洁净钢生产工艺及技术概述
洁净钢生产工艺及技术概述
1.9L/min，滑板系统 最大6L/min。
– 定期在SEN后方卡门漩涡区产生的下排流。
– 从SEN出口到表面的大的氩气泡。
– SEN出口布流不均匀引起
– 在较高钢通量的情况下，钢水和保护渣之间聚集的泡 沫。
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炉渣乳化
• 影响卷渣的参数
– Kelvin-Helmholtz不稳定性标准（不同层流之间相对运动波动性）
图12.渣脱氧后ULC钢板表面指数降低
图13.渣脱氧后表面缺陷率降低
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二次氧化
• 减少中间包覆盖剂引起的二次氧化
B C
产生的液态炉渣会增加对中间包耐火材料的侵蚀
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炉渣乳化
• 漩涡卷渣
漩涡下排(漩涡型漏斗)和汇流下排(非漩涡型漏斗) 稳态漩涡和非稳态漩涡 表面微凹、表面漩涡、全面发展卷吸空气的漩涡
低流速下，漩涡随着流出速度的增加而达到最大 稳定的高流速下，随着流出速率的增加，熔池临界深度
减小
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• 漩涡卷渣
炉渣乳化
K-流动能量损失 随着渣钢比率的增加，临界熔池深度增大
• 炼钢过程中，由于钢液或渣对耐火材料的化学或热侵 蚀作用以及固态耐火材料颗粒脱落进入钢液。
• 卷渣产生的夹杂物，渣钢界面上钢水流速较大以及渣 的乳化使液态渣滴卷入钢液。
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钢中的夹杂物---控制/去除
• 避免生产过程中夹杂物的生成。 • 促使夹杂物向渣/气、钢/渣或钢液/耐火材料界面移
动，使其进一步脱离钢液进入界面并从界面分离。
图8.表面缺陷与结晶器中T[O]之间的 关系
图9.宏观夹杂物数量与T[O]之间的 关系
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二次氧化
• 渣中FeO含量和厚度的检测
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。
洁净钢生产工艺技术
洁净钢生产工艺技术1. 简介洁净钢是一种具有高纯度、低气体含量和低不纯物含量的钢材。
洁净钢的生产工艺技术在钢铁行业中起着重要的作用。
本文将介绍洁净钢的生产工艺技术、工艺流程和相关设备。
2. 洁净钢生产工艺技术的意义洁净钢的生产工艺技术可以有效降低钢材中的气体含量和不纯物含量，提高钢材的纯度和质量。
洁净钢广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备等高端领域，对提高产品的品质和性能具有重要意义。
3. 洁净钢生产工艺技术的主要方法洁净钢的生产工艺技术主要包括如下几种方法：3.1 精炼精炼是洁净钢生产的关键步骤之一。
通过在高温条件下对炼钢液进行溶解和脱气处理，可以将钢液中的气体含量和不纯物含量大大降低，提高钢材的纯度。
3.2 熔盐浸渍熔盐浸渍是一种将钢材浸入熔盐中，通过离子交换和溶解作用去除钢材表面的氧化物和其他杂质的方法。
这种方法可以显著降低钢材中的含氧量和含杂质量，提高钢材的纯度。
3.3 真空处理真空处理是将钢材放入真空设备中进行处理的方法。
利用真空环境可以有效去除钢材中的气体，减少钢材中的含气量和含杂质量，提高钢材的纯度。
3.4 气体透平气体透平是通过气体的透平作用去除钢材中的气体的方法。
通过将高速气体喷射到钢材中，可以将钢材中的气体冲出，降低钢材中的气体含量。
3.5 再结晶控制再结晶控制是通过控制钢材的热处理过程中的再结晶过程，来提高钢材的晶粒度和纯度的方法。
通过精确控制再结晶过程中的温度和时间，可以得到具有更好性能和纯度的洁净钢材。
