纯净铸钢的精炼工艺
纯净钢生产工艺及其应用
纯净钢生产工艺及其应用由于更广义的纯净钢是脱除了不希望有的溶质元素的钢种，这类代表性钢种要求的这类溶质元素的含量及其生产流程。
重点是有害氧化物夹杂的纯净化。
纯净钢生产工艺的基础理念是控制夹杂物的数量、尺寸、分布和种类，求得所希望的产品性能。
主要技术来自氧气冶炼，脱氧和二次精炼，通过合理设计和采用磁场控制中间包和结晶器内流场，也采用各种措施防止外来夹杂，如防止炉渣进入大包，防止炉渣、保护渣、耐火材料使钢水二次氧化。
然后根据IISI的纯净钢工作小组最近的报告总结了世界纯净钢生产的概况。
最后讨论了纯净钢的特性、使用效果和钢中夹杂物物化性能的关系和经济可行性。
广义的纯净钢也包括脱除了碳、氮、氢、磷和硫的钢种。
脱氧产物是内在氧化物。
来自耐火材料、炉渣、保护渣及由它们造成的二次氧化产物属外来夹杂物。
这些夹杂物的不良作用必须消除，以求所需的钢材性能。
1纯净钢生产工艺的基础理念为了达到钢材性能，可以用氧含量代表的氧化物夹杂总量和夹杂物的尺寸必须控制。
轴承钢和弹簧钢的总氧含量影响其疲劳寿命。
在DI罐生产过程中，大颗粒夹杂会造成开裂，降低深冲性。
汽车板生产过程中，板坯的皮下夹杂物和针孔必须消除，不然会在板材表面造成起皮。
对钢丝的拔制性讲，生产轮胎钢丝(子午线)或不锈钢钢丝的小方坯中夹杂物必须控制其化学成分使其可以变形。
这些就是纯净钢生产工艺的基础理念。
2纯净钢生产的主要技术和应用这些技术后纯净钢的物化特性2.1降低氧化物夹杂总量在精炼领域，与顶吹相比，采用顶底复吹转炉在相同脱碳量时氧含量更低。
这是因为底吹强化了碳的传输。
采用RH和DH真空脱气，在相同碳含量时可降低氧含量。
可用无渣出钢和钢水脱氧后用铝或铝粒降低炉渣的氧位，尽量减少大包内顶渣造成的二次氧化。
连铸方面用电磁方法AMEPA，在大包钢渣开始进入中间包时就检测出来并关闭塞棒就可减少钢渣进入中间包的量。
在中间包上采用保护措施可减少顶渣造成的二次氧化。
中间包和结晶器保护渣应防止钢水与空气直接接触。
铸钢铸造工艺流程
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1. 设计规划：根据产品的要求和用途，进行详细的铸钢件设计，确定其形状、尺寸、材质等关键参数。
炼钢-精炼-连铸工艺简介(PPT 40页)
LF的基本功能
1、脱硫：利用造碱性还原渣和电弧的高温区进行脱硫 2、加热：采用电极放电加热钢水 3、合金化：成份微调 4、均匀钢液和去除夹杂：采用底吹Ar气搅拌钢液 5、生产组织中的缓冲：平衡转炉和铸机之间的供钢节奏。
喂线工艺
在RH-KTB工位和LF工位都设有 喂线装置，线的种类为Ca-Si 线和Ca-Al线。
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1、有事业的峰峦上，有汗水的溪流飞 淌；在 智慧的 珍珠里 ，有勤 奋的心 血闪光 。
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2、人们走过的每一个足迹，都是自己 生命的 留言； 留给今 天翻过 的日历 ，留给 未来永 久的历 史。
•
3、人生是一座可以采掘开拓的金矿， 但总是 因为人 们的勤 奋程度 不同， 给予人 们的回 报也不 相同。
出钢温度可由下式计算：
T出=T凝+△t1+△t2+△t3+△t4+△t5+α 式中：△t1—出钢过程温降，℃
△t2—出钢完毕至精炼开始的温降，℃ △t3—钢水精炼过程温降，℃ △t4—钢水精炼完毕至开浇前的温降，℃ △t5—钢水从钢包至中间包的温降，℃
α—连铸要求的钢水过热度，℃
终点控制
钢水达到钢种成分和温度要求的时刻，称之为“终点”。 1）钢中碳含量达到所炼钢种控制要求； 2）钢中P、S含量低于规格以下的一定范围； 3）出钢温度能保证进行精炼和浇铸； 4）对于沸腾钢，钢水应具有一定的氧化性。
连铸工艺示意图
连铸工艺的优点
• 简化工艺流程，提高生产效率
连铸省掉了脱模、整模、钢锭均热和开坯等工序。
• 提高金属收得率
连铸的切头、切尾损失为1％-2％，可提高金属收得率10％-14％。
• 降低能耗
由于提高了成坯率，省掉均热、开坯等能耗。
钢液精炼与保护技术
钢液精炼与保护技术1．纯净铸钢和超纯净钢1. 纯净铸钢纯净铸钢系指不含氧化物、硫化物和氮化物等宏观夹杂的高质量铸钢件。
氧化物、氮化物和硫化物夹杂的数量标示钢液的纯净度。
对铸造碳钢和低合金钢而言，纯净铸钢杂质应控制在:[S]＋[O]（或[N]）＜200×10-6的水平。
影响铸钢纯净度的夹杂物来源主要是两类，其一是来自钢渣、型砂和耐火材料等，可归结为外来夹杂。
其二是来自再氧化过程和脱氧剂在钢液中的化学反应产物，约占钢中夹杂的80％。
如果脱氧产物中氧化物夹杂颗粒达到10μm以上，可认为是宏观夹杂。
而氧化物宏观夹杂是造成铸钢件表面缺陷和内部缺陷最主要的原因。
统计表明，铸钢件20％的直接成本消耗在清理与氧化物有关的缺陷上。
