炉料烘烤对钢中气体含量的影响

炉料烘烤对钢中气体含量的影响
摘要:由于钢液中气体含量过高,浇注成钢锭后在下序生产过程中会产生裂纹、白点等很多缺陷,严重影响产品质量。

本文通过对影响钢液中气体含量各方面因素的分析,以及在生产过程中对炉料采取合理的烘烤措施,减少炉料带入的气体,取得了满意的结果,从而使产品质量达到用户的要求。

关键词:炉料烘烤钢中气体含量
1前言
随着国民经济的快速发展,各种成套设备及备件的设计、制造及各种机械性能指标都要求达到更高的水平。

因而国内各行业分别进行了技术改造与产品升级换代,相应制造机械产品所需的毛坯也要达到高的质量标准。

我公司不断地大幅提高冶炼、浇注能力,担负着各种材质、不同吨位以及超大吨位毛坯供应。

我公司为下序提供的钢液正在发生着“量变”也发生着“质变”,从优质钢液到纯净钢液的生产中,在钢水的纯净度上有了质的飞跃,从某种意义上讲钢中的气体含量的高低标志着钢内部质量好坏同时也反映出工艺路线的综合水平的高低。

在实际生产中有效地降低钢中气体含量对防止钢锭在下序锻造过程中产生缺陷是至关重要。

2钢中气体的来源
氮进入钢中一部分是由于冶炼及浇注时从大气和炉气中吸收,并以各种不同形式存在钢中,另一部分则还是由于装料和冶炼时原材料的带入。

氮在钢液的溶解度随某些合金元素浓度的增加而增加,在固体钢中不仅能以化合物形式存在还能以气体形式存在。

(如表1)
氢在固体钢中也可以以气体形式存在,在冶炼过程中空气中氢的分压很低,因此原材料中的水分和炉气中的水蒸气是钢中氢的主要来源。

如废钢表面的锈蚀和泥土中含水,矿石中的化合水和表面的吸附水,还有萤石、石灰在空气中长期存放细小颗粒粉料等也含有水分。

铁合金中的氢含量也不容忽视,它取决于冶炼方法、合金成分和材质,以及破碎程度与操作水平等。

虽然铁合金中氢含量较高但经过加热与烘烤,或少量加入一般不会显著增加钢中氢含量,但我们厂大多都冶炼的是高合金钢,这种影响就不可忽视了。

(如表2)
铁合金氢含量范围(cm3/0.1kg)
冶炼时使用的原材料烘烤程度的不同,钢中的气体含量也不同。

(如表3)
使用烘烤充分的原材料的炉次与使用未充分烘烤原材料的炉次对比,氢、氧、氮平均含量明显降低,氢平均含量降低0.7 ppm,氧平均含量降低23.8ppm,氮平均含量降低26.8ppm。

3炉料干燥措施及效果
为降低钢中气体含量,我们制定了炉料干燥措施,避免在下序生产过程中发生质量问题。

首先对废钢在备料场进行分选、加工,我们并对钢铁料包进行了改造,实现了防雨、雪密闭运输作用。

对于原材料,白灰实行袋装并内附塑料膜已达到防潮作用,石灰出窑到入炉时间要短,现场定量存放。

活性灰、萤石、矿石等要保证在500℃高温的干燥仓内烘烤5个小时,我们还制定了循环烘烤制度,就是将高温料仓中原材料放出后放入另一个高温料仓在次烘烤以进一步去除其中水份。

铁合金的粒度和烘烤温度时间必须达到标准。

其中高碳锰铁、高碳铬铁、镍铁、高硅、低碳铬铁等高温烘烤合金,在合金加热炉中定地址摆放,以充分利用加热炉高温区,最大限度的降低了加热炉加热温度不均匀的弊端。

(如图1)
2010年上半年通过采取上述措施钢中气体含量与2009年同期比较明显降低,如下图2:
4结语:
通过对炉料及原材料采取去锈、烘烤、防潮等措施,可以大幅减少钢中的气体含量,减少了下序因钢中气体所发生的质量问题,从而使产品质量达到用户的要求。