4. 洁净钢生产工艺技术的工艺流程洁净钢的生产工艺技术一般包括以下几个主要步骤：1.原料准备：将适量的生铁、废钢和合金等原料按照一定比例混合。
2.熔炼：通过高炉冶炼或电炉冶炼，将原料熔化成钢水。
3.精炼：在精炼炉中对钢水进行溶解和脱气，去除其中的气体和不纯物。
4.过滤：通过过滤器将钢水中残余的杂质和固体颗粒去除。
5.熔盐浸渍：将钢材浸入熔盐中，去除表面氧化物和其他杂质。
高洁净度钢的生产工艺流程
高洁净度钢的生产工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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洁净钢的生产实践
洁净钢的生产实践
洁净钢是一种高质量、低含杂质的钢，它的生产实践主要有以下几个方面。
一、原料准备
使用洁净钢前，必须对原料进行良好的准备，包括对原料的分析、检测和加工。
首先，应检查原料的成分，如少量元素的含量、碳含量和其它元素的含量，以确保原料的质量。
其次，通过进行化学分析，确保原料不含有杂质，以及原料中应该有的元素含量。
最后，应将原料进行冶炼或热处理，以达到所需的物理性能。
二、清洗
为了确保洁净钢的质量，必须在生产过程中进行清洗。
清洗的目的是去除原料上的污垢和油污，以便更好地精炼钢，使其达到洁净钢的要求。
清洗的方法有化学法和物理法。
常用的物理法清洗方法有振动清洗、气动清洗、风力清洗、旋流清洗、喷射清洗等。
三、精炼
精炼是洁净钢生产实践中最重要的环节，因为它是洁净钢质量的决定因素。
精炼的目的是去除杂质，使钢中的各种元素达到所需的含量。
精炼的方法有电弧炉精炼法、渣浆精炼法和熔渣精炼法。
四、冷却
冷却是洁净钢生产实践的重要一步，它主要是为了确保洁净钢的结构稳定，同时也是为了改善洁净钢的耐腐蚀性和焊接性能。
冷却的方法有水冷却、空气冷却等。
五、检测
检测是洁净钢生产实践的最后一步，目的是确定洁净钢的质量。
检测主要有机械性能检测、表面质量检测、化学成分检测、热处理检测等。
以上是洁净钢生产实践中的主要步骤，其中每一步都必须精确控制，才能保证洁净钢的质量。
只有通过严格的检测，才能保证洁净钢的质量，从而满足客户的要求。
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。
高效低成本洁净钢生产课件
总结词：介绍了高效低成本洁净钢生产所需的设备和材料，包括熔炼炉、精炼装置、连铸机、轧机等设备和耐火材料、保护气体等辅助材料。
高效低成本洁净钢生产实践与案例分析
03
高效低成本洁净钢生产设备
介绍关键的生产设备及其工作原理，如真空脱气装置、连铸机、轧机等。
01
高效低成本洁净钢生产技术
介绍当前主流的高效低成本洁净钢生产技术，如连铸连轧技术、纯净钢冶炼技术等。
高效低成本洁净钢生产课件
目录
引言洁净钢生产技术高效低成本洁净钢生产工艺高效低成本洁净钢生产实践与案例分析结论与展望
引言
洁净钢是指钢中氧、氮、氢、硫、磷等杂质元素含量较低，且夹杂物细小弥散分布的钢种。
洁净钢的生产过程需经过冶炼、连铸和轧制等工序，通过控制各工序的工艺参数和操作条件，达到降低杂质元素含量和去除夹杂物的目的。
国内外典型案例对比
结论与展望
高效低成本洁净钢生产技术已取得显著成果，为钢铁行业的发展提供了有力支持。
高效低成本洁净钢生产技术涉及多个领域，包括冶金、材料科学、化学等，需要跨学科合作。
高效低成本洁净钢生产技术还需要在生产实践中不断优化和完善，以提高生产效率和降低成本。
钢铁行业将继续推进高效低成本洁净钢生产技术的研发和应用，以提高产品质量和降低生产成本。
02
高效低成本洁净钢生产工艺流程
详细阐述从原料选择、冶炼、连铸、轧制到产品精整的整个生产工艺流程。
分析该企业在高效低成本洁净钢生产方面的成功经验，包括技术应用、工艺优化、设备改造等方面的具体措施。
某钢铁企业高效低成本洁净钢生产实践
对比分析国内外在高效低成本洁净钢生产方面的典型案例，总结各自的优势和不足。
未来钢铁行业将更加注重环保和可持续发展，高效低成本洁净钢生产技术将发挥更加重要的作用。
洁净钢的工艺流程