一般情况下，加铝脱氧的氧化物夹杂颗粒在5μm以下。
聚集为大颗粒夹杂才有利于上浮排除。
因此，控制夹杂物的数量、尺寸、形态和组成从而得到纯净铸钢件是采用控制熔炼工艺的一个重要内容。
氩气净化、喂线、AOD、VOD和LF 等精炼工艺是生产纯净钢液的较先进的工艺。
感应电炉生产纯净铸钢也是非常重要的领域。
由于感应电炉主要功能是熔化，不进行氧化还原等冶金工艺过程，要获得纯净钢液和规定成分，主要依靠原材料的质量。
采取氩气保护措施，将钢液表面尽可能与空气隔绝，是行之有效的方法，能够净化钢液，降低合金加入量和延长炉衬寿命。
感应电炉的快速熔化技术、批量熔化技术和IF-AOD精炼技术是感应电炉生产纯净钢和超低碳不锈钢液的新工艺。
2．超纯净钢超纯净钢可定义为[S]＋[O]（或[N]）＜100×10-6（对碳钢和低合金钢而言），有许多炼钢工艺可实现超纯净钢的精炼，如钢包喷粉、氩气净化、Ca-Si线喷射、真空精炼、EAF／AOD双联工艺以及 EAF／AOD ／VOD三联工艺等。
超纯净钢有许多优点，其韧塑性很高，容许缺陷的临界尺寸大，特别是低温性能显著改善以及大大减少铸造和形变产品的缺陷。
总之，其力学性能随着有害杂质元素含量的降低而不断提高。
简述纯净钢生产技术的特点
简述纯净钢生产技术的特点一、引言纯净钢是一种高品质的特种钢，具有高强度、高韧性、高耐腐蚀性等优点，被广泛应用于航空航天、汽车制造、机械制造等领域。
本文将从纯净钢的生产技术入手，详细介绍纯净钢生产技术的特点。
二、纯净钢生产技术的概述纯净钢生产技术是指通过对原料进行精细控制，使得最终产品中不含任何杂质和夹杂物的一种特殊生产工艺。
其主要包括冶炼、铸造和加工三个环节。
1. 冶炼：冶炼是指将原料进行加热和化学反应，使其转化为所需成分的过程。
在纯净钢冶炼过程中，需要控制原料成分和温度等参数，并采用真空冶炼或气体保护等技术，以保证产品质量。
2. 铸造：铸造是指将液态金属注入模具中，在模具中形成所需形状的过程。
在纯净钢铸造过程中，需要控制铸造温度、铸造速度和模具设计等参数，以保证产品质量。
3. 加工：加工是指对铸造好的产品进行机械或热处理等工艺，以达到所需性能的过程。
在纯净钢加工过程中，需要控制加工温度、加工压力和加工速度等参数，以保证产品质量。
三、纯净钢生产技术的特点1. 精细控制：纯净钢生产技术需要对原料成分、温度、压力等参数进行精细控制，以保证产品质量。
因此，该技术具有高要求的人员素质和设备条件。
2. 高成本：纯净钢生产技术需要采用真空冶炼或气体保护等高端技术，同时还需要使用高品质原材料和优质设备。
因此，该技术的生产成本较高。
3. 高品质：纯净钢生产技术可以去除杂质和夹杂物等不良物质，并得到均匀细致的组织结构。
因此，该技术所生产的产品具有高强度、高韧性、高耐腐蚀性等优点。
4. 应用广泛：纯净钢所具有的高品质特性，使得其在航空航天、汽车制造、机械制造等领域得到广泛应用。
同时，随着技术的不断进步，纯净钢的应用范围还将不断扩大。
四、结论纯净钢生产技术是一种高端的特种钢生产工艺，具有精细控制、高成本、高品质和广泛应用等特点。
在未来的发展中，随着技术的不断进步和市场需求的不断扩大，纯净钢生产技术将会得到更加广泛的应用和推广。
铸钢冶炼工艺流程
铸钢冶炼工艺流程
铸钢冶炼工艺流程一般包括以下几个步骤：
1. 原料准备：根据产品需求，选择合适的生铁、废钢等原料，并进行称量和混合。
2. 熔炼：将原料放入电弧炉、氧气炉或电炉等炉子中进行熔炼。
在炉内，通过高温燃烧和电弧放电等方式，使原料迅速融化，并加入适量的脱硫剂、合金元素等进行炼钢操作，调整钢液的成分。
3. 出钢：熔炼完成后，将炉中的钢液倒入卡车、包钢罐等容器中，进行输送和贮存。
4. 温度控制：对出钢的钢液进行温度控制，使其保持在合适的浇注温度范围内。
5. 浇注：将预先准备好的浇注模具或铸造设备放入浇注台，将钢液经由导流管倾倒入模具中，使其在模具内冷却凝固。
6. 冷却：待钢液充分冷却后，将模具拆除，取出铸件。
7. 终检与加工处理：对铸件进行外观质量、尺寸精度、化学成分等多方面的检验，合格后进行精加工或热处理等后续处理。
8. 包装与出厂：对铸件进行清洁处理，然后根据客户需求进行包装，最终运往客户。
需要提醒的是，不同的钢铁冶炼厂和产品要求会有所不同，因此具体的冶炼工艺流程可能会有所差异。
以上是一个一般的铸钢冶炼工艺流程的简单介绍，仅供参考。
RH真空精炼技术
16
RH法主要的工艺参数
• 循环流量：循环流量W(t/min)是指单位
时间内通过真空室的钢液量。也称循环
速率，是一个重要的工艺参数。W主要 取决于上升管直径(d)和驱动气体流量 (G0)。如图所示为不同上升管直径条件 下，循环流量与驱动气体流量之间的关
用。
RH发展到今天，大体分为三个发展阶段： （1）发展阶段（1968年~1980年）：RH装备技术在全世界广泛采用。 （2）多功能RH精炼技术的确立（1980年~2000年）：RH技术几乎达到
尽善尽美的地步。
表1 RH工艺技术的进步
工艺指标 C
