導(dǎo)語(yǔ)：高品質(zhì)特殊鋼關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)分析一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：2000年以后，國(guó)際上特殊鋼的發(fā)展趨勢(shì)主要是以軸承鋼為主，同時(shí)粗略分析了國(guó)內(nèi)外特殊鋼存在的差距。主要探究近年來(lái)國(guó)內(nèi)的高品質(zhì)特殊鋼的生產(chǎn)技術(shù)，如對(duì)轉(zhuǎn)爐低氧鋼的冶煉、低還原勢(shì)爐外的精煉、大型夾雜物的控制、超低鈦鋼的冶煉及連鑄坯質(zhì)量控制等關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)的探究和其所產(chǎn)生的效益。

關(guān)鍵詞：特殊鋼；生產(chǎn)技術(shù)；冶煉；精煉

特殊鋼主要是指那些具有特殊的化學(xué)成分的、在生產(chǎn)過(guò)程中采用特殊的工藝手段進(jìn)行加工的鋼材料，這類剛材料具備著特殊的組織和性能，能夠同時(shí)滿足多種需要。特殊鋼在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)的地位是極為重要的，國(guó)民經(jīng)濟(jì)包括的各個(gè)重要部門的發(fā)展都離不開(kāi)特殊鋼，特殊鋼的質(zhì)量和品質(zhì)都能夠直接反映一個(gè)國(guó)家的最基本工業(yè)化和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平，這也是工業(yè)直接發(fā)展的重要標(biāo)志之一，經(jīng)濟(jì)以及知識(shí)和高科技的猛烈進(jìn)步逐漸對(duì)特殊鋼提出了極高的要求，要保證環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的要求，特殊鋼的性能也需要研究并提上征程，通過(guò)對(duì)特殊鋼的內(nèi)外因素的分析探討對(duì)其進(jìn)行最基本的測(cè)試。我國(guó)的特殊鋼發(fā)展主要依靠國(guó)內(nèi)技術(shù)的分析研究以及探索，但是也要根據(jù)國(guó)外的冶煉技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，不僅僅是迎合發(fā)展，也是進(jìn)行自主創(chuàng)新，進(jìn)行自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)進(jìn)行特殊鋼的生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展，為我國(guó)特殊鋼的發(fā)展提供國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

1國(guó)內(nèi)特殊鋼存在的差距

自21世紀(jì)以來(lái)，國(guó)際特殊鋼的發(fā)展趨勢(shì)就有了一定程度的改變，一方面是提高鋼的潔凈度，另一方面是降低鋼的含氧比，在這兩方面的基礎(chǔ)上再進(jìn)一步減少大型雜質(zhì)的量[1]。而隨著技術(shù)的進(jìn)步，國(guó)內(nèi)特殊鋼的質(zhì)量在近幾年內(nèi)有顯著的提高，主要是鋼材的潔凈度和鋼廠對(duì)氧、硫的量的控制這兩方面達(dá)到了領(lǐng)先世界的水平。但有待改進(jìn)的地方是國(guó)內(nèi)對(duì)于大型雜質(zhì)的控制還不夠，與國(guó)際先進(jìn)水平還存在較大的差距。

2高品質(zhì)特殊鋼關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)