洁净钢的工艺流程
接着就是炼铁啦。
炼铁这个过程像是一场火热的派对。
在高炉里，把烧结矿或者球团矿和焦炭、石灰石等一起放进去。
这时候温度超高的，焦炭就像一个活力满满的小助手，它在里面燃烧，提供热量，还能把铁矿石里的氧夺走，让铁从矿石里被解放出来。
石灰石呢，就像个小清洁工，把一些杂质带走，最后铁水就从高炉的底部流出来啦。
铁水出来后还不能直接用呢，得进行炼钢。
炼钢就像是给铁水来个大变身。
在转炉或者电炉里，向铁水里面加入各种东西，比如废钢，这就像给铁水找了些小伙伴。
然后再吹入氧气，氧气就像个严厉的老师，把铁水里的碳啊、磷啊、硫啊这些杂质给教训一顿，让它们变成气体或者炉渣跑掉。
这时候的钢水就比之前纯净多啦。
还有精炼环节哦。
精炼就像是给钢水做个深度美容。
在精炼炉里，会进行很多细致的操作。
像真空处理，把钢水放在真空环境下，那些在常压下不容易跑掉的气体杂质，在真空里就待不住啦，纷纷跑掉。
还有就是进行合金化的操作，根据需要往钢水里加入一些合金元素，就像给钢水穿上不同风格的衣服，让它具备不同的性能。
最后就是连铸啦。
连铸这个过程超级神奇。
把精炼好的钢水倒入结晶器里，钢水在结晶器里开始慢慢凝固，就像从液体变成固体的魔法一样。
然后通过拉矫机等设备，把凝固的钢坯拉出来，再经过冷却等一系列操作，就得到了我们的洁净钢啦。
洁净钢技术与工艺简介
洁净钢技术与工艺简介1 目标与目的钢洁净度在钢铁应用的发展中是最重要的。
钢的性能决定了它的用途与竞争能力，而化学成分和最终的显微组织确定了钢的性能。
因此，不会有一个完整的洁净钢定义，它仅仅是与应用有关的一个术语。
氧化物在改变钢的显微组织上扮演了重要角色，因此，成为本次研究的焦点。
它们要么以钢水二次氧化的形式存在，要么以耐材或保护渣吸卷的方式进入钢中。
因此，炼钢，尤其是二次冶金处理和连铸工序是实现所要求的洁净度的关键。
为判定最佳操作和建立科学的概念，收集了关于设备、工艺和控制方面的数据。
这些数据来自22个国家的64套设备上，各个数据表包含了800条不同的信息，总共获得了5万余条可用信息。
选择了低碳钢、超低碳钢、管线钢、高碳长材和弹簧钢进行研究，应用领域涵盖了汽车裸露件、管线和滚珠轴承等。
比较工业实践仅仅是该项目的一个部分，此外，还进行了深入的文献调查，以确定今后的发展与进步。
氧化洁净度是优质钢最重要的一个指标。
全世界在改进二次炼钢和连铸工艺技术方面付出了巨大努力。
主要目的是要将钢水中夹杂物含量减少到最低程度，促进颗粒分离，避免被大气、炉渣和耐火材料二次氧化等。
有害夹杂物一个主要成因是非常小的夹杂物在紊流区凝结，这出现在从大包到中间包、中间包再到结晶器传输钢水的过程。
相反，外来非金属夹杂物源于炉渣夹带，因此，保护渣绝不能乳化进入钢水。
这是对钢铁工业在这个艰难冶金领域里继续发展提出的挑战。
2 洁净钢这次的研究不是要建立洁净钢的通用定义，因为洁净度是钢材使用的直接结果，对洁净度的要求各不相同。
本次研究集中在氧化物夹杂方面。
氧化物夹杂数量根据使用要求可以不同，但在位置、形状、分布和其它许多方面要仔细考虑。
一般而言，钢和食品一样干净。
人们所不希望的成分浓度大约是百万分之的数量级。
而且，钢中局部含有杂质不会影响使用。
当讨论钢的洁净度时，氧化物夹杂是讨论的重点。
氧化物颗粒是在生产加工中由脱氧、二次氧化生成的，或与各种容器的耐火材料反应形成的。
洁净钢的工艺流程
洁净钢的工艺流程洁净钢啊，简单来说就是杂质特别少的钢。
那它的工艺流程是有好多环节的哦。
一、原料的选择。
在制作洁净钢的时候，原料的选择那可太重要啦。
就像我们做菜一样，食材不好，做出来的菜味道就不行。
制作洁净钢要选优质的铁矿石和其他一些添加的原料。
比如说铁矿石要是含铁量高的，杂质少的那种。
要是含铁量低，里面有好多乱七八糟的东西，像硫啊磷啊这种杂质太多，那后面要费好大劲儿去除呢。
而且其他的添加原料也要纯净，不然就会把杂质带进钢里面去。
二、炼铁环节。
这炼铁就像是一场魔法表演的开始。
把选好的铁矿石、焦炭等原料放进高炉里。
高炉可是个大家伙，在高炉里会发生好多神奇的反应。
