aod操作工艺(5)

2020-05-05 15:12

7、主要模型表:

模型名称 炉步 予计算 简写 PAC PREC 目的和计算 优化平衡生产/步骤数据 计算加入料的时间和数量,修改SMP以便达到出钢的目标条件。 溶池高度 热模型 成分跟踪 中性加入 BATH THERM ANA NEUTR 溶池高度定义 热量平衡循环计算 循环计算溶池成分,渣子和气体成分 加入中性原料以增加金属的重量但不改变金属的成分。 加料 脱碳1期 脱碳2期 脱碳3 终脱碳 氮气模型 CHARG DEC1 DEC2 DEC3 FINDEC NITRO 加料改变溶池和渣子的温度和成分 达到目标的要求,包括碳和金属的氧化 脱碳计算 脱碳3计算 终脱碳计算 计算氩气和氮气吹炼的时间以达到钢中氮气的目标值和最小的氩气消耗 还原(硅铁或铝) 脱硫(单渣) TEDUC DESR 还原的气体、时间以便达到还原的目标 根据SMP预报最终的〔s〕含量(脱硫和还原平行进行) 脱硫(双渣) DES 计算流量和时间及加入的料,还原以后如果是双渣操作 34

模型名称 合金化 简写 ALLOY 目的和计算 计算氮气和氩气的混合比例,加料的数量以达到氮气的目标和钢液的成分 温度调整 出钢 复吹 TEMP TAPP REBL 计算加入冷却剂的数量以达到目标值 调整渣、钢液、温度 计算复吹的时间和复吹的模型 该模型基本包括了用予溶体冶炼的所有标准的操作条件。 五、产品质量的控制

高质量的不锈钢的生产是由冶炼、热轧、冷轧各工序系统控制才能实现。特别是只有各工序的内部都实现高质量的生产才能最终实现成品的高质量。这是生产高质量的产品的基本方法。在系统的生产工序中冶炼工序是第一道工序,这一道工序生产质量的好坏,决定着钢的质量的好坏,成为下道工序的热加工性和成品的表面质量,冷加工性和耐蚀性的基本的环节。其中主要控制的质量指标包括硫含量的控制、组织的控制和钢的清洁度的控制三大要素。 1、硫含量的控制

硫在不锈钢中是极其有害的元素。它不仅对成品的耐蚀性和冷加工性有极坏的影响,而且对钢坯的热加工塑性有着直接的并且是非常敏感的影响(国外一般控制到0.001%~0.003%)。对于316L来讲,钢中的硫含量0.012%与0.033%比较,在1100°C的断面收缩率从60%降到40%,即塑性降低了一半。硫对不锈钢的热塑性所以产生如此严重的影响,主要是由于硫(氮、氧)是表面活性元素。在高温下,特别是在1100°C附近它将以MnS的形式向晶界扩散析出,这种在晶界上的脆性夹杂明显影响不锈钢的热塑性。为了提高不锈钢的热塑性,除了在冶炼后期强化脱硫降低硫含量以外,为了提高连铸坯和热轧带钢的表面质量,普遍采取向钢中添加钙合金(3Kg/t)的措施,使钢中残留0.002~0.005%的钙含量,这部分的钙在钢中是以非常稳定的CaS存在,从而防止在高温下

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MnS向晶界的析出。硫对不锈钢的热塑性的影响,随着合金总含量的提高或基体热塑性的降低而不断明显的变化。为了生产本质塑性不良的高铬镍含量的耐热钢,含氮、钼的双相不锈钢等品种,为了适应连铸坯和热轧带钢的生产,还必须添加硼(0.2Kg/t),稀土元素(0.50Kg/t)以提高钢的热塑性。以上的控制措施对在高温下呈现双相组织的钢种是控制热塑性色的关键性环节。 另外,锡(Sn)、铅(Pb)、铋(Bi)、锑(Sb)、砷(As)、碲(Te)等有色金属,由于它们的熔点低,所以对不锈钢的冷热塑性都有影响,特别是锡、铅、锑元素在一般的轴瓦和青铜制品中含量极高,因此特别注意在不锈钢返回料中加以剔除和控制。冶炼含铜钢必须使用电解铜。这些元素的残留含量应按照铅当量〔Pbeq=%Pb+1.65Bi+0.53Te+0.026Sb+0.02Sn+0.013As〕小于0.0084%。同时应注意本厂返回料中的这些元素的积累。 2、组织的控制

不锈钢组织控制的重要性与硫的控制是相同的。组织的控制的好坏对钢的热塑性和冷加工性能有着重要的,甚至是决定性的影响。

不锈钢的组织对热塑性的影响,除了与组织控制相适应的连铸坯加热温度外,由钢的成分所决定的钢的组织对热塑性也有重要的影响。特别是在硫含量不能控制很低的条件下(<0.003%),应强化组织的控制。不锈钢的热塑性取决于组织的单一性。组织越纯塑性越好,当奥氏体相和铁素体相各为一半时,热塑性降到最低点。双相组织所以对钢的热塑性产生明显的影响,是由于钢在高温下热延伸变形的过程中要发生加工硬化,晶粒要被拉长,因此要发生动的再结晶,被拉长的晶粒一定要恢复成近似多边形的等轴晶,但是由于铁素体相的再结晶温度为650°C,而奥氏体相的再结晶温度在1000°C以上,由于热轧温度在950°C以上,因此只有铁素体相有内在的动力要恢复,而奥氏体相不动,这样在两相接触的晶界处被拉开而形成裂纹。另外,如果在基体中只有一个铁素体晶粒,那么所产生的裂纹眼睛是看不到的,但是如果是多个铁素体成串状分布,那么所形成的裂纹就是可见的了。所以铁素体相量越多,铁素体越容易形成串状而产生更多明显的裂纹,热塑性也就越坏。同样,热轧压缩比越大,各层面的铁素体在轧件减薄的过程中铁素体也容易变成串状,因此也就越容易产生宏