钢水纯净度/×10-6 S T.O P N
钢水温度 脱碳速度常数 温度波动
产品 IF 钢 电工用钢 石油管线钢 低温用钢 超 深 冲4钢
5
特殊钢厂冶炼工艺路线
废钢
UHP
生铁
电炉
D R I/H B I
VD
轴轴承承钢钢
精炼
齿齿轮轮钢钢
优优质质弹弹簧簧钢钢
LF
大方
硬硬线线钢钢
精炼
坯连
帘帘线线钢钢
RH
铸
石石油油套套管管
精炼
SS-V
铁水 脱硅
转炉 复吹
OD AOD
大板
脱磷 脱硫
坯连 铸
• 为满足钢种要求、精确控制钢水成份，通常，RH处理过程
中还需进行合金化处理。铁合金材料经高位料仓、称量台 车、真空料斗、合金溜槽，在真空状态下通过真空槽进入 钢水，完成合金化功能。
9
RH工艺流程
10
RH工艺过程描述
• 钢水即将到达前，关闭主真空阀为真空泵的提前启动作好
铸钢冶炼工艺流程
铸钢冶炼工艺流程
铸钢冶炼工艺流程一般包括以下几个步骤：
1. 原材料准备：首先准备好所需的铁源和合金元素源。
一般来说，铁水（铸造铁）是主要的铁源，可以通过炼铁过程得到。
而合金元素源则包括各种添加剂和合金块。
2. 炉前准备：在冶炼开始之前，需要对炉子进行清理和维护，以确保其能够正常运行。
同时，还需要根据所需的钢的成分和性质，确定合适的冶炼温度。
3. 入炉操作：将准备好的原材料按照一定的比例加入炉内，同时要控制好炉内的氧气含量和温度。
加入的铁水和合金元素会在炉内进行融化和混合。
4. 炉内反应：在炉内，不同元素会发生各种化学反应，使得钢中所需的元素达到预期含量。
在这个过程中，还需要通过调整炉内气氛和温度等条件来控制反应速度和程度。
5. 出炉操作：当冶炼完成后，将炉子关闭，并将炉内的钢水倒入预先准备好的铸造模具中。
这一步需要注意控制钢水的温度和注入速度，以避免产生过多的气泡和缺陷。
6. 热处理和后处理：铸钢冶炼完成后，还需要进行热处理，以提高钢的性能和组织。
常见的热处理方法包括淬火、回火等。
此外，还需要对铸件进行修整、机械加工等后处理操作，最终得到符合要求的成品。
需要注意的是，具体的铸钢冶炼工艺流程会因钢的种类、规格和用途的不同而有所差异，上述流程只是一个常见的概述。
实际操作中，还需要根据具体情况进行工艺参数的优化和调整。
纯净钢的冶炼基本原理是
纯净钢的冶炼基本原理是纯净钢是指含碳量低于1.5%的低合金钢，其冶炼基本原理涉及多个方面，如原料的选择、炼钢工艺以及冶炼过程中的温度、压力等因素。
下面将详细介绍纯净钢的冶炼基本原理。
一、原料的选择纯净钢的冶炼需要优质的铁矿石作为主要原料，同时还需要加入适量的合金元素、提高炉渣的碱度等。
常用的铁矿石有磁铁矿、赤铁矿等，主要为了提供足够的铁和一定的矿物质含量。
合金元素通常选用锰、铬、钒等合金元素，以增强钢的特性。
二、炼钢工艺纯净钢的冶炼工艺通常采用电弧炉冶炼或转炉炼钢，这两种方法能够提供高温、高压的环境，有利于加快冶炼反应速度和提高炉渣的流动性。
1. 电弧炉冶炼：电弧炉是通过电弧加热材料，使其达到高温熔化，然后进行冶炼的炉子。
用于纯净钢冶炼的电弧炉通常分为直流电弧炉和交流电弧炉两种。
在电弧炉内，通过控制电流和电压，使炉内的原料得到足够高的温度，以便将铁矿石和其他合金元素熔化后进行反应。
同时，通过炉内的电弧和电流，还能够促进杂质和气体的脱除，提高钢的纯净度。
2. 转炉炼钢：转炉是一种倾转圆筒状的装置，使用转炉炼钢法，可以将铁矿石内的铁和其他合金元素完全熔化，实现冶炼和炉渣脱除的目标。
转炉分为氧气转炉和气体燃料转炉两种。
在炼钢过程中，通过喷吹氧气或其他气体使炉内氧气含量增加，从而提高炉内的热效应，促进炉渣中杂质的氧化和脱除。
三、冶炼过程中的温度、压力、气氛控制纯净钢的冶炼过程中，对温度、压力、气氛进行控制非常重要，直接影响到冶炼反应和最终钢材的质量。
1. 温度控制：纯净钢的冶炼需要高温环境，通常冶炼温度在1500以上。
通过控制电弧炉的电流和电压，或者通过喷吹氧气的方式，提高炉内的温度，使原料快速熔化并达到冶炼反应所需的温度。
2. 压力控制：在炼钢过程中，炉内的压力、流动速度等也会影响到冶炼反应和炉渣的脱除。
适当的压力可以促进炉渣的流动性，使炉渣中的杂质更容易脱离，提高钢的纯净度。
3. 气氛控制：炉内的气氛对于冶炼反应和钢材质量也有很大影响。
铸钢工艺流程
铸钢工艺流程铸钢是一种重要的金属加工工艺，通过将液态钢水注入模具中，经过冷却凝固形成各种形状的铸件。
铸钢工艺流程是一个复杂的过程，需要严格控制各个环节，以确保最终产品的质量。
下面将详细介绍铸钢工艺的流程。
1. 原料准备铸钢的原料主要包括铁、碳、硅、锰等元素，需要按照一定的配比进行混合。
在混合过程中，需要对原料进行严格的检测和筛选，以确保原料的质量符合要求。
2. 熔炼原料混合后，需要将其放入熔炼炉中进行熔炼。
熔炼炉通常采用电弧炉或高炉，将原料加热至高温，使其融化成液态钢水。
在熔炼过程中，需要对炉温、炉压等参数进行严格控制，以确保熔炼的稳定性和均匀性。
3. 浇注熔炼后的液态钢水需要迅速倒入预先准备好的模具中进行浇铸。