高温下，焦炭会和氧气反应产生热量，这个热量能让铁矿石中的铁氧化物被还原成铁水。
但是呢，这时候铁水里还是有一些杂质的，像硅啊、锰啊之类的，不过没关系，后面还有步骤来处理它们呢。
三、炼钢环节。
炼钢环节那就是让铁水大变身的时候啦。
这时候会把铁水倒进转炉或者电炉里。
在转炉里，会往里面吹入氧气，这个氧气可厉害啦，它能把铁水里多余的碳烧掉，让碳的含量达到我们想要的水平。
而且啊，那些在炼铁环节残留的杂质，像硅、锰还有一些硫磷等，也会在这个过程中被去除一部分。
在电炉里呢，是通过电能来加热铁水，也能达到类似的去除杂质的效果。
在这个过程中，炼钢工人就像超级英雄一样，时刻盯着各种参数，确保炼钢的过程顺利进行。
四、精炼环节。
精炼环节就像是给钢做一个深度清洁和调理。
这个环节有好多不同的方法呢。
比如说有真空精炼，把钢水放到真空环境里，那些在常压下很难去除的气体杂质，像氢气，在真空环境下就很容易跑出来啦。
还有炉外精炼，会往钢水里加入一些特殊的材料，这些材料就像小清洁工一样，把钢水里剩余的微小杂质吸附起来。
这就好比我们给脸做深度清洁，把毛孔里的脏东西都弄出来，让钢变得更加纯净。
五、连铸环节。
经过前面的重重工序，钢水已经很纯净啦。
这时候就到了连铸环节。
钢水会被倒入连铸机里，连铸机就像一个神奇的模具制造机。
论纯净钢及其生产技术
论纯净钢及其生产技术一、引言纯净钢是一种特殊的钢材，它具有非常低的杂质含量和高度的纯度。
由于其优异的物理和化学性能，纯净钢被广泛应用于高端领域，如航空航天、汽车制造和电子设备等。
本文将深入探讨纯净钢的背景、生产技术和应用领域等方面内容。
二、背景纯净钢是通过去除钢材中的杂质和不纯物来获得的，其主要成分是铁和碳。
相比普通钢材，纯净钢的含碳量更低，其中的杂质元素也更少。
这些杂质元素可能会对钢材的强度、韧性和耐蚀性等性能造成负面影响，因此去除它们可以提高钢材的整体质量和性能。
三、纯净钢的生产技术1. 高纯度原料的选择生产纯净钢的第一步是选择高纯度的原料。
优质的生铁和高纯度的铁合金是制备纯净钢的理想原料。
生铁中的杂质元素可以通过冶炼和脱硫等过程进行去除，而铁合金则可以根据需要调整合金成分，以满足不同纯净钢的要求。
2. 熔炼选择好原料后，下一步是进行熔炼过程。
熔炼可以通过电弧炉、感应炉或氧气顶吹转炉等设备进行。
在熔炼过程中，原料中的杂质和不纯物将逐渐被溶解、氧化或挥发掉，从而得到高度纯净的熔体。
3. 净化熔炼后的熔体尚存在一些微量杂质，净化过程可以通过氧化、还原、淬火等方法来去除。
常用的净化方法包括LF法、VOD法和RH法等。
这些方法可以有效地去除熔体中的氧化物、硫、氢等杂质，从而提高钢材的纯度。
4. 结晶和热处理净化后的熔体通过结晶和热处理过程得到成品钢材。
结晶过程采用连铸技术，通过模具使熔体逐渐凝固，并形成连续的钢坯。
然后，钢坯经过进一步的加热、轧制和热处理等工艺步骤，得到最终的纯净钢材。
四、纯净钢的应用领域由于其卓越的性能，纯净钢在众多领域都有广泛的应用。
1.航空航天：纯净钢被广泛应用于航空发动机、飞机构件和航空航天设备中。
其高强度和低重量使得飞行器更加节能高效。
2.汽车制造：纯净钢在汽车制造中有着重要的应用。
它可以用于制造车身和安全构件，提高汽车的碰撞安全性和燃油效率。
3.电子设备：纯净钢在电子设备的制造中也有应用。
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。
纯净钢的生产技术和应用新日铁讲解PPT课件
(After M. Tani M, Proceedings of 4th第E2u2r页op/共ea4n8C页ontinuous Casting Conference, 2002)
电磁连铸（ EMC ）原理图
(After M. Tani M, Proceedings of 4th European Continuous Casting Conference, 2002)
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表面净化（气孔）
Vc=1.2m/min.
