(煉鋼)培訓講座g

1、煉鋼培訓講座煉鋼培訓講座一、煉鋼車間三大主要生產(chǎn)工序1、電爐粗水冶煉2、鋼包爐精煉鋼水3、鑄錠成品澆注電爐o 電爐分為（普通）、（超）、（高）功率電弧爐，它利用高壓產(chǎn)生的電弧高溫將鋼鐵料融化成為液態(tài)鋼水。電爐的三大核心技術“水冷爐壁”、“造泡沫渣”、“偏心爐底出鋼”使得電爐成為代替平爐，現(xiàn)今主導鋼水冶煉的主要冶金設備之一。電爐的主要任務o A、熔化鋼鐵料 電爐鋼鐵料主要包括生鐵、海綿鐵、廢鋼（屑）三大類，根據(jù)一定量的配比組合進行布料。布料原則：分層裝料，下部致密，上部疏松，中間高，四周低，裝入爐內(nèi)后爐門口無大料。爐料中不允許摻有空心密閉容器的廢鋼，不得混入有色金屬和爆炸物。 Cu、As、Sn、

2、Sb屬于我們冶煉特殊鋼種的主要有害殘余元素，無法通過冶煉手段去除，只能控制鋼鐵原料的質(zhì)量。電爐的主要任務o B、脫P去S降C P、S屬于鋼中的有害元素，P殘存在鋼中容易導致鋼發(fā)生冷脆；S殘存在鋼中容易導致鋼發(fā)生熱脆，并且S會與Mn、Fe等元素結(jié)合生成硫化物夾雜。 脫P條件：低溫、高氧化性、大渣量、好流動性 去S條件：高溫、高堿度、還原性氣氛 降C程度是根據(jù)冶煉鋼種對C含量的要求而定。 由于電爐整個冶煉過程都處于高氧化性氣氛下，所以脫P與降C成為電爐最主要的任務之一，其他工序基本是無法辦到。電爐的主要任務o C、均勻鋼水成分與溫度 電爐通過氧槍吹氧，起到了助熔、造泡沫渣、脫P降C、攪拌均勻成分和

3、溫度等作用，可以說氧槍就是電爐的生命線?；瑒铀谂c電爐的關聯(lián)o 出鋼鋼包的準備出鋼鋼包的準備1、掌握好出鋼鋼包的準備時間節(jié)點 電爐送電的原則就是鋼包必須先到位，電爐冶煉一爐鋼所需時間大概是2.5小時左右，根據(jù)工藝要求，出鋼包在盛接鋼水前必須大火烘烤23小時（原因：保持鋼包干燥，減少鋼水熱損失），排除做包時間，所以出鋼包的準備必須在電爐送電之前完成。滑動水口與電爐的關聯(lián)o 出鋼鋼包的準備出鋼鋼包的準備2、控制好出鋼鋼包的準備質(zhì)量A、鋼包的清潔 無論是倒包鋼包或是精煉鋼包，作為出鋼鋼包時，其清潔度都不容忽視。倒包鋼包主要存在電爐氧化渣問題，氧化渣中P含量較高，而選用倒包出鋼的方式的產(chǎn)品基本都是重點

4、品種，對P要求嚴格，所以容易導致鋼包爐回P現(xiàn)象發(fā)生。而精煉鋼包清潔問題主要為殘渣與殘鋼，直接影響鋼水純凈度，并且很可能導致鋼種元素超標現(xiàn)象發(fā)生?；瑒铀谂c電爐的關聯(lián)o 出鋼鋼包的準備出鋼鋼包的準備2、控制好出鋼鋼包的準備質(zhì)量（操作連接）B、鋼包的安全 滑動水口漏鋼事故可以用“屢見不鮮” 來形容也不為過，根據(jù)統(tǒng)計：2010年鑄錠發(fā)生滑動水口漏鋼事故13起， 2011年鑄錠發(fā)生滑動水口漏鋼事故14起， 2012年鑄錠發(fā)生滑動水口漏鋼事故9起。只要發(fā)生漏鋼就不會是小事，直接造成巨大經(jīng)濟損失包括設備、滑動水口器件、鋼水等，與此同時帶來了產(chǎn)品質(zhì)量的重大隱患。鋼包爐o 鋼包爐全稱鋼包精煉爐，英文名稱叫l(wèi)a