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观裂纹。

总之,对于304钢种来讲,控制的主要措施尽量降低硫含量和添加SiCa合金外,控制钢中的碳含量<0.05%,氮含量<0.02%,镍含量约在8.5%以上。要求更高深冲比的容器应使用2~3%的铜含量。

对于双相不锈钢来讲,在冶炼上必须把铁素体形成元素Cr、Si控制在上限,同时向钢中添加SiCa和稀土合金,抑制钢中硫含量的有害性。 3、钢水的清洁度的控制

钢中的夹杂物以SiO2、Al2O3、CaO为主,钢中夹杂物的含量特别是尺寸大于0.05mmm的大型夹杂物不仅会影响到连铸坯、热轧和冷轧带钢的表面质量,而且也是造成冷轧带钢深冲裂纹和扒丝断线的重要原因。因此钢中的夹杂物是十分有害的。为了减少钢中的夹杂物的含量,在冶炼工序应控制好两个环节,一是提高冶炼钢水的纯净

度,降低钢水中的氧含量;二是搞好连铸钢水的无氧化浇铸,防止钢水的二次氧化,提高钢水的清洁度,降低夹杂物的含量。 3.1提高钢水的纯净度

钢水的纯净度指标是钢中的含氧量,氧含量越低表示钢的纯净度越高。一般AOD炉冶炼钢水的氧含量为50~80PPm。为了使成品钢水达到这种氧含量水平,必须搞好三个环节冶炼工艺的合理化。

3.1.1搞好脱碳工艺的合理化。脱碳工艺是否合理化,有两个直接的判断指标。1)终点温度应≤1710~1730°C;2)终点铬的氧化率,AOD≤2.0%。这样,终点的含氧量AOD为500~700PPm。如果实际高于这两个指标,必须对脱碳工艺按照工艺原理进行改进。因为钢水温度或铬的氧化率越高,还原工艺越困难,成品的氧含量就难以达到低水平。

3.1.2控制合理的终点温度。脱碳终点的钢水温度,要比出钢的温度高,因为出钢后还有一个精炼的过程,温度要降低。根据出钢后对钢水温度的要求和精炼期的温降值所确定的终点温度,AOD≤1730°C,过高的终点温度一方面严重降低炉衬寿命,另一方面温度越高钢中溶解的氧含量越高,还原越困难,还原

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后钢中溶解的氧含量(未形成夹杂物上浮)也越高,因此成品的氧含量水平也难以达到低水平。

3.1.3合理的还原工艺。冶炼钢水脱碳后,为了还原进入钢渣的Cr2O3 并降低钢中溶解的氧含量,冶炼进入还原期。为了搞好钢水的还原,必须控制好三个环节。1)造好还原渣,钢渣的还原性取决于钢渣的碱度,碱度控制≥2.0,可以使钢渣中的Cr2O3降到最低点≤0.5%。从而可以使AOD的回收率达到98.5%,控制碱度主要向钢中添加石灰,其中包括≥10%的萤石,以提高CaO的熔化率,充分发挥造渣剂的作用。2)在造碱性渣的同时,要向钢中添加Fe-Si和铝,对钢水进行脱氧。脱氧程度与脱氧剂的种类和其在钢中的含量有关。一般AOD采用Fe-Si脱氧,由于AOD侧吹氩或氮的强搅拌作用,它比电炉更易脱氧,因此当钢中的硅含量达到0.5%左右时,钢中的氧含量就可以达到≤80PPm,如果随后在添加铝脱氧(1Kg/t),则可使氧含量达到30PPm左右。3)控制一定的还原时间。在造渣和添加脱氧剂后,为了进行充分的脱氧,对于AOD炉必须吹炼6分钟以上,才能将脱氧产物SiO2、Al2O3夹杂物上浮进入钢渣,这时钢中溶解的氧和总氧量(含SiO2、Al2O3的氧量)相等,意味着SiO2、Al2O3基本全部上浮。

3.2控制连铸的钢水清洁度

深刻认识钢中的氧含量与钢中的夹杂物的含量的关系,对于搞好钢水精炼和提高铸坯的表面质量具有重要的意义。取样分析的钢中氧含量,它包括了钢中溶解的氧量和没有被排除的夹杂物中含有氧量的总和。因此钢水精炼后在约1600°C温度的条件下,钢中的氧含量应是全部固溶的氧量,夹杂物已基本排除,基本没有夹杂物的氧量。这就达到了与精炼法相对应的钢中的氧含量或最高的钢水纯净度。在此种条件下钢冷却到室温后所分析的氧含量基本上是夹杂物的相对含量。二次精炼工艺所以能够冶炼低氧含量的钢水,就是由于它们利用底吹氩而使脱氧产物即氧化夹杂物全部上浮。检测钢水纯净度的方法,可以对钢中酸溶铝(固溶铝)和全铝(固溶铝和Al2O3)的铝的总合)之差进行判断。如果其差值仅在约10PPm左右,则表明钢中的夹杂物在钢水阶段已经得到充分地排除。

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