Vc=2.0m/min.
气孔指数 气孔指数
(Data of Kimitsu Works)
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电磁感应的原理
电流
线圈中的交流电 时间
电感线圈
感应线圈
如果是液态金属
感应电流
感应磁场
洛伦兹力
流动
洛伦兹力
产生了电磁力驱动的流场
(After K. Wunnenberg, Revue de Metallurgie, 2005)
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有害夹杂物的尺寸范围
(After K. Wunnenberg, Revue de Metallurgie, 2005)
33
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有害夹杂物的来源
(After K. Wunnenberg, Revue de Metallurgie, 2005)
4
第4页/共48页
内容
1.引言 纯净钢概述
2.纯净钢生产工艺的基础理念 3.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
3.1 降低氧化物夹杂总量 3.2 减少大颗粒夹杂 3.3 降低板坯表面及皮下夹杂物 3.4 控制夹杂物化学成分
洁净钢生产工艺及技术
洁净钢生产工艺及技术1. 引言洁净钢是一种具有高纯净度和低杂质含量的钢材，它在现代工业中具有广泛的应用。
洁净钢的生产工艺和技术对于提高钢材的质量和性能具有重要意义。
本文将介绍洁净钢的生产工艺及技术，包括材料准备、熔炼工艺、净化工艺和热处理工艺等方面。
2. 材料准备洁净钢的生产首先需要准备高质量的原材料。
一般而言，使用优质的铁矿石和石墨粉为原材料。
在材料准备过程中，需要对铁矿石进行破碎、筛分和磁选等处理，以去除其中的杂质。
同时，还需要对石墨粉进行筛分和干燥处理，以确保其纯净度和质量。
3. 熔炼工艺洁净钢的熔炼工艺是保证钢材质量的关键步骤。
在熔炼过程中，采用电弧炉作为主要设备，并在炉内加入适量的石墨粉，以促进石墨的溶解和扩散。
此外，还需要在熔炼过程中控制熔炼温度、保持炉内气氛的稳定，并通过合理调整熔炼时间和翻炉工艺等措施，以确保熔炼的钢液质量达到洁净钢的要求。
4. 净化工艺净化工艺是提高钢材纯净度的重要措施。
常用的净化工艺包括真空脱气、氧化脱硫和氢脱氮等。
在真空脱气过程中，通过将熔炼好的钢液置于真空环境下，利用钢液中的氢、氮等气体的挥发性，将其去除。
氧化脱硫是指在钢液中加入氧化剂，使之与硫反应生成气体，从而将硫从钢液中去除。
氢脱氮是指通过在钢液中通入氢气，使之与钢液中的氮气反应生成气体，从而将氮从钢液中去除。
5. 热处理工艺热处理工艺是洁净钢生产的最后一道工序，它能够通过改变钢材的组织结构，进一步提高钢材的性能。
常见的热处理工艺包括淬火、回火和正火等。
淬火是指将热处理后的钢材迅速冷却，以使其获得较高的硬度和强度。
回火是指将淬火后的钢材加热到适当的温度，然后冷却，以使其获得合适的韧性和延展性。
正火是指将热处理后的钢材加热到适当的温度，保温一段时间后，进行缓慢冷却，以改变钢材的组织结构。
6. 结论洁净钢的生产工艺及技术对于提高钢材的质量和性能具有重要意义。
在生产过程中，需要注意材料准备、熔炼工艺、净化工艺和热处理工艺等方面的要求，以确保生产出符合洁净钢标准的优质钢材。
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”。
闪速炼钢生产洁净钢技术研究
闪速炼钢生产洁净钢技术研究一、引言闪速炼钢技术是一种新型的钢铁冶炼技术，它采用高温高压的氧气和煤粉进行反应，从而使钢水中的杂质得到清除，生产出洁净的钢材。
这种技术具有节能、环保、效率高等优点，在我国的钢铁工业中得到了广泛应用。
本文将对闪速炼钢生产洁净钢技术进行详细的研究。
二、闪速炼钢生产洁净钢技术原理1. 原料配比闪速炼钢生产洁净钢技术所使用的原料主要包括铁水、废钢和废铁等。
在使用这些原料时，需要进行合理的配比以确保最终生产出来的钢材具有良好的性能。
2. 氧气喷吹在闪速炼钢过程中，需要使用高温高压氧气进行喷吹。
这种氧气可以使得铁水中的碳和其他杂质被氧化，从而形成二氧化碳和其他物质，并且随着喷吹过程中空气流动的不断变化，可以将钢水中的杂质排除出去。