5、dle refining furnace ?！熬弊謴臐h語解釋的第一個意義就是提煉出來的優(yōu)質(zhì)物品，所以從“精煉”這個詞就可知鋼包爐的意義與重要性。鋼包爐冶煉基本操作過程大致分為：調(diào)渣、合金化、真空三大步驟，當然三大操作也可能相互穿插進行。從冶煉鋼種要求真空情況劃分亦可分四種操作工藝：高真空（HV）、中真空（IV）、熔渣精煉（S）、真空吹氧脫碳（VOD）。從冶煉脫氧元素劃分可分為：真空碳脫氧（VCD）與硅脫氧操作。鋼包爐調(diào)渣o 欲煉好鋼，先調(diào)好渣 通常情況下，渣色是反映鋼液脫氧情況的體現(xiàn)（渣中氧化鐵的含量決定渣色）。而白渣正是調(diào)渣的目標（VOD鋼種除外）。何謂白渣，因渣在空氣中冷卻風化后呈白色粉

6、末而得名。白渣成分含量中CaO占5060；SiO2占1020；CaF2約占10；其余還有A12O3、 MgO 、Cr203等，其堿度CaO： SiO2 3.5。CaF2在其中起到調(diào)節(jié)渣液流動性的重要作用。 冶煉硅脫氧鋼，主要以碳粉與硅鈣粉為主要調(diào)渣原料； VCD鋼，主要以碳粉與鋁粉為主，硅鈣粉為輔。鋼包爐合金化o 要理解合金化，需先了解合金元素 一般鋼種所涉及的元素成分要求包括：C、Si、Mn、P、S、Cr、Ni、Mo、V、Cu、Al、Ti、B、Nb、H、O、N、W等。 P、S、 H、O是影響鋼質(zhì)量的有害元素，通常要求鋼液中含量要盡可能控制低。 各元素對鋼的影響（連接） 合金化的要點：1、必須

7、渣白后進行。2、鋼液溫度到位（一般大于1620 ）。3、調(diào)節(jié)好氬氣確保攪拌均勻。4、 Al、Ti、B、 N出鋼前調(diào)節(jié)，其余盡量在真空前調(diào)入成分內(nèi)控范圍。鋼包爐爐體真空o IV中真空，要求爐體真空度25004000Pa。o HV高真空，要求爐體真空度133Pa。o VOD真空吹氧脫碳，主要是針對冶煉不銹鋼而使用，主要是利用尾氣氧勢分析變化判斷爐內(nèi)C、O反應情況，對吹氧壓力、流量、槍位、真空度有具體嚴格的要求，見VOD操作規(guī)范（連接）。 爐體真空的三大參數(shù)：真空度、真空保持時間、氬氣流量。鋼包爐爐體真空o 真空操作對爐體真空的影響1、粘連真空蓋事故 在真空過程中，由于氣體分壓的變化，促使鋼液中的H

8、、O、N等元素溶解度降低，大氬氣流量、氣化反應，以及氣體元素逸出等因素導致鋼液劇烈翻騰，容易出現(xiàn)鋼、渣翻出鋼包粘連真空蓋的事故發(fā)生。 預防：爐上人員需隨時監(jiān)控鋼包內(nèi)鋼水翻騰情況，控制好排氣閥門。真空操作者需按照操作規(guī)程進行認真操作，聽從鋼包爐人員通知進行逐級進泵。鋼包爐爐體真空o 真空操作對爐體真空的影響2、真空不到位情況 由于真空操作階段，鋼液一直處于快速降溫的狀態(tài)，真空抽不到位導致真空時間拖得過長，容易致使鋼水溫降過大，從而影響鋼包爐正常操作。 注意事項：1、真空操作按照規(guī)程進行。2、注意檢查蒸汽壓力與溫度、水溫與壓力。3、檢查該系列所關聯(lián)的閥門關閉情況。4、鋼包爐密封情況與堵漏。 鋼包爐

