 控制吹炼过程温度和终点温度 (5) 控制好终点和出钢操作 (6) 所用脱氧剂和铁合金、钢水包都要严格进行烘烤。7.1.1.2 硅钢钢冶炼
5、炼7-1-27-1-2 不锈钢不锈钢 冶炼冶炼分类类和耐蚀蚀性选择性氧化和脱碳保铬不锈钢的冶炼7-1-2-1 不锈钢的分类和耐蚀性 根据金相组织，不锈钢可以分为以下 三类： 铁素体不锈钢 奥氏体不锈钢 马氏体不锈钢 强化的马氏体不锈钢、 时效硬化的不锈钢 相强化的不锈钢等 常见见不锈钢锈钢 的化学成分见见表72。分类化学腐蚀 指金属与周围介质 直接产生的，没有 电流的化学作用， 作用的产物沉积在 金属的表面上 耐蚀性电化学腐蚀 指金属形成具有阳 极和阴极并伴随有 电子流动的微电池 作用而引起的腐蚀 具有更大的危害性 。 铬：决定不锈钢耐蚀性的主要合金元素是铬，钢中含铬 量越高，耐蚀性能越好。；
6、铬还能够提高铁的电极电位， 使其由负值变为正值。电极电位跃变式提高，耐腐蚀性显 著提高；铬也是缩小（乃至封闭）区扩大区的元素，促 进钢的组织均一化。因此不锈钢中的含铬量应至少为12.5 ，原子百分数（重量百分数）为11.7 镍、硅、铝、钛、铌、铜、钼等元素：也都具有不 同程度改善耐蚀性的作用，因此也是冶炼不锈钢常用的合 金元素。 碳：在不锈钢中具有双重作用，它可以提高钢的强度、 硬度和耐磨性，但同时也降低钢的耐蚀性。所以，不锈钢 的含碳量一般都很低。 影响耐蚀性的因素选择性氧化 在吹炼初期较低温 度下，铬对氧的亲 合力比碳对氧的亲 合力大铬在硅、锰 氧化后即进行氧化 。7-1-2-2脱碳保铬
7、随着温度升高，则 碳比铬优先得到氧 化。在冶炼不锈钢 时，为了保铬，避 免铬氧化进入炉渣 ，希望碳比铬优先 氧化。 7-1-2-2 碳、铬的选择性氧化和吹炼时脱碳保铬 碳、铬选择氧化的转化温度 Cr+2CO=2C+ 2C+ 1/2（Cr3O4）(7-1)(7-2)由式(7-2)可见：温度和压力对金属中C和Cr的平衡浓度都存在影 响。欲降低钢中含碳量，可以通过减小PCO和提高温度两种途径来实 现。 图71 不同温度和Pco下碳与铬的平衡关系从式71、72和图 71可以看出，在不锈 钢脱碳过程中， pCO的 影响比温度影响更大。对铬在钢一渣间分 配的研究表明，炉渣碱 度和氧化铁含量、对铬 的分配比
8、有重要影响。 铬在钢一渣间的分配比 随炉渣碱度和炉渣氧化 性下降而下降方法 （1）单纯用顶吹转炉的方法 （2）用熔化炉配合转炉的方法 （3） 用中间包配合的转炉氧 化还原法。 （4）顶吹转炉真空脱氧(VODK 法)法 （5）顶吹转炉一真空处理双联 法，例如LD-VOD法 （6）顶吹转炉一双液循环真空 吹氧（RHOB）法 （7）顶吹转炉一电炉双联法。 （8）底吹氧气转炉法 （9）顶底复合吹炼转炉法等。冶炼特点 （1） 它是一种低碳高铬钢， 在冶炼过程中需要去碳保铬， 成分中杂质P、S的限制也很严 ； （2） 它是一种高合金钢，合 金元素的含量至少在5以上， 需要在冶炼和出钢过程中加入 钢水中。
9、吹炼炼前期要搞好造渣制度，强 化脱磷、硫操作，尽快使钢钢中P 、S降到规规格要求含量以下。在 吹炼炼前期结结束后，要除净净炉渣 ，避免后期回磷。 除净前期渣后，要加强供氧操 作 7-1-2-3 不锈钢的冶炼7-1-3 低合金钢的冶炼低合金钢 的分类讲授内容低合金钢 的冶炼 7-1-3-1 低合金钢的分类按合金元素按金相组织 按特点和用途 低合金钢 分类分类分类BBAA强度钢（亦 称结构钢） 专用钢 耐腐蚀钢蚀钢 钢筋 E EC CDD低温用钢A 按特点和用途分类类GG耐磨钢 F F钢轨钢HH氧气瓶、焊条 、地下铁道接 触轨、自行车 链条用钢等 按主体合金元素的不同可分为： 锰系 锰一钒系、锰一
10、铌系、锰一钛系 硅系 硅一钛系、硅一铌系、硅一钒系 钒系 含铝钢系 含磷钢系 多元钢系等B 按合金元素分类贝氏 体型马氏 体型目前大多数普通 低合金钢都属于 这种类型，其中 珠光体的含量随 钢中含碳量的增 加而增多。 当钢中加入一 定含量的Mo 、B等合金元 素时能得到贝 氏体组织，如 14MnMoVBR e等铁素体 十珠光体 型C 按金相组织分类目前大多 数普通低合金 钢都属于这种 类型，其中珠 光体的含量随 钢中含碳量的 增加而增多。 低合金钢中的合金元素，对钢中相变和钢的组织、结构都起重要 影响，从而使钢具有各种需要的性能。以铁秦体一珠光体型钢的 合金化为例 绝大多数合金元素，如P、Si