3. 煤粉加入在闪速炼钢过程中，需要将煤粉加入到铁水中进行反应。
这种反应可以使得钢水中的氧化物被还原，从而形成二氧化碳和其他物质。
同时，由于煤粉本身也是一种还原剂，所以可以帮助清除钢水中的杂质。
三、闪速炼钢生产洁净钢技术优点1. 节能闪速炼钢生产洁净钢技术使用高温高压氧气和煤粉进行反应，相比传统的冶炼方法可以节省大量能源。
2. 环保闪速炼钢生产洁净钢技术使用高温高压氧气和煤粉进行反应，在这个过程中不会产生大量的废气和废水等污染物。
3. 效率高闪速炼钢生产洁净钢技术使用高温高压氧气和煤粉进行反应，可以快速清除铁水中的杂质，并且可以在较短时间内完成整个冶炼过程。
四、闪速炼钢生产洁净钢技术应用1. 钢铁工业闪速炼钢生产洁净钢技术已经在我国的钢铁工业中得到广泛应用。
它可以生产出具有良好性能的洁净钢材，并且可以节省大量能源和降低污染物排放。
2. 其他领域除了在钢铁工业中应用，闪速炼钢生产洁净钢技术还可以在其他领域中得到应用。
例如，在航空航天领域中，需要使用高强度、高韧性的材料来制造飞机和火箭等器件，而闪速炼钢技术可以生产出这种材料。
五、总结闪速炼钢生产洁净钢技术是一种新型的冶炼方法，它使用高温高压氧气和煤粉进行反应，可以快速清除铁水中的杂质，并且具有节能、环保、效率高等优点。
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炉渣乳化
• 乳化渣产生机制
– 出钢铸流冲击渣层 – 渣钢界面气泡引起的搅动 – 钢流速度和方向变化引起渣钢界面之间的漩涡和剪切
力
弥散在连铸结晶器钢液表面的渣滴最容易引起铸坯缺陷
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炉渣乳化
• 连铸结晶器内的卷渣机理
– 通过连铸结晶器窄边的上升回流流股。
与过大的氩气流量 有关，塞棒系统
– 不稳定的回流产生的高剪切应力。
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炉渣乳化
• 限制涡流的方法
在水口附近设置流体障碍物 吹气可延缓涡流产生 改变水口形状或暂时关闭水口效果不明显
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二次氧化
• 钢液二次氧化的原因
– 被合金中的氧化物污染 – 在钢包和中间包中与渣的反应 – 上一炉附着在钢包内壁或者RH浸渍管内的渣瘤污染钢液 – 钢液与空气之间的反应（出钢、精炼、中间包内） – 钢液与不同容器或长水口耐火材料内衬之间的反应
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二次氧化
• 中间包加盖与密封
– 注入惰性气体后中间包预密封，防止开浇时的二次氧化 – 利于对中间包进行预热，降低耐材含水量 – 防止使用非氧化性碱性中间包覆盖剂时自由表面的热损失 – 增加安全性
图18.NSC Kimitsu使用的密封中间包图 图19.Sanyo Steel使用的密封中间包
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Δv约为42cm/s，适于高拉速
– Taylor-Saffman不稳定性标准（不同黏度与密度）
• 产生剪切应力，同时由于表面张力的作用产生颈缩。
– 流体不稳定性标准
• 与脉动流有关，从结晶器流入的不同流股会产生波动， 从而发生卷渣。
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• 量纲分析法
炉渣乳化
式中，Δρ 两相之间的密度差； γ - 表面张力； μ - 黏度;L - 界面之间相互作用的距 离
• 减少一次脱氧产物； • 去除钢包冶金过程中的杂物； • 减少二次氧化生成的夹杂物；
– 钙处理
• 解决铝镇静钢水口堵塞，簇状三氧化二铝转化为液态铝酸钙
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水口堵塞
• 钙处理
– 钙加入量太低，形成CA6和CA2，堵塞加重。 – 发生二次氧化，改变夹杂物的组成与成分，形成富氧化铝
型夹杂。 – 钙处理强度过大，钢液表面翻腾产生二次氧化。 – 对不同硫含量的钢种，易发生夹杂物种类的转变
二次氧化
图20.DH钢包和结晶器吸氮(德-迪令根)
图21.DH结晶器中测量的钢液总氧量 (德-迪令根)