9、出鋼 真空結(jié)束后，鋼包爐冶煉基本接近尾聲。針對某些鋼種，因需要加入的合金易氧化或難控制，只能在出鋼前進行微調(diào)與終脫氧，如核電加N喂Al，含B鋼加B，鑄件終脫氧加Ti等。此類鋼種終脫氧后必須及時出鋼，否則影響該類元素收得率而必須重新操作。 出鋼注意事項：1、出鋼時間的控制必須及時。2、出鋼前鋼水溫度宜從高溫降到出鋼溫度范圍，盡量避免急升溫而導致出鋼溫度不均勻。3、終脫氧后必須注意進行軟吹氬并保持規(guī)定時間。鑄錠o 鑄錠就是將鋼液通過容器鑄入錠模形成鋼錠的工序。其關鍵性不亞于鋼包爐冶煉。隨著產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，對鋼錠質(zhì)量要求也就更加嚴格，而對于鑄錠工序而言最主要的任務就是保障鋼錠純凈度避免外來夾

10、雜物的帶入與鋼液去氣。o 以下根據(jù)典型冶金缺陷的介紹與分析來對照自身工作，希望能夠結(jié)合自身改進操作，加強重視。 典型冶金缺陷的種類一、裂紋二、表面缺陷（結(jié)疤、重皮等）三、氣孔四、疏松與縮孔五、白點六、異金屬七、非金屬夾雜物一、裂紋o 裂紋的產(chǎn)生 裂紋是影響鋼錠質(zhì)量的常見缺陷之一，其產(chǎn)生的根本原因是由于鋼錠在凝固與冷卻過程中受鋼水靜壓力、熱應力、組織收縮應力的作用而存在內(nèi)應力（當然也包括后工序加熱不均勻、變形形狀問題等），以及當作用在鋼錠上的外力與內(nèi)應力共同作用超過了鋼本身的強度極限與塑性變形臨界值時，在鋼的最薄弱處就會產(chǎn)生裂紋。 1260536爐17Cr2Ni2Mo鋼錠開裂照片 1260317

11、爐CR-5A裂紋照片o 煉鋼導致裂紋產(chǎn)生的原因分析1）、冶金附具烘烤不均勻2）、低溫澆注3）、澆注斷流4）、不變形夾雜或大量夾渣5）、鋼錠中心疏松6）、鋼錠表面折皺7）、鋼錠受到激冷激熱o 煉鋼避免裂紋產(chǎn)生的措施 根據(jù)裂紋產(chǎn)生的原因分析，采取相應的整改措施與加強人為操作上的重視，便可避免煉鋼因素引起的裂紋產(chǎn)生。1）、規(guī)范冶金附具的烘烤2）、控制好出鋼溫度與澆注速度3）、加強對液壓系統(tǒng)、壓機系統(tǒng)、水口、芯桿（塞頭堵水口）等的檢查工作，加強行車操作（下注時鋼流跑出中注管的情況有發(fā)生）。4）、提高鋼錠純凈度（后面具體分析）5）、加強鋼錠凝固時的保溫效果。6）、提高鋼錠模、底盤的打磨質(zhì)量。7）、鋼錠避

12、免熱送淋雨。二、表面缺陷o 結(jié)疤：鋼錠表面，殼皮狀或瘤子狀的金屬所濺粘的稱為結(jié)疤，結(jié)疤多出現(xiàn)在鋼錠下部。o 重皮：在低倍試片的邊緣，呈現(xiàn)出一種不規(guī)則的暗色疏松時，其周圍聚集大量的氧化物夾雜（主要是氧化亞鐵）。o 表面夾雜：是指鑲嵌在鋼錠表面肉眼可見的夾雜物。o 表面氣孔：指暴露于鋼錠表面肉眼可見的細小孔洞，多見于鋼錠中下部，一般不深，可精整去除。o 表面缺陷的預防 對于鋼錠來說，表面缺陷并不是致命的，一般可以通過后工序加工予以去除，但不排除表面缺陷而引起裂紋的情況發(fā)生。對于連鑄鋼坯來說，表面缺陷對鋼坯的質(zhì)量影響相對大。 對于表面缺陷的預防，煉鋼要做到：1、附具、耐材的清潔干燥。2、鋼錠模、底盤

