鋼中殘余元素的影響及其控制研究.pdf

1、鋼中Cu、As、Sn等殘余元素由于其氧化勢小于鐵，在煉鋼過程中難以去除而完全進(jìn)入鋼液，因此在鋼鐵生產(chǎn)過程中會(huì)通過在鋼液凝固過程中的凝固偏析、在晶界的偏聚以及在鋼基體與氧化層之間析出富集三種不同的作用機(jī)制對鋼的質(zhì)量以及性能帶來較多的影響與危害。
　　 國內(nèi)某鋼廠由于沒有自給礦山，礦石來源點(diǎn)多而雜，造成鐵水中Cu、As、Sn、Sb等殘余元素增加，目前已對CSP熱、冷軋板卷的表面質(zhì)量和力學(xué)性能產(chǎn)生了較嚴(yán)重的不利影響，如冷軋酸洗板表面出

2、現(xiàn)很多殘余元素富集的黑點(diǎn)，以及熱軋板卷邊部缺陷包括邊部裂紋、邊部爛邊以及邊部縱裂紋的產(chǎn)生等。本文基于該廠實(shí)際生產(chǎn)，對其鋼鐵生產(chǎn)過程中殘余元素的相關(guān)問題進(jìn)行系統(tǒng)研究，并開展有關(guān)鋼中殘余元素的降低與控制的基礎(chǔ)研究。
　　 通過對該廠08Al薄板連鑄坯中殘余元素的問題進(jìn)行研究，結(jié)果表明：連鑄坯中殘余元素Cu、As、Sn并不存在十分明顯的宏觀偏析；但鑄坯兩側(cè)邊緣附近殘余元素的偏析程度要相對大一些。在中心線處殘余元素As、Sn的中心偏析要

3、比Cu更為明顯，這與理論上的計(jì)算結(jié)果較為一致。同時(shí)，連鑄坯鋼基體與氧化層之間的界面存在著較明顯的殘余元素Cu、As、Sn、Sb的富集相。
　　 通過采用CaC2-CaF2渣系對該廠含砷較低鐵水進(jìn)行脫砷、錫實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明：在本實(shí)驗(yàn)條件下，CaC2-CaF2渣系對鐵水可以同時(shí)脫硫脫砷，但不能脫錫與磷，且CaC2脫砷為固液反應(yīng)，其限制性環(huán)節(jié)為砷通過鐵水一側(cè)的邊界層向CaC2顆粒表面的擴(kuò)散。較高的鐵水溫度和良好的熔池?cái)嚢栌欣讷@得更

4、好的脫砷效果，而鐵水中的硫會(huì)對CaC2脫砷產(chǎn)生較大的不利影響。同時(shí)感應(yīng)爐實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，鐵水中砷含量隨反應(yīng)時(shí)間的增加呈現(xiàn)一直降低的趨勢，當(dāng)采用60％CaC2+40％CaF2進(jìn)行脫砷處理，反應(yīng)時(shí)間在15～20min時(shí)，砷含量最低可降至0.019％，即最大脫砷率為34.5％。
　　 通過鋼中稀土鑭、釔對殘余元素凈化作用的實(shí)驗(yàn)研究，熱力學(xué)分析結(jié)果表明在一般熔煉溫度下，稀土鑭、鈰、釔與殘余元素砷、錫、銻很有可能產(chǎn)生反應(yīng)，但在本實(shí)驗(yàn)條件下，

5、鋼中稀土鑭、釔僅與殘余元素反應(yīng)在熔煉溫度下沒有發(fā)生，而出現(xiàn)的少量含殘余元素的稀土復(fù)合夾雜物可能是凝固過程中元素偏析的產(chǎn)物。
　　 通過不同稀土含量對鋼質(zhì)量與性能的影響研究，結(jié)果表明：在本實(shí)驗(yàn)條件下，與加入0.02％鑭相比，加入0.0078％釔對鋼有利于抑制奧氏體晶粒長大、提高屈服強(qiáng)度以及改善塑性，但容易導(dǎo)致其屈強(qiáng)比升高，而對于提高鋼的抗拉強(qiáng)度影響不明顯。同時(shí)，兩者對利于鋼的橫向沖擊韌性的改善和提高作用相當(dāng)。此外，在本實(shí)驗(yàn)條件下，