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二次氧化
• 控制耐火材料引起的二次氧化
– 钢包耐火材料
脱落至钢液造成污染 与炉渣发生间接反应
– 中间包氧化镁耐火材料
无碳MgO耐火材料造成钢液二次氧化，主要为耐材中不稳定的氧 化物被金属脱氧剂还原，如氧化铁、二氧化硅、水分等。
图2.顶吹氧气搅拌
图3.REDA装置
图4.钢包脱气
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钢包操作
• 钢包加热
– 不提高出钢温度，可获得更多的精炼时间。 – 降低铸坯由于温度导致的降级处理率，有利于夹杂物
去除。 – 增加对钢水洁净度和成分的控制。 – 更容易生产低磷、碳、硫、氧、氮和氢含量的钢种。
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钢包操作
• 钢包炉
– 合适的顶渣成分。 – 需大吹气量搅拌钢液，增
图8.表面缺陷与结晶器中T[O]之间的 关系
图9.宏观夹杂物数量与T[O]之间的 关系
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二次氧化
• 渣中FeO含量和厚度的检测
Mo/Cr+Cr2O3//ZrO2//aO渣/Fe(钢液)
图10.Quick-Slag原电池示意图
图11.化学分析检测渣中FeO含量
与原电池检测值的比较
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二次氧化
• 渣脱氧减少二次氧化 RH操作中最普遍的方法
夹杂物。
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钢包操作
• CAS-OB
化学方式加热钢水。 底吹氩、脱氧、加入合金。 吹氧加铝加热钢水→≥5min搅
拌→20min左右静置。
图7.CAS(-OB)装置
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钢包操作
• 钢液成分 • 出钢条件 • 耐火材料 • 脱氧剂和合金的加入 • 钢包衬与钢包残留物 • 钢包渣 • 夹杂物变性 • 精炼时间
加了卷渣和二次氧化。 – 长时间小气量吹氩促进夹
杂物上浮。 – 能精确控制钢液成分、钢
液洁净度和温度。
图5.钢包炉
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钢包操作
• 真空电弧加热脱气
图6.真空电弧加热(VAD)
真空、搅拌、加热和合成渣利 于脱氢、脱硫、去除夹杂物。
真空加合金调节钢液成分，提 高收得率。
喂钙变性夹杂。 连铸前精确控制钢水温度。 促进渣钢间的反应，利于去除
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结晶器内流场控制
• 弯月面液面控制
– 20世纪80年代中期---弯月面液面传感器 – 20世纪80年代中期至1990年---改善注流机械设备操作
准确性 – 1990年后---解决设备反应速度、湍流问题，引入现代控
制理论
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结晶器内流场控制
• 结晶器内卷渣
1. 钢液回流导致钢液与保护渣之 间产生剪切流导致静态下渣。
WWH
• 什么是洁净钢？ • 钢为什么不洁净？ • 如何生产洁净钢？
2
洁净钢
• 用来标志近来钢铁冶炼发展及其应用特别是针对与 氧化物夹杂相关的洁净度问题。
• 在钢中要尽可能地去除有害组元，在冶金熔体、铸 坯和钢材中要求有非常均匀的分布。
• 洁净度因钢种和用途不同而不同。
3
洁净钢
• 当钢中的非金属夹杂物直接或间接地影响产品的 生产性能或使用性能时，该钢就不是洁净钢。
• 炼钢过程中，由于钢液或渣对耐火材料的化学或热侵 蚀作用以及固态耐火材料颗粒脱落进入钢液。
• 卷渣产生的夹杂物，渣钢界面上钢水流速较大以及渣 的乳化使液态渣滴卷入钢液。
6
钢中的夹杂物---控制/去除
• 避免生产过程中夹杂物的生成。 • 促使夹杂物向渣/气、钢/渣或钢液/耐火材料界面移
动，使其进一步脱离钢液进入界面并从界面分离。
二次氧化
• 防止连铸过程中的下渣（钢包→中间包、结晶器）