在浇注过程中，需要控制浇注速度和温度，以确保铸件的密实性和表面质量。
同时，还需要注意避免气泡和夹杂物的产生。
4. 冷却浇注完成后，铸件需要在模具中进行冷却凝固。
冷却过程需要根据铸件的形状和尺寸进行合理安排，以确保铸件内部的组织结构均匀并且没有缺陷。
5. 脱模铸件冷却凝固后，需要将其从模具中取出，这个过程称为脱模。
脱模需要谨慎进行，以避免对铸件造成损坏。
6. 后处理脱模后的铸件需要进行修磨、清理等后处理工艺，以确保其表面光洁度和尺寸精度。
同时，还需要对铸件进行热处理、喷砂等工艺，以提高其机械性能和耐磨性。
7. 检测最后，对铸件进行严格的检测，包括外观检查、尺寸检测、化学成分分析、金相组织观察等，以确保其质量符合要求。
通过以上工艺流程，铸钢制品的生产过程得以完善，确保了铸件的质量和性能。
铸钢工艺流程的每一个环节都需要严格控制和管理，以确保最终产品的质量。
同时，随着科技的不断发展，铸钢工艺也在不断创新和改进，以满足市场对高品质铸件的需求。
铸铁铸钢轻合金 有关铸造工艺、熔炼及热处理归纳
铸造工艺方案合金熔炼方案及设备热处理性能及工艺铸铁件进行设计时，除了要根据工作条件和金属材料性能来确定铸铁件几何形状、尺寸大小外，还必须从铸造合金和铸造工艺特性的角度来考虑设计的合理性，即明显的尺寸效应和凝固、收缩、应力等问题，以避免或减少铸铁件的成分偏析、变形、开裂等缺陷的产生。
均可用砂型铸造生产，球墨铸铁可用熔模铸造生产。
一般均不用金属型和压铸方法生产。
熔炼铸铁的方法依照所用的熔炉设备而分为冲天炉熔炼，感应电炉熔炼，电孤炉熔炼，反射炉熔炼，以及由某些方法的联合，如冲天炉一电孤炉、冲天炉一感应电炉双联法等。
冲天炉是最普遍应用的铸铁熔炼设备。
它用焦炭作燃料，焦炭燃烧产生的热量直接用来熔化炉料和提高铁液温度，在能量消耗方面比电孤炉和其它熔炉节省。
而且设备比较简单，大小工厂皆可采用。
但冲天炉也存在一定的缺点，主要是由于铁液直接与焦炭接触，故在熔炼过程中会发生铁液增碳和增硫的过程。
采用了冲天炉一电孤炉双联熔炼法或冲天炉一感应电炉双联熔炼法，以充分利用冲天炉熔化效率较高、电孤炉和感应电炉对铁液过热能力强及化学成分控制容易的优点。
与冲天炉熔炼相比，感应电炉熔炼的优点是熔炼过程中不会有增碳和增硫现象，而且熔炼过程可以造渣覆盖铁液，在一定程度上能防止铁液中硅、锰及合金元素的氧化，并减少铁液从炉气中吸收气体，从而使铁液比较纯净。
这种熔炼方法的缺点是电能耗费大。
电弧炉熔炼的优点是熔化固体炉料的能力强，而且铁液是在熔渣覆盖条件下进行过热和调整化学成分的，故在一定程度上能避免铁液吸气和元素的氧化。
这为熔炼低碳铸铁和合金铸铁创造了良好的条件。
电弧炉的缺点是耗电能多，从熔化的角度看不如冲天炉经济，故铸铁生产上常采用冲天一电弧炉双联法熔炼。
铸铁的热处理一般不能改善原始组织中石墨的形态和分布状况。
铸铁的热处理和钢的热处埋有相同之处，也有不同之处。
铸铁的热处理一般不能改善原始组织中石墨的形态和分布状况。
对灰口铸铁来说，由于片状石墨所引起的应力集中效应是对铸铁性能起主导作用的困素，因此对灰口铸铁施以热处理的强化效果远不如钢和球铁那样显著。
炼钢新技术之纯净钢冶炼
炼钢新技术之纯净钢冶炼摘要：建设高效低成本洁净钢平台是市场和时代发展的要求，是洁净钢生产领域的重大技术革命。
其目标是实现转炉直接冶炼洁净钢，并使转炉生产效率提高1倍，洁净钢生产成本低于传统转炉普通钢。
本文旨在简单介绍纯净钢的工艺流程，是大家都纯净钢冶炼有一个全面的认识！关键字：纯净钢脱磷脱硫脱碳预处理一、前言钢的洁净度是反映钢的总体质量水平的重要标志，是钢的内在质量的保证指标。
钢的洁净度通常由钢中有害元素含量以及非金属夹杂物的数量、形态和尺寸来评价。
为了获得“清洁和纯净”的钢，常常要降低和控制钢的C、P、S、N、H和T.O，因为这些元素的单一或综合作用的结果，可以大大地影响钢的性能，如抗拉强度、成型性、韧性、可焊性、抗裂纹和抗腐蚀性、各向异性、疲劳性能等。
因此，为了改善钢的性能，当今钢铁冶金技术特别注意降低钢中的P、S、N、H、T.O，并根据钢种需要降低和控制钢中C的含量。
近半个世纪以来，特别是钢铁产品面临被新型工程材料如铝、塑料、玻璃等取代的巨大压力和挑战的今天，提高钢的洁净度越来越成为钢铁冶金技术研究的重要课题，也可以说提高钢的洁净度已成为每一个钢铁产品的任务。
生产纯净钢，一是要提高钢的纯净度，二是严格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。
表1是典型钢种的洁净度的要求。
因此，在激烈的市场竞争条件下，提高钢的洁净度，进一步减少钢中夹杂物的含量，是冶金企业提高产品竞争力的主要途径之一。
上述原因使纯净钢及其生产技术迅速发展。
目前国内外许多钢厂已建立起大规模生产超纯净钢(钢中杂质总量：S+P+N+H+T.O≤100ppm)生产体制。
本文力图对纯净钢及其生产工艺的发展进行综述，以及分析洁净钢发展的前景。
二、纯净钢种简介１超低硫钢生产技术铁水脱硫是一种经济、有效的脱硫方法，在工业生产终得到了广泛的应用。
