纯净钢生产新技术

xgxm

纯净钢生产主要目的是要提高钢的纯净度并控制钢中非金属夹杂物的数量和形态。不同钢种对纯净度的要求和对夹杂物的敏感性不同。例如，氧化铝簇夹杂物可导致汽车和电气产品用薄钢板表面缺陷，也能引起DI罐用薄钢板裂纹，还可造成轮胎子午线等线材断线，以及使轴承钢等棒钢的疲劳性能恶化；对模具钢，提高纯净度已成为提高模具性能和寿命的重要手段。
! B. k" }6 P* z, k; K4 c2 ]# s纯净钢生产是通过各种设备和工艺手段不断净化、提纯优化的过程。目前在大规模生产纯净钢的生产流程上采用了许多先进技术，包括铁水预处理、转炉炼钢、挡渣出钢、炉外精炼和连铸等工艺环节。
$ {9 I. M) ]) t. n$ R% {铁水预处理：
目前，基于铁水预处理的纯净钢冶炼工艺有两种：一种是铁水深脱硫处理+转炉脱磷、脱碳+钢水炉外喷粉脱磷、脱硫；另一种是铁水三脱预处理+复吹转炉少渣炼钢+钢水炉外喷粉脱硫。两种工艺均能生产［P］<100ppm、［S］<50ppm的纯净钢，但后者经济效益显著高于前者。
转炉生产：
6 w: |! W8 H7 H炼钢工序对产品质量起着决定性作用，采用转炉顶底复合吹炼技术可显著地降低钢水中的碳、磷含量。其中“双联法”是利用转炉脱碳渣脱除另一座转炉的磷，该技术生产1t铁水的钢铁料消耗比传统方法减少25kg，石灰消耗减少40%。
, C9 L, w5 Q" a3 [' E8 n炉外精炼：
, h& |" I( B0 o$ m) l钢包精炼炉为生产纯净钢的重要设备。在炼钢生产中，精炼炉具有脱硫、气体搅拌、合金化、升温、调节连铸节奏和控制夹杂物形态等功能。根据钢材对纯净度的不同要求，选择和组合不同的炉外精炼工艺，可以实现超纯净钢的生产。
3 e3 E" K- h! u' H# ~6 j! v; s# p6 i新型连铸工艺：
连铸工序对钢的纯净度影响很大，采用保护浇注、中间包冶金、新型中间包覆盖剂、调整保护渣性能及电磁搅拌等手段可去除及控制夹杂物。
其中，电磁搅拌技术由于其非接触的特性，已被广泛应用于纯净钢的生产。例如，电磁搅拌已成为先进方坯连铸机的标准配置；电磁搅拌和凝固末端轻压下设备正被越来越多的板坯连铸采用；电磁搅拌和轻压下技术联合应用可改善铸坯内部凝固结构、扩大等轴晶区，从而减轻中心偏析和中心疏松。
: P5 D; E0 W* L6 q, e3 V此外，笔者还见过以电磁技术诱发钢液旋转，从而产生离心力是钢液-夹渣分离来冶炼纯净钢的概念。
# P( y" V2 w# w3 i, A& K8 ?) J氧化物冶金
8 R/ Y. g1 ~, e, _近年来，越来越多学术界和产业界的目光投向了氧化物冶金技术，其技术的关键是通过精确地控制钢水凝固前沿的凝固条件对夹杂物的种类、大小和形态进行控制，从而有望成为大规模产业化应用的改善高强度低合金钢种的焊接热影响区的韧性、开发超细晶粒钢的新技术。
另外，欧美和日本的钢铁企业正致力于建立以转炉为中心的大规模生产纯净钢的生产流程，其IF钢的生产比例达到了50-70%,硫含量<30ppm的超低硫钢生产比例达到了20-30%。同时，一些冶金学家还提出了夹杂物［C、S、P、N、H、O］<40ppm的超纯净钢的概念。