体中的含铬量越低,钢的电极电位就越低,故钢的耐蚀性也越低,因而不锈钢一般要求较低的含碳量。但是,不锈钢的强度和硬度则随不锈钢的含碳量的增加而提高,因此,用以制造要求高硬度和高耐磨性的滚动轴承、刃具、弹簧等不锈钢,其含碳量较高,但需相应提高其含铬量(如9Cr18)
钛和铌与碳亲和力比铬大,在不锈钢中能够优先形成碳化物,使铬能基本溶于固溶体中,从而避免晶界贫铬,减轻晶间腐蚀倾向。 铝和硅能在钢的表面形成一层致密的氧化膜,提高钢的耐蚀性。
在不锈钢常用的合金元素中,铬、钼、硅、铝、钛、铌等是铁素体形成元素,而碳、镍、锰、氮是奥氏体元素。 3.2马氏体不锈钢
不锈钢在加热到870~1200°C后(钢的组织为奥氏体),在空冷的条件下,钢的组织转变为铁素体,但是这种铁素体中的碳并没有随温度的降低而析出,而是碳在铁素体中的过饱和体,所以被称为马氏体。代表钢号为0~4Cr13(410、420、420J2)和Cr17Ni2。 3.3铁素体不锈钢
铁素体不锈钢是指从高温冷却到室温后钢的组织为铁素体的不锈钢。这类钢为了获得室温下的铁素体组织,传统的碳含量要求一般在0.08~0.12%。代表的典型钢种为405、409、430、434等。 3.4奥氏体不锈钢
奥氏体不锈钢从高温到室温的钢的组织基本是奥氏体,但是由于钢号的不同含有的铁素体的含量也不同。典型的代表钢号为304、316等。 3.5双相不锈钢
双相不锈钢在高温下基本为铁素体的组织,冷却到室温转变为30~50%的铁素体+奥氏体组织。故称为双相不锈钢。典型的代表钢号为0Cr26Ni5Mo2等。 3.6沉淀硬化不锈钢
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是一类沉淀硬化元素(Cu、Al、Ti、Nb)的铁铬镍合金,可以通过热处理强化,此类钢具有高强度、足够的韧性及适宜的耐蚀性,主要用于航天和一些高技术产业。典型的代表钢号为0Cr17Ni4Cu4Nb。 4、AOD基本工艺
传统AOD入炉钢水的碳含量为1.5~2.0%,电炉粗钢水用钢包倒入AOD炉后,首先进入脱碳期进行脱碳,一般分为4~5期脱碳,一期将碳降到0.3%,二期将碳降到0.15%,三期将碳降到0.05%,四期用钢中的氧脱碳。脱碳达到目标值后,进入还原阶段,还原渣子中的铬等金属,并对钢水脱氧。然后进行成分的调整和出钢。
本次炼钢项目的AOD炉,脱碳是在AOD内通过顶枪吹氧和侧枪吹氧配合完成的。为确保要求的过程温度,设计废钢料槽用于将较大的冷却用废钢和镍板加入AOD炉(示意图如下)。
镍铁、镍、石灰/轻烧白云石、废钢都可以作为转炉的冷却剂。对于奥氏体钢种来讲,予溶包内的镍的成分是根据转炉要求的冷却剂、工艺路线、以及可以使用的冷却剂种类等因素调整。
AOD转炉常规使用白云石砖砌筑,钢包同样可以使用白云石砖砌筑或在渣线使用镁碳砖。
O2/N2
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O2/N2/Ar2
AOD示意图(图2)
二、炼钢用原料
炼钢用原材料一般分为主原料、辅原料和各种铁合金。 1、主原料
AOD使用主原料为电炉予溶液。 1.1 予溶液
予溶液一般占AOD装入量的80%~90%。予溶液的物理热与化学热是AOD炼钢的基本热源。因此对入炉温度和化学成分有一定的要求。 1.1.1予溶液温度
予溶液温度的高低是带入转炉物理热多少的标志,予溶液物理热约占AOD热收入的50%。因此予溶液的温度不能过低,,否则热量不足,影响溶池的温升速度和元素氧化过程,也影响化渣和去除杂质,还容易导致喷溅。一般予溶液温度应大于1530℃~1550℃。 1.1.2予溶液化学成分
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1.1.2.1予溶液中的Si
Si是炼钢过程的重要发热元素之一,Si含量高,热来源增多,但过高的Si含量会给冶炼带来不良后果,主要有以下几个方面:
(1) 增加渣料消耗,渣量大。Si增加0.1%,吨铁石灰消耗量需要多加6Kg
左右的石灰。过大的渣量容易引起喷溅,随喷溅带走热量,并加大金属损失。
(2) 加剧对炉衬的冲蚀。为保证一个合理经济的炉令,硅含量必须满足AOD
的要求。 1.1.2.2予溶液中的P
P是强发热元素,在冶炼过程中去除的有害元素,成品P含量越低越好。但是在AOD冶炼过程,P的含量呈增加的趋势。所以电炉予溶液的P含量尽可能的低,当然电炉的P含量主要的决定因素为前步工序。下图表示了304钢种予溶液中的P含量和成品中P含量的关系。
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1.1.2.3予溶液的渣量
予溶液渣中SiO2含量较高,如果进入AOD的带渣量多,会导致石灰消耗量增加,渣量增大,喷溅加剧,损坏炉衬,降低金属收得率,损失热量等。一般要求AOD入炉前100%的扒渣。 1.2废钢及镍板
废钢和镍板是AOD冶炼过程中,为确保过程温度控制,采用的主要冷却剂,通常占装入量的5%左右。废钢和镍板都可以通过炉口或高位料仓加入。废钢的外形尺寸、质量和数量对炼钢的正常操作、产品质量、产量、甚至炉衬寿命都有很重要影响。为此对废钢提出以下要求:
(1) 不同性质的废钢应分类存放,以免混杂,造成稀有元素的浪费和出废品。 (2) 废钢入炉前应仔细检查,严禁封闭的中空器皿、爆炸物和毒物混入炉内。 (3) 入炉废钢必须干净,清洁无油污,不能混入泥沙、耐火材料和陶瓷等杂
物,更不能混入Zn、Pb、Sn等有色金属。 (4) 废钢应有合适的外形尺寸和单重。 2.辅原料
AOD使用的辅原料主要是造渣剂。
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