第一，轉(zhuǎn)爐高碳脫磷低氧鋼的冶煉技術(shù)，傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)最大的缺點(diǎn)是難以達(dá)到高碳脫磷的生產(chǎn)目標(biāo)，而且會(huì)造成鋼渣過(guò)氧化的后果。因此，如果要生產(chǎn)高品質(zhì)特殊鋼，降低轉(zhuǎn)爐鋼水含氧量、減少夾雜質(zhì)就是重中之重。轉(zhuǎn)爐高碳脫磷低氧鋼冶煉這項(xiàng)新技術(shù)的產(chǎn)生較好地解決了這些問(wèn)題。其主要特點(diǎn)有：讓硅錳氧化期時(shí)間延長(zhǎng)了一倍，從而一定程度上減少了前期的供氧量；增加底吹和攪拌的強(qiáng)度，從而促進(jìn)反應(yīng)平衡；保證平衡終點(diǎn)碳樣的含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)不低于0.2%；在適宜范圍內(nèi)改變鋼渣含磷比以達(dá)到優(yōu)化鋼渣成分的目的。從近些年我國(guó)的轉(zhuǎn)爐脫磷冶煉工藝與傳統(tǒng)工藝的脫磷效果作對(duì)比，提高了將近2%的脫磷率，說(shuō)明新工藝的效果比傳統(tǒng)工藝好，用此工藝生產(chǎn)每噸合金節(jié)約了成本近一半，從而產(chǎn)生了更高的經(jīng)濟(jì)效益。第二，降低還原勢(shì)的爐外精煉工藝，傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式是利用渣鋼反應(yīng)強(qiáng)化鋼水鋁脫氧，雖然取得了不錯(cuò)的效果，但也出現(xiàn)讓大型夾雜質(zhì)對(duì)鋼材的危害加重等情況。針對(duì)這些不利后果，主要從這些方面優(yōu)化了爐外精煉工藝：降低爐渣堿度及Al2O3的含量，達(dá)到降低爐渣還原勢(shì)的目的；降低精煉時(shí)鋼水中的鋁含量，從而降低鋼水還原勢(shì)；提供真空精煉條件，從而減少大型夾雜物的產(chǎn)生量。通過(guò)一些數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，新工藝的RH脫氧效率比傳統(tǒng)工藝的28%提高了近2.3倍，大型夾雜物的量也有明顯減少，因此優(yōu)化后的精煉技術(shù)確實(shí)對(duì)生產(chǎn)高品質(zhì)特殊鋼做出了貢獻(xiàn)。第三，大型夾雜物來(lái)源與控制，在工業(yè)生產(chǎn)中，想要有效地減少雜質(zhì)，就需要了解大型夾雜物的類型和源頭，以達(dá)到控制雜質(zhì)量的目的。通過(guò)查閱相關(guān)資料；在日本神戶鋼廠的資料中發(fā)現(xiàn)鋼中含CaO系大型夾雜物有70%來(lái)自鋼渣，國(guó)內(nèi)一些試驗(yàn)也證明BaO夾雜物在精煉過(guò)程中不斷增多，RH后才有所減少；鋼中大型夾雜物主要分為A類、B類粗系和Ds類，其中B類粗系約占82%，是主要的大型夾雜物[2]。我國(guó)目前在控制大型夾雜物方面的技術(shù)沒(méi)有達(dá)到想要的效果，在精煉過(guò)程中的問(wèn)題主要是一直沒(méi)有找到消除10μm以上雜質(zhì)的有效方法。但還是存在一套完整的控制大型夾雜物的措施：通過(guò)優(yōu)化攪拌技術(shù)來(lái)促使夾雜物聚合，同時(shí)避免卷渣的大量產(chǎn)生；通過(guò)降低精煉工藝中鋼渣的還原勢(shì)來(lái)抑制內(nèi)生雜質(zhì)；通過(guò)加強(qiáng)保護(hù)鋼水，避免其二次氧化，以此來(lái)減少澆注時(shí)產(chǎn)生大量夾雜物；通過(guò)采用無(wú)渣澆注工藝來(lái)防止?jié)沧r(shí)再次卷渣。第四，超低鈦鋼冶煉，我國(guó)規(guī)定超純凈軸承鋼的總氧不超過(guò)0.0005%，通過(guò)長(zhǎng)期總結(jié)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)得出，鋼的總氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)越低，鈦夾雜物就有越大的危害。而且鈦對(duì)大型夾雜物形態(tài)的影響很大，主要在凝固時(shí)析出Ti（C，N），然后吸附于內(nèi)生夾雜物或卷渣表面，從而產(chǎn)生大尺寸的Ds類雜質(zhì)。鈦在生產(chǎn)中的主要源頭來(lái)自轉(zhuǎn)爐冶煉、爐渣等所殘留的鈦。國(guó)內(nèi)高品質(zhì)特殊鋼生產(chǎn)中的LF工藝分為前期扒渣和不扒渣兩種。在精煉過(guò)程中，鋼中w（[Ti]）升高，渣中w（（TiO2））降低，RH精煉后渣鋼間的鈦平衡分配比最終決定了鋼中w（[Ti]）。超低鈦鋼冶煉主要從兩方面控制鈦：轉(zhuǎn)爐脫鈦，采用鈦平衡分配比升高的方式來(lái)使殘鈦百分比不超過(guò)0.0005%；精煉增鈦，在此過(guò)程中讓鈦平衡分配比降低；控制RH終點(diǎn)鋼中鈦，使其質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過(guò)0.0010%。第五，連鑄坯質(zhì)量控制，特殊鋼主要指高碳鋼，而高碳鋼中的軸承鋼因?yàn)樘荚氐馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)高的原因，經(jīng)常容易出現(xiàn)成分偏析、中心縮孔嚴(yán)重等不良情況，極大地影響了鋼材的性能。在國(guó)際上得到廣泛運(yùn)用的凝固末端下壓技術(shù)，很好地解決了高碳鋼出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，因此獲得了不錯(cuò)的冶煉效果。如日本川崎水島廠應(yīng)用了類似的下壓技術(shù)，使高碳鋼的中心碳偏析指數(shù)C/C0下降至0.9，而且使伸長(zhǎng)率提高了25%，大幅度降低了斷絲率。國(guó)內(nèi)D廠運(yùn)用此技術(shù)也取得了不錯(cuò)的效果，明顯改善了凸輥壓下軸承鋼的中心質(zhì)量，大幅度降低了中心疏松的情況出現(xiàn)。

綜上所述，本世紀(jì)國(guó)際高品質(zhì)特殊鋼的發(fā)展趨勢(shì)有了一定變化，主要是降低了總氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)，再控制大型夾雜物尺寸及硫化物的量，極大地延長(zhǎng)了鋼材的壽命。在我國(guó)特殊鋼生產(chǎn)技術(shù)的不斷進(jìn)步下，鋼材潔凈度已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平，不過(guò)在控制大型夾雜物方面還有很大的改善空間，主要是無(wú)法完全處理掉B類粗系及Ds類的夾雜物，而且最大夾雜物的尺寸遠(yuǎn)超國(guó)際先進(jìn)水平所制定的標(biāo)準(zhǔn)大小。最后由于我國(guó)生產(chǎn)的高品質(zhì)特殊鋼主要為高碳鋼，從而產(chǎn)生的一系列問(wèn)題，但都有了對(duì)應(yīng)的解決措施：通過(guò)降低爐外精煉渣鋼的還原勢(shì)，從而防止產(chǎn)生大量夾雜物；運(yùn)用各種措施來(lái)使卷渣極大可能減少；再使用凸輥下壓工藝來(lái)讓內(nèi)部質(zhì)量提高。這些種種工藝都一定程度上讓特殊鋼的品質(zhì)得到提升，還極大地從各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)降低了生產(chǎn)成本，增加了經(jīng)濟(jì)效益，因此值得廣泛推廣。

參考文獻(xiàn)

[1]劉瀏.高品質(zhì)特殊鋼關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)[J].鋼鐵，2018，53（4）：1-7.

[2]劉瀏.特殊鋼發(fā)展新趨勢(shì)與工藝創(chuàng)新[J].煉鋼，2017，33（4）：1-11.

作者:孟玲龍 單位:赤峰工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院