宝钢曾先后采用了混铁车（ＣａＯ系、ＣａＣ２系脱硫剂）和铁水包（Ｍｇ系脱硫剂）两种脱硫方式。
浅谈纯净钢生产技术
浅谈纯净钢生产技术纯净钢是一种优质的金属材料，具有高强度、耐腐蚀和耐磨损等特点，广泛应用于船舶、桥梁、汽车、机械等行业。
纯净钢生产技术是指生产这种优质钢材的过程和方法。
本文将从原料选择、冶炼、净化和制造等方面，浅谈纯净钢生产技术。
首先，原料选择是纯净钢生产的首要环节。
优质钢材中所含的不合格元素如硫、磷、砷等都会对钢材的性能产生不利影响。
因此，在纯净钢生产中，原料选择十分重要。
通常采用高纯度的铁矿石、废钢和合金等作为原料，对原料进行严格的检测和筛选，确保原料的质量和纯度。
其次，冶炼是纯净钢生产的关键步骤。
常见的冶炼方法有转炉法、电炉法和方法等。
转炉法是最常用的冶炼方法之一，其优点是适用于各种不同种类的铁矿石和废钢，同时能够较好地控制冶炼过程中的氧化还原反应。
电炉法是采用电能作为热源，通过将电能转化为热能，使原料溶解并产生所需的反应。
而方法则是采用特殊设备，将原料加热至高温，利用物料间的扩散作用，使有害杂质从钢中分离出来。
净化是纯净钢生产的重要环节。
钢水净化是指去除钢液中的非金属杂质和有害元素，提高钢材的纯净度。
净化方法包括真空处理、氧气气泡除杂、注氢脱气等。
真空处理是通过将钢水置于真空环境中，借助真空度的高低和物相转变的特点，使得钢水中的氧、氮等气体和有害杂质得以去除。
氧气气泡除杂是通过引入氧气气泡，促使钢中的气泡沿气体侧向迅速上浮，带走气体和有害杂质。
注氢脱气则是通过向钢水中注入氢气，促使有害元素在氢气的作用下发生氢化反应，从而达到去除有害元素的目的。
最后，制造是纯净钢生产的最后一步。
制造过程中，主要包括热处理、轧制和加工。
热处理是将钢材加热至一定温度，然后通过快速冷却的方法，使钢材获得理想的力学性能。
轧制是将钢坯通过轧机进行塑性变形，使得钢材在尺寸和形状上得到满足需求的改变。
加工是将轧制后的钢材进行切割、焊接、打孔等工艺，制成最终的产品。
综上所述，纯净钢生产技术是一个复杂而严谨的过程。
原料选择、冶炼、净化和制造都是非常重要的环节，需要严格按照标准进行操作。
铸钢生产工艺
铸钢生产工艺铸钢生产工艺是指将熔化的钢液浇铸到预定形状的铸造模具中，通过冷却和凝固过程，使钢液逐渐凝固成型，最后获得所需的铸钢产品的过程。
首先，铸钢生产工艺的第一步是选料。
选料是指根据产品的要求和性能要求，在众多的钢种中选择合适的钢种。
通常根据不同的要求，会选用碳钢、合金钢、不锈钢等各种不同的材料。
第二步是熔炼。
熔炼是指将选好的钢料加热到熔化温度，形成熔融的钢液。
通常采用电炉熔炼、感应炉熔炼等方式进行。
第三步是浇注。
浇注是指将熔化的钢液注入到预定形状的铸造模具中。
在浇注过程中，需要注意钢液的温度、流速和浇注方式，以确保钢液能够充分填充到模具的每一个角落，同时保证产品的尺寸精度和表面光洁度。
第四步是冷却和凝固。
在钢液注入模具后，由于模具的高温和冷却水的作用，钢液会逐渐冷却并凝固成型。
冷却和凝固的速度会直接影响到铸钢产品的组织和性能，因此需要控制好冷却速度，通常通过设计模具的结构和安排冷却水道来实现。
第五步是脱模。
在铸钢产品完全凝固后，需要将其从模具中取出，这个过程被称为脱模。
脱模过程需要注意避免产品变形或损坏，通常采用机械脱模或冷却水冲击脱模等方式进行。
最后一步是后处理。
后处理是指对铸钢产品进行后续的加工和处理，以满足产品的要求和性能。
常见的后处理方式包括热处理、表面处理、机械加工等。
总之，铸钢生产工艺是一个复杂的过程，需要经过选料、熔炼、浇注、冷却和凝固、脱模以及后处理等多个步骤。
每个步骤都需要严格控制各个工艺参数，以确保铸钢产品的质量和性能。
随着科技的进步和工艺的不断改进，铸钢生产工艺不断发展，传统的手工操作正在被自动化和数字化取代，从而提高了生产效率和产品质量。
纯净钢的生产技术
为了用较少的熔剂进行有效脱硫，在CaO中混入Mg
或CaC2，可以将硫降到50ppm以下。
脱硫预处理后的低硫铁水，在转炉炼钢过程，通常
不仅不能进一步脱硫，废钢、铁水渣、石灰中的硫
反而会进入钢水中，回硫量可达20-50ppm以上。
炼钢过程中回硫是生产超低硫钢的重大障碍。生产 超低硫钢时应采用较高铁水装入比，并尽量减少铁 水的带渣量。
硫还会明显降低钢的焊接性能，引起高温龟裂，并 在焊缝中产生气孔和疏松，从而降低焊缝的强度。 硫含量超过0.06%时，会显著恶化钢的耐蚀性。硫 还是连铸坯中偏析最为严重的元素。
硫除对钢材的热加工性能、焊接性能、抗腐蚀性能
有大的影响外，对力学性能影响主要表现在：
与钢材轧制方向相比，非轧制方向强度、延展性、
竞争加剧：要求生产成本低，增加生产率；
技术投资增加，同时研究经费投入加大；
需要基本标准和改进生产、提高效益措施； 贸易壁垒和贸易保护主义愈加严重；
全球经济发展，但部分地区出现经济危机；
除欧洲，钢铁工业合并延缓。
1.2 钢铁工业的挑战
能力过程，并将继续蔓延；
