国内外硼钢冶炼工艺特点及其发展方向
发布时间:2014-06-13 05:54
作者:互联网
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从目前的研究分析来看,冶炼
硼钢需要在炉外精炼和连铸过程中加以
控制。精炼中要做到有效地脱氧定氮,防止生成
硼的氧化物和
氮化物,以提高硼的收得率;连铸中为了防止硼的
偏析和低
熔点Fe-B相导致的铸坯
缺陷,关键是要控制好
钢水的凝固
冷却。从目前国内外的研究现状来看,国外更注
重钢水凝固过程的控制,认为硼的偏析
和钢水重熔是导致铸坯缺陷的重要原因,而国内则侧重于精炼中对氧和氮含量的控制。 国外冶炼含硼钢的关键技术。为了提高硼的收得率,在加入硼前应先加入与氧、氮结合力更强的
铝、
钛、
锆等元素,即先加铝脱氧,再加钛等定氮。有研究指出,用钛定氮保护硼形成的TiN也很容易使钢的
韧性、
疲劳性能甚至
机械加工性能变差,而且TiN很稳定,一旦形成就几乎不再变化,难以起到进一步平衡、稳定酸溶硼含量的作用。为此,国外钢厂研究了只用铝不用钛的冶炼硼钢的方法,也有钢厂将含有硼和铝、钛、锆、
锰、
硅等多种元素的复合硼
铁合金一次性加入,实际应用效果较好。
日本住友
金属公司在
生产w(B)≥0.1%的
不锈钢时,为了防止铸坯表面产生纵向
裂纹,关键技术是控制中间包内钢水
过热度在30℃以下,使钢水在较低温度下浇铸,更有利于加速钢水的凝固。
新日铁冶炼
低碳含硼易切削钢的措施是控制进入LF精炼前钢水中
溶解氧质量分数≤0.02%,或者控制钢水中
夹杂物w(MnO)≤30%,因为生成的
非金属夹杂物MnO和B2O3在连铸时会黏附在滑板上而造成
腐蚀。为了使铸坯表面和皮下的
奥氏体颗粒边界不会出现晶粒
内裂纹,新日
铁控制连铸结晶器末端凝固壳厚度在7mm~10mm,二冷区冷却速度控制在100℃/s,直至铸坯表面角部以下0.5mm~2mm深度的温度达到1000℃,此时能够减少MnS和BN沿着奥氏体颗粒边界的大量沉积,防止铸坯在
弯曲和
矫直位置产生表面裂纹。
浦项制铁研究了连铸二次冷却和氮含量对含硼钢
热延展性的影响后发现,在快速冷却和重新加热到应变温度时会使钢的热延展性变差,认为此时会形成大量的BN固体而沉积。而且氮含量高时,沉积的BN会随机分布在优先生成的奥氏体内,特别是在奥氏体颗粒边界。因此,在
板坯凝固后的二冷段,当温度在1000℃以下时,为避免过快冷却,在连铸、轧制的过冷和再加热的幅度不能过大。 我国冶炼硼钢的
工艺特点。我国
钢铁工业对冶炼硼钢的研究取得了较大的进展。
宝钢采用电炉配连铸设备生产的
40CrB高
淬透性钢管化学成分稳定、夹杂物数量少,
管坯生产的钢管尺寸精度高、表面质量好。
武钢生产的
冷镦用
铌、
钒复合微
合金化低
碳硼钢,控制钢中微
合金元素,在强化钢种的同时,
保证低碳硼钢的综合性能。
首钢在冶炼含硼
低碳钢时,针对钢中成分对硼收得率的影响展开了研究,发现如果不采用铝对钢水脱氧,硼的收得率就会受硅含量影响,因为钢中氧
活度主要由硅含量控制。当硅含量增加时,通过其降低氧活度的作用会使硼的收得率提高。
莱钢生产含硼钢在钢水加硼前,经过脱氧去气后,硼
回收率稳定在90%以上,实现生产同一含硼钢种,炉与炉之间钢水成分w(B)偏差小于0.0002%。在硼钢生产中,工艺和硼含量控制不好会带来诸多问题。例如淬透性不好,导致
强度、
硬度出现波动等。虽然可以在炼钢中
调整钛的添加量来
改善这些问题,但值得注意的是,一般合
金元素提高淬透性的效果随其在钢中含量增加而提高,而硼元素却有一个最佳含量。硼含量较多时,硼相沿
晶界片状连续
沉淀,会减弱硼钢的冲击韧性。一般认为0.0005%~0.0020%的酸溶硼质量分数最佳,精炼中可提高硼的收得率,并且硼的加入量较为稳定。由此可见,今后硼钢冶炼技术的研究方向是保证稳定地以最小
范围的硼的添加量来获得所需含量的酸溶硼,并且均匀地分布在钢中。在连铸中作好冷却过程的控制,对钢水开始凝固的
阶段和温度下降到1000℃以下时的冷却制度可以进行深入研究。未来也可在高级别
管线钢等高
附加值钢中研究硼的应用。(来源:炼钢)
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。