– 留钢操作 – 电磁下渣检测系统(改进激活下滑板) – 增加耐材挡坝，抑制旋转力和漩涡
图16.钢包与中间包底部建耐材挡坝防止下渣(POSCO)
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二次氧化
• 减少中间包到结晶器的下渣
– 钢液高度低于形成漩涡的临界高度 – 大容量中间包换包时间过长 – 小容量中间包
• 如果非金属夹杂物的数量、尺寸或分布对产品的 性能都没有影响，那么这种钢就可以被认为是洁 净钢。
4
钢中的夹杂物---分类
• 内生夹杂物：与钢液成分处于平衡状态，自然生
成，只能减少，无法完全去除。
• 外来夹杂物：与冶炼过程相关，采用合适的冶炼
工艺可以减少或避免。
5
钢中的夹杂物---来源
• 加入脱氧剂后生成的脱氧产物、裸露的钢液被大气氧 化和被耐火材料氧化生成的二次氧化产物。
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中间包冶金
• 中间包钢水加热
– 换包时钢包温度波动，中间包钢水温度降低，缺少热 浮力，将渣卷入结晶器。
– 中间包钢水加热(日本、亚洲)
图38.通过中间包钢水加热控制钢水温度
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中间包冶金
• 促进夹杂物的分离
– 优化中间包钢水流动 – 中间包吹氩 – 合理选择覆盖剂
图41.非氧化性中间包覆盖剂对钢中总 氧量的影响
1.9L/min，滑板系统 最大6L/min。
– 定期在SEN后方卡门漩涡区产生的下排流。
– 从SEN出口到表面的大的氩气泡。
– SEN出口布流不均匀引起
– 在较高钢通量的情况下，钢水和保护渣之间聚集的泡 沫。
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炉渣乳化
• 影响卷渣的参数
– Kelvin-Helmholtz不稳定性标准（不同层流之间相对运动波动性）
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炉渣乳化
• 漩涡卷渣Leabharlann 漩涡下排(漩涡型漏斗)和汇流下排(非漩涡型漏斗) 稳态漩涡和非稳态漩涡 表面微凹、表面漩涡、全面发展卷吸空气的漩涡
低流速下，漩涡随着流出速度的增加而达到最大 稳定的高流速下，随着流出速率的增加，熔池临界深度
减小
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• 漩涡卷渣
炉渣乳化
K-流动能量损失 随着渣钢比率的增加，临界熔池深度增大
图12.渣脱氧后ULC钢板表面指数降低
图13.渣脱氧后表面缺陷率降低
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二次氧化
• 减少中间包覆盖剂引起的二次氧化
B C
产生的液态炉渣会增加对中间包耐火材料的侵蚀
图14.中间包覆盖剂采用铝酸钙代替碳 化稻壳后，缺陷率减低
图15.内陆钢铁公司使用碱性中间包覆
盖剂后，IF钢表面裂纹缺陷指数降低
26
–深度脱氧，出钢时确保稳定的、低的氧化性 –保护性气氛，防止二次氧化 –改良覆盖剂、保护渣和耐材，防止卷渣和大颗粒夹杂 –氩气或电磁搅拌促进及杂物的上浮 –合理改进、选取生产设备
7
洁净钢生产工艺及技术
图1.钢铁生产工艺流程图
8
• 气体搅拌
钢包操作
• 真空脱气
– RH、RD、REDA、钢包脱气、V-KIP
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水口堵塞
• 吹氩密封
– 增加水口内的压力，防止二次氧化，减少夹杂物聚集。 – 降低氧化性气体分压，减缓钢液与耐材之间的反应。 – 在水口壁上形成氩气薄膜，降低接触时间，机械清理，降
低吸附力。 – 氩气泡吸附夹杂物，将其从水口内壁分离。
气泡流动、环形流动
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水口堵塞
• 改良耐材
– 配合紧密，防止二次氧化 – 无碳耐材内衬，减少第一层反应的厚度
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二次氧化
• 控制耐火材料引起的二次氧化---中间包耐火材料
钢液与中间包衬的反应导致二次氧化产物产生