较差的经济效益；
当钢中的硫含量超过0.020%时，钢水在凝固过程中由于 偏析，低熔点Fe-FeS共晶体分布于晶界处，在1150-1200℃ 的热加工过程中，晶界处的共晶体熔化，钢受压时造成晶界 破裂，即发生“热脆”现象。
如果钢中的氧含量较高，FeS与FeO形成的共晶体熔 点更低（940℃），更加剧了钢的“热脆”现象的 发生。 锰可在钢凝固范围内生成MnS和少量的FeS，纯MnS 的熔点为1610℃，共晶体FeS-MnS（占93.5%）的熔 点为1164℃，它们能有效的防止钢热加工过程的 “热脆”。
铸钢熔炼工艺技术
铸钢熔炼工艺技术铸钢熔炼工艺技术是一门重要的冶金学科，广泛应用于钢铁行业，对于保证钢材质量和提高生产效率有着重要的作用。
下面将就铸钢熔炼工艺技术进行详细介绍。
铸钢熔炼工艺技术主要包括废钢的选料、预处理和炼钢过程三个主要环节。
首先，废钢的选料是铸钢熔炼工艺技术的关键环节之一。
在选料过程中，需要对废钢的质量、成分进行检测，以确保选用的废钢符合炼钢要求。
同时，还需对废钢进行分级处理，以便根据不同的成分和用途，合理使用废钢进行熔炼。
其次，预处理是铸钢熔炼工艺技术的另一个重要环节。
预处理包括碎料、除锈、除渣等工序。
首先，废钢需要经过碎料工序，将废钢进行粉碎，以利于熔炼过程中废钢的均匀混合。
其次，钢材表面通常会附着一层锈蚀物，需要进行除锈处理，以增加熔炼效果和钢材质量。
最后，废钢中可能还有其他杂质和渣块，需要进行除渣处理，以保证炼铁过程的顺利进行。
通过预处理，可以将废钢进行优化处理，提高炼钢效果。
最后，炼钢过程是铸钢熔炼工艺技术的核心环节。
炼钢过程主要包括废钢的加热、液态钢的净化和后处理等步骤。
首先，废钢需要经过加热工艺，将废钢加热到可以流动的温度，以便进行后续的操作。
然后，液态钢需要进行净化工艺，通过冲洗、精炼等步骤，除去钢液中的杂质和含氧量，提高钢材的质量和性能。
最后，完成炼钢过程后，还需要进行后处理工艺，包括半成品的冷却、柱状途径的切割、产品的整形等，最终得到符合要求的铸钢产品。
铸钢熔炼工艺技术的发展离不开科技的支持。
随着现代化科技的不断进步，熔炼工艺技术也在不断创新和完善。
例如，采用先进的电炉设备和自动化控制系统，可以提高熔炼效率和生产质量；利用计算机模拟和数值模拟技术，可以对炉温、材料流动、反应过程等进行模拟和分析，优化炼钢工艺参数，提高工艺效益等。
总之，铸钢熔炼工艺技术是一门重要的冶金学科，它对于保证钢材质量和提高生产效率有着重要的作用。
通过废钢的选料、预处理和炼钢过程的合理控制，可以实现废钢的再利用，提高钢铁行业的可持续发展。
宝钢纯净钢冶炼技术
新技术开发与应用宝钢纯净钢冶炼技术蒋晓放(炼钢部) 朱立新(宝钢研究院) 摘要 钢水纯净度对钢的质量影响较大,宝钢经过近几年的研究和摸索,从铁水预处理、转炉、二次精炼到连铸整个冶炼工序,形成了一套纯净钢冶炼技术。
目前,宝钢利用纯净钢冶炼技术采用T DS→BOF→RH→CC工艺已能生产碳小于30×10-4%,氮小于22×10-4%,全氧小于40×10-4%的IF钢,年产量已超过10万t。
文章对炼钢过程中磷、硫、氮、氧以及夹杂物的控制技术和IF钢的碳控制技术进行了阐述,提出了目前宝钢纯净钢冶炼技术存在的问题和改进设想。
关键词 纯净钢 炼钢 IF钢Smelting T echnology for Clean Steel at B aosteelJ iang Xiaofang (Steelm aking Department) Zhu Lixin(B aosteel R esearch I nstitute) ABSTRACT Cleanness of liquid steel is of great im portance to steel quality.The production tech2 nology of clean steel including hot metal pretreatment,converter,secondary refining and continuous casting process has been formed after several years’research at Baosteel.N ow Baosteel is capable of producing IF steel whose contents of carbon,nitrogen and total oxygen are respectively less than30×10-4%,22×10-4%and40×10-4%with T DS-BOF-RH-CC route,the annual output of IF steel has exceeded 100thousand tons.The control technology for phosphorus,sulfur,nitrogen,oxygen and inclusion during steel making process,as well as the carbon control technolgy for IF steel is discussed.Both the existing problems in the clean steel production and the related proposals for im proving them are put forward.K ey Words Clean steel Steel making IF steel1 前言近年来,用户对钢材的质量要求随其应用技术的高度化、多样化而逐渐严格,对钢的纯净度要求也越来越高。