11、、Mn、Cr、Cu和Ni等，都可固溶 于铁素体中，使其晶格产生歪扭，并改变（多为增加）原子间的 结合力； 绝大多数合金元素，如Mn、Cr、Mo、W、Ni、Cu和Si等，在 一般加热条件下比较容易溶于奥氏体，增加其稳定性和过冷能力 ，从而使珠光体的弥散度增大，其组织的百分数增加，同时也使 铁素体晶粒得到细化； 绝大多数合金元素，使铁碳状态图上共析成分点左移，从而使 钢的强度增加； Ti、V、Mo及少量A1能形成稳定的碳化物和氮化物，减少奥 氏体晶粒长大倾向，因而能细化晶粒；Ti、V、Al等与氮有很大 的亲合力；可形成弥散的化合物；产生弥散硬化作用。低合金钢中的合金元素作用 化学成分控制 化学成分
12、是影响钢的性能的主 要因素，为了保证低合金钢性 能，在标准规定的基础上，必 须对成分进行严格控制和适宜 调整。 化学成分变化对钢的性能特别 敏感。如 25MnSi 钢、16Mn 钢等 通常采用缩小成分控制范围， 适当控制化学成分的作法 严格控制化学成分的结果，既 促进了操作水平提高，合金收 得率波动范围缩小，炼钢成本 下降，也使钢材性能相对稳定 冶炼工艺控制 （1）创造良好的炉体条件，尽 量不在新炉前10炉和补炉后第 一炉冶炼； （2）低合金钢质量要求比较严 格， （3）采用拉碳法控制终点，避 免后吹，以降低钢中含氧量， 提高合金和金属收得率， （4）加强脱氧操作，以生产 16Mn钢为例， （
13、5）维护好出钢口，加强出钢 操作，出钢时尽量少下渣并防 止渣钢混出，必须防止回磷， 出钢后应向钢包中加石灰稠化 炉渣。 7.1.3.2 低合金钢的冶炼低碳钢（C0.25）：普碳钢、焊条钢，硅钢、工业纯铁、子 弹钢等低碳优质钢。操作注意事项 (1) 铁水的含硫量不能大于0.05%。 (2) 可一次拉碳控制吹炼终点，但为了有效的去除磷硫和控制熔 池温度，在吹炼低碳优质钢时，多采用高控补吹工艺。 (3) 注意炉渣控制，早化渣、化好渣、全程化透渣。 (4) 终点温度应根据冶炼钢种，合金种类和用量，浇注方法及是 否进行炉外处理等来确定。 (5) 为了加强熔池搅拌，可适当降低顶吹枪位或增加氧压。复吹 时可
14、适当增加底部供气压力。 (6) 脱氧一般在盛钢桶内进行，合金应经过烘烤。出钢到13时 开始加入合金，出钢到34时加完，严禁先加合金后出钢。 (7) 出钢后最好采用吹Ar处理。7-1-4 低碳钢 含碳量为0.250.60的钢称为中碳钢，把含碳量大 于0.6的钢称为高碳钢。中、高碳钢都是优质钢和合金 钢。 (1)高拉碳法。根据炉口火焰和喷出火花的外观形状，参 考供氧时间及氧气消耗量，对熔池含碳量作出判断，按 高出所炼钢种的含碳量规格中限一定范围用副枪取样测 温或停吹取样测温，根据钢中的含碳量和这一含碳量范 围的脱碳速度确定继续吹炼时间或补吹时间。 (2)增碳法。高拉碳法冶炼中、高碳钢，终点控制虽比
15、较 理想，但很难炉炉命中，这样就延长了冶炼时间，影响 炉衬寿命，由于熔池含碳量高，对脱磷不利。因此很多 厂用炉后增碳法代替高拉碳法冶炼中、高碳钢。 7-1-5 中、高碳钢Company LogoCompany Logo硅钢的冶炼 1不锈钢的冶炼 2低合金钢的冶炼 3低碳钢 4中、高碳钢 5小结7-2 复吹转炉冶炼45钢铁水条件工艺技术 钢水的 质量分析冶炼效果7-2-1 铁水条件某厂80t复吹转炉冶炼45钢，冶炼周期为33min， 吹炼前10min吹氮气，10min后自动切换为氩气，底吹 气体流量为3080m3/h。 采用复吹转炉生产45钢过程中所采取的冶炼工艺 及相关技术措施，生产实践表明，这些工艺技术能够适 应复吹转炉冶炼45钢的生产需要。w/% 温度/CSiMnPS 12503.804.500.350.500.200.350.120.035表75 冶炼45钢采用的铁水采用双渣 留渣法 进行操作“软吹”， 过程枪位 与顶吹转 炉相比上 调，基本 与顶吹转 炉的脱磷 率相当 供氧 造渣底部 供气终点 控制前期 造渣7-2-2 复吹转炉冶炼45钢的工艺技术吹入气体 的降温效 应，以及 均匀温度 、成分的
