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碳钢制造的三个阶段须知

时间: 2022-03-15 08:13:59 浏览次数:
碳钢分三个阶段制造:初级炼钢、二次炼钢、铸件

碳钢分三个阶段制造:

  1. 初级炼钢

  2. 二次炼钢

  3. 铸件

随后是对最终产品特性有直接影响的各种精加工技术。

高炉炼钢

钢是在高炉中生产的,然后将钢水从高炉中取出,放入钢包或钢槽中进行进一步加工。

1、初级炼钢

钢可以由 100% 回收材料制成,也可以由回收材料和原始钢的组合制成。原始钢是在高炉中由铁矿石、焦炭(由煤生产)和石灰制成的。原材料被添加到在 3000°F 下运行的熔炉顶部。随着铁矿石熔化并与燃烧的焦炭混合,碳被释放到熔融产品中。杂质被石灰吸收成表面的炉渣,可以从钢水中撇去。此阶段的产品含有约 4% 的碳,并且仍然存在一些杂质。熔化的原始钢被转移到已经包含回收废金属的碱性氧气炉 (BOF)。将纯氧吹过钢水以氧化多余的碳,形成含碳量高达 1.5% 的成品。

回收的废钢 无需在电弧炉中添加原始钢即可进行再加工。大功率电弧在高达 3000°F 的温度下熔化金属。随着废钢熔化,可以将更多批次的废钢添加到熔炉中,直至其容量。一旦获得钢水的扁平浴,氧气就会以与 BOF 相同的方式吹过。在这两种情况下,钢水都从熔炉中取出到钢包或钢槽中进行进一步处理,同时去除含有杂质的表面熔渣。

2、二次炼钢

市场对更高质量 钢铁 产品和一致性能的需求推动了二次炼钢工艺的发展。

电弧炉

在电弧炉中通过添加或去除单个成分或通过控制温度来改变钢的成分。

  • 搅拌
    电磁场用于在钢包中产生湍流。这种方法很容易分离漂浮到表面的非金属夹杂物,同时确保钢的均匀混合物和成分。

  • 钢包炉
    钢包充当二次电极炉,可实现精确的温度控制和合金成分的测量注入。

  • 钢包注入
    惰性气体注入钢槽底部。随着气体升温并通过钢水上升,实现了搅拌效果。

  • 脱气
    去除氢气、氧气和氮气,同时降低产品的硫含量。用于钢水脱气的各种技术,包括真空、惰性气体注入和温度控制。

  • 成分调整(密封氩气鼓泡吹氧 - CAS-OB)
    搅拌是通过将氩气注入密封钢浴来实现的。通气管布置可防止熔渣受到干扰,同时减少氢含量并使氧化物夹杂物漂浮到表面。氧气通过喷枪送入浴槽,铝通过通气管添加,从而提高温度控制水平和准确的最终成分。

脱氧钢

二次炼钢的一个关键方面是去除氧气。钢水开始凝固时存在氧气,  导致与碳反应释放一氧化碳气体。控制脱氧可用于改变成品的特性,从而改变钢用于不同应用的适用性。

  • 封边钢
    封边钢是未脱氧或部分脱氧的钢。在固化过程中会产生高水平的一氧化碳,从而产生良好的表面质量,但存在许多气孔。

  • 封口钢
    封口钢最初遵循与翻边相同的模式,但大约一分钟后,模具被封口以抑制一氧化碳的形成。

  • 半镇静钢
    半镇静钢在倒入模具之前已经过部分脱氧,通常碳含量在 0.15–0.3% 范围内。

  • 镇静钢
    镇静钢已经完全脱氧,因此在凝固过程中根本不会形成一氧化碳。成品结构均匀,无气孔。 将铝 作为主要脱氧剂添加到钢包或模具中,以“杀死”一氧化碳的形成;然而,有些应用中不希望在成品中添加铝。铝的替代品是锰和硅或硅化钙的铁合金。

3. 铸造

传统 的铸造方法 包括用起重机吊起钢包,以便将钢水注入安装在轨道车上的单个模具中。铸锭模具有轻微的锥形,以便于在凝固后取出铸锭。钢锭被转移到均热坑,在那里它们被重新加热以进行 热轧

铸造机可以将钢水连续铸造成更适合下游加工的形状。钢包被提升到一个高架平台,在那里它们将钢水排放到一个中间包中,该中间包为浇铸机供料。钢水从中间包送入带有可移动底板的水冷模具中。随着钢皮凝固,钢板慢慢下降,让更多的钢水进入模具。钢在连铸机中形成板坯、大方坯或钢坯。固化的产品在机器末端被矫直和切割之前由辊子拉动。这个过程可以持续数天或数周而不会中断。

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