13、的打磨光潔與保持表面質(zhì)量的良好。三、氣孔o 氣孔產(chǎn)生的原因 氣孔是由于鋼水除氣脫氧不良或注鋼系統(tǒng)、耐火材料、原料潮濕等原因而造成鋼錠的缺陷。 一般分為反應性氣孔與析出性氣孔 液固相面氣泡析出示意圖 氣泡上浮條件氣泡上浮條件 氣泡脫離液面上浮取決于液、固、氣三者間的表面張力。 鋼內(nèi)部氣孔圖例o 氣孔的危害 氣孔是引起鋼錠內(nèi)部疏松的原因之一，出現(xiàn)氣孔的部位使鋼的機械性能大大降低，并且降低了鋼的氣密性、耐腐蝕性，由于氣孔部位易引起應力集中，容易導致裂紋產(chǎn)生。o 氣孔預防措施1、鋼包爐上冶煉要求脫氧良好，做好造渣與固渣操作。2、新鋼包、新中間包必須烘烤到位，才能使用。3、真空脫氣要求達到工藝規(guī)定值，并

14、且保持工藝要求的時間。4、真空澆注系統(tǒng)的鋼錠模、底盤、保溫帽、導流管、芯桿等必須烘烤到位，清潔無油污。5、下注澆注的流鋼系統(tǒng)耐火材料必須充分干燥。6、控制好澆鋼溫度與澆注速度，避免低溫澆注。四、疏松與縮孔o 縮孔產(chǎn)生的原因 縮孔是鋼錠在凝固收縮過程中體積收縮，由于液態(tài)鋼水補充不及時、不充分而在鋼錠帽口中心位置形成的缺陷。通常是由于帽口部位保溫效果不佳或帽口澆注速度過快而形成的收縮孔洞，可以通過操作而得以改善和避免。 o 疏松形成的原因 疏松是鋼凝固不致密的表現(xiàn)，是由于凝固時鋼液補充不足而殘留的局部縫隙，或鋼水中夾雜物、氣體造成的小孔隙。一般集中在鋼錠的軸心區(qū)域。由此，可見疏松可以通過提高鋼水純

15、凈度與降低氣體含量而得以改善，也可以通過熱壓力加工而使部分疏松得以密合。鋼內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)圖疏松區(qū)域疏松區(qū)域縮孔的形成過程縮孔的形成過程熱送鋼錠縮孔照片鋼錠縮孔切面照片o 疏松與縮孔的危害 大大降低了鋼的機械性能、氣密性、耐腐蝕性，并且在鍛造時易出現(xiàn)鍛造裂紋。o 疏松與縮孔的預防1、確保鋼水的純凈度，減少夾雜與氣體。2、注意帽口的澆注高度，避免澆冒現(xiàn)象，若出現(xiàn)澆冒現(xiàn)象應及時采取措施，如多加個加高圈在保溫帽上，多次補加稻殼等。3、加強帽口的保溫效果，按照工藝要求加入與補加稻殼，并蓋好蓋板。4、對于下注鋼錠必須在操作上做好上帽慢澆。五、白點o 白點產(chǎn)生的原因 白點是由于鋼中氫含量過多與內(nèi)應力共同作用造

16、成。含氫量較高的鋼，隨鋼錠溫度的降低，氫在鋼中溶解度減小，當冷速加快時，柱狀晶內(nèi)的氫來不及擴散至大氣中，聚積在鋼的顯微孔隙中并結(jié)合成分子態(tài)，更使其擴散困難，形成巨大的局部壓力，達到鋼的破斷強度以上，從而使鋼產(chǎn)生內(nèi)部斷裂，即形成白點。 o 白點特征 白點一般發(fā)生在CrMo鋼中，表現(xiàn)為細小彎曲的裂紋，它無方向性，放大觀察時裂紋內(nèi)無夾雜。為什么叫白點？因為氫脆引起的微裂紋從斷口面上看呈光滑的圓形或橢圓形銀白色斑點，而其橫截面為發(fā)絲狀裂紋。o 白點的危害 白點嚴重破壞鋼的機械性能，對鋼的塑性和韌性有較大影響，使鋼易發(fā)生脆斷。橫向低倍橫向低倍縱向斷口縱向斷口鋼中白點鋼中白點o 白點的預防措施1、加強原材