铸钢工艺流程
铸钢工艺流程
《铸钢工艺流程》
铸钢是一种重要的金属加工方法，广泛应用于工业生产中。
铸钢工艺流程是由多个环节组成的，包括原料准备、熔炼、浇注、冷却和后续加工等步骤。
首先，原料准备是整个铸钢工艺流程的第一步。
通常情况下，铸钢的原料是钢铁和其他合金元素，这些原料需要精确配比和混合，以确保最终产品的质量和性能。
其次，熔炼是铸钢工艺流程中的核心环节。
原料被加入到高温熔炉中，通过高温熔化和混合，形成均匀的熔池。
熔炉操作过程需要严格控制温度和时间，以确保熔池中的合金成分均匀。
接着，浇注是将熔化的钢液倒入铸型内的过程。
这一步需要注意的是，浇注过程需要避免气泡、气体和杂质的混入，以确保最终产品的质量。
同时，浇注温度、速度和流量也需要合理控制。
然后，冷却是铸钢工艺流程中的重要环节。
冷却速度会影响钢铁的晶粒结构和物理性能，因此需要根据具体产品的要求来设计合理的冷却过程。
最后，后续加工是指在铸钢工艺流程的最后环节对铸件进行成形、热处理、调质、清洁和检测等工艺，以满足客户的各类要求。
总体来说，铸钢工艺流程包括原料准备、熔炼、浇注、冷却和后续加工等多个环节，每个环节都需要严格控制，以确保最终产品的质量和性能。
只有严谨的工艺流程和高水平的操作技术，才能生产出优质的铸钢产品。
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纯净铸钢的精炼工艺
1.吹氩净化（Argon Injection）
通过陶瓷透气砖向钢液中吹入氩气可实现净化钢液的目的。
透气砖可安装在钢包的底部。
其优点是：除搅动功能外，由于具有较小而分散的气泡，还有除气作用，能降低气体和夹杂物的含量；供气速率范围比较灵活；钢包底部耐火材料很少磨损；安装简便；吹气中断钢液不会渗漏。
采用喷枪技术时，氩气可通过安装在底部或炉衬侧面的喷枪吹入。
其优点是耐火材料炉衬不会有漏穿的危险，整个过程可控制一致，有强的搅动能力，有高的供气速率。
经过特殊设计，可以进行喷粉工艺。
钢包氩气净化的特点是合金元素和脱氧反应产物分布均匀，并使钢包液温度分布均匀，同时有排除气体和夹杂物的功能。
氩气净化工艺应扬感应电炉的氩气保护和出钢与浇注过程的氩气保护技术。
LF-AOD感应电炉和氩氧脱碳精炼）工艺将开始进行超低碳不锈钢和纯净钢生产的探索性试验研究。
2.喂线净化（Wire Injection Cleaning）
Al线、Ca-Si线等射入工艺亦称喂线技术。
见图10。
是本世纪80年代初，日本、法国和美国研制成功的炉外净化工艺。
采用薄钢带包覆金属铝、Ca-Si等合金制成线材。
由喂线机和导管直接插入钢液中进行脱氧、脱硫和合金化等操作。
其功能是降低钢液中氧和硫的含量，改变夹杂物形态和组成，从而提高钢液和纯净度和改善铸钢的塑性和韧性，并有微量合金成分调整及合金化的功能。
能准确控制钢中Al、Ti、B和Ca-Si等合金含量，提高合金收得率。
一般Al的收得率可高达60%～80%，而常规加Al块终脱氧操作，收昨率仅10%～20%之间，并且波动范围较大。
Ca-Si合金线射入的Ca的平均收得率为10%～20%之间，实践证明，Ca线射入可平均降低铸钢件缺陷40%，最佳工艺条件下可降低缺陷60%以上。
喂线工艺中导管设计和喂线速度是与合金芯线直径、含Ca 量、钢包深度、钢液温度和成分、芯线外壳厚度和种类等因素有关。
喂线速度一般在30～60mm/min和保证插入深度（根据钢包容量大小而改变）。
通过下面公式可近似计算。
（1）
式中 H——线射入钢液深度（mm）；
D——芯线直径（mm）；
v——射入速度（mm/min）；
d——外壳钢皮厚度（mm）；
A——与温度和钢皮材料有关的参数。
喂线工艺与钢包吹氩净化工艺的配合可使钢中的酸溶Al分布均匀，取得更好的净化效果（见图10）。
图10 氩气净化和钙线射入净化图11 AOD精炼工艺
在10t钢液的钢包中进行喂线工艺的生产数据表明，控制钢中残Al的质量分数为0.025%，与常规加Al操作比较，终脱氧的用Al量减少50%～60%（对铸钢车间而言），和减少50%～70%（对炼钢车间而言）。
射入Al 线和Ca-Si线复合工艺时，钢中的[O]和[S] 进一步降低，氧化物夹杂和氮化铝均减少，钢的力学性能中韧塑性显著改善。
喂线净化工艺处理时间短，钢液降温少，不污染环境，不用载气，不会带来钢液喷溅。
同时提高Ca、Ti、Al、B、RE等合金元素加入的收得率。
3.AOD精炼工艺
AOD精炼工艺是美国发明的专利技术，见图11。
专利技术的限定内容是氧气和惰性气体（氩气）的混合气体从炉体侧面通过特殊的喷枪直接吹入熔池之中（液面之下）进行精炼。
其原理实质上是熔池中脱碳热、动力学的交替作用，是依靠氧和惰性气体的混合气体而不是纯氧来进行。
AOD工艺适合于低碳和超低碳锈钢的精炼，其工艺是氩气泡的模拟真空条件，降低CO气体分压，在一定温度下，具备从高铬含量熔池中去除碳的能力，而不会促进铬的氧化，因而它可利用最廉价的原材料，如高碳铬铁和不锈钢废钢返回料生产纯净超低碳不锈钢。
现在，全世界75%以上的不锈钢是采用AOD工艺生产的。
美国ESCO公司于1973年第一家将AOD工艺用于铸造生产。
全世界现有100多台AOD精炼炉，其容量在1～160t之间。
用于铸造生产的AOD炉容量一般小于20t。
AOD 工艺现在不仅用于不锈钢的精炼，还扩大到生产工具钢、硅钢、低合金钢和碳钢。
ESCO公司于1978年应用AOD 进行全部低合金铸钢的生产。
它不仅降低不锈钢的生产成本，还改善钢的质量，去除气体和夹杂物，提高钢液纯净度，改善流动性和充型性，提高钢的力学性能，减少铸造缺陷等。
AOD精炼过程是依靠化学反应控制钢液温度，不需要外界热源，因此非常适合与铸造工业的中小容量感应电炉和电弧炉组成双联工艺。
到1997所末，在北美共19个公司26台AOD炉（容量1～50t）和在中国有8台AOD（容量2～8t）炉用于不锈钢和其他合金钢铸件的生产。
4.真空精炼工艺
（1）VOD（Vacuum Oxygen Decarburization）和VODC（acuum Oxygen Decarburization ConVerter）VOD 是真空氧脱碳精炼工艺。
见图12。
它适用精炼各种碳钢、低合金钢和不锈钢。
由于在真空下，可精炼纯净度和更高的钢液，气体和夹杂物含量更低。
该工艺需要真空设备，一次性投资和维护费用较高。
在小容量精炼、脱碳速率和能力、超低碳不锈钢和温度控制等方面有其局限性。
VODC是VOD精炼和有氩气搅动功能的转炉工艺相结合，有更强的精炼能力和生产效率。
图12 VOD、VODC真空精炼工艺
（2）LF（Ladle Furnace）是钢包精炼炉，它具备三项功能，真空、炉底氩气搅动和电极加热，见图13。
LF工艺适用于重型机械制造工业中大容量钢液的精炼。
中国重型机械工业系统有容量30～170t的LF炉10多台，多应于动力工程用大型铸造钢锭的精炼。
LF工艺受到容量和耐火材料炉衬寿命的限制，一般容量小于30t或40t 的LF炉，因三相电极加热功能很难实现而不宜采用。
另外。
LF炉的炉衬寿命低，一般均少于10次。
特别是渣线处的炉衬寿命更低。
由于加热工艺等问题，小容量国LF（小于40t或30t）是否有工业生产应用价值尚处于探索之中。
（3）VILF（Vacuum Induction Ladle Furnace）是真空感应加热钢包炉。
这是铸造车间采用小容量LF炉
的加热新工艺，见图14。
日本大同特殊钢公司分别有5tAOD炉和5tVILF炉。
AOD炉主要生产不锈钢、耐热钢及其合金纯净铸件。
VILF主要生产碳钢铸件。
采用何种工艺是依据成本和氩气用量综合来选择。
对VILF炉采用电加热和AOD工艺用Al和Fe-Si升温的费用进行分析对比。
另外，该公司采用钢包吹氩降温和净化工艺生产超纯净钢。
图13 LF钢包精炼炉图14 VILF真空感应加热钢包炉
5.PLF（Plasma Ladle Furnace）等离子体钢包精炼炉。
是美国Maynard铸钢公司于1993年首先引入铸钢生产，见图15。
Maynard公司的PLF炉是一圆柱电极装在一台4.5t的底注钢包上，钢包有一专门的三析侧开口岸的浇嘴系统，精炼炉的电极与钢液熔池引弧。
氩气通过电极中心小孔射入，形成等离子电弧。
与此同时，氩气通过钢包底部透气砖吹入搅动并脱氧。
氩气流是可变的。
高的搅动速度用于均匀加热和脱硫；低的搅动速度用于氧化物夹杂上浮到渣中。
等离子体电弧的极性也是可变的，负极性用于开始加热和熔化熔剂，正极性用于脱硫、脱氧和合金的还原。
密封的钢包盖、采用氩气净化和等离子体极性调节相结合生产超纯净钢，该公司采用PLF炉生产出含氧、氮、硫和磷极低的铸钢。
6. ESC（Electroslag-Casting）。
是电渣精炼铸造，见图16。
由于熔化的钢液一直在渣层的保护之下和凝固过程均在控制之下进行，因此ESC可以避免浇注过程钢流的氧化和夹杂的形成，以及随着凝固过程的进行所出现的缩孔、皮下气孔和偏析等缺陷，常用于对质量和性能要求高的重要铸件，如核电站用阀体、管道和特殊铸件。
沈阳铸造研究所采用ESC工艺生产水电机组用不锈钢导叶，已投入商业化生产。
图15 PLF等离子体钢包精炼炉图16 ESC电渣精炼
纯净钢液和相应精炼工艺是获得高强韧性、高纯净度铸钢件的先进制造工艺。
它适用于包括钢液、铁液和铝合金液等在内的各类铸造合金的精炼和保护。