17、料、鋼包、附具、澆注系統(tǒng)的干燥。2、采用真空脫氣時，要確保真空度與真空保持時間。3、后工序采用等溫退火處理，擴散去氫。六、異金屬o 異金屬是指在鋼錠內(nèi)部存在與鋼錠材質(zhì)有較大差異的金屬物質(zhì)，通常在精加工階段曝露于加工面上，造成工件局部性能存在較大差異。o 異金屬的產(chǎn)生，那就是操作上的疏忽導致，是可以通過大家在工作中仔細把關，嚴格執(zhí)行工藝要求而杜絕的。本年度，已經(jīng)在軋輥上發(fā)現(xiàn)三起異金屬事故。1260624爐Cr3支承輥異金屬1240232爐60CrMnMo支承輥異金屬o 異金屬的預防1、嚴格執(zhí)行鋼包爐合金加入溫度1620 ，并且加完后進行送電化料。沒有特殊要求的鋼種，合金盡量在真空前加到位，真空后

18、禁止補加。2、真空內(nèi)蓋清理干凈，清除垂吊物。3、中間包內(nèi)、鋼錠模、保溫帽上殘鋼清理干凈。4、嚴禁往鋼錠帽口上扔吹氧管。5、散裝稻殼內(nèi)禁止裝金屬物件。6、補加完稻殼后需安裝要求蓋好蓋板。七、非金屬夾雜物o 非金屬夾雜物來源 鋼中的非金屬夾雜物產(chǎn)生于鋼的冶煉和凝固過程中，其來源主要有兩個方面：（1）內(nèi)生非金屬夾雜物（2）外來非金屬夾雜物內(nèi)生夾雜物內(nèi)生夾雜物外來夾雜物外來夾雜物鋼在冶煉過程中的脫氧反應產(chǎn)物鋼在冶煉過程中的脫氧反應產(chǎn)物未能及時上浮，殘留在鋼液中，未能及時上浮，殘留在鋼液中，直至鋼錠凝固。直至鋼錠凝固。由于包襯、澆注系統(tǒng)以及耐材、由于包襯、澆注系統(tǒng)以及耐材、爐渣等在冶煉、澆注等過程中進爐

19、渣等在冶煉、澆注等過程中進入鋼液并滯留其中而造成的入鋼液并滯留其中而造成的 。內(nèi)生夾雜物分布比較均勻，顆粒內(nèi)生夾雜物分布比較均勻，顆粒也較小，通常容易集中出現(xiàn)在鋼也較小，通常容易集中出現(xiàn)在鋼錠偏析帶與沉積錐附近，正確的錠偏析帶與沉積錐附近，正確的操作和合理的工藝措施可以減少操作和合理的工藝措施可以減少其數(shù)量和改變其成分、大小和分其數(shù)量和改變其成分、大小和分布情況。布情況。外來夾雜物一般特征是外形不規(guī)外來夾雜物一般特征是外形不規(guī)則，尺寸比較大，數(shù)量不多，分則，尺寸比較大，數(shù)量不多，分布集中，但分布位置也沒有規(guī)律。布集中，但分布位置也沒有規(guī)律。這類夾雜物通過正確的操作是可這類夾雜物通過正確的操作是

20、可以避免的。以避免的。非金屬夾雜物的分類非金屬夾雜物的分類按化學成分分按化學成分分非金屬夾雜物硫化物系氧化物系氮化物系FeS、MnSCaS、(Mn,Fe)S簡單氧化物簡單氧化物 TiN、ZrNVN、AlN復雜氧化物復雜氧化物硅酸鹽及硅酸鹽及硅酸鹽玻璃硅酸鹽玻璃FeO、Fe2O3SiO2、MnO、Al2O3Cr2O3、TiO2FeOFe2O3、FeO Al2O3MnO Al2O32FeO SiO22MnO SiO2MnO SiO23Al2O3 SiO2按夾雜物的成分特點可將夾雜物分為硫化物系、氧化物系和氮化物系三大類按夾雜物的成分特點可將夾雜物分為硫化物系、氧化物系和氮化物系三大類非金屬夾雜物的分類非金屬夾雜物的分類按變形能力分按變形能力分非金屬夾雜物脆性夾雜物塑性夾雜物Al2O3FeS、MnS2MnO.SiO2塑性夾雜物：在鋼熱變形加工時能和鋼基體一起變形，并沿加工方