【正文】 )就可明顯降低銹蝕速率，在磷與銅共有時(shí)更為有效。與酸蝕情況不同，殘余元素可以有效地提高鋼材抗大氣腐蝕的能力，這是因?yàn)樗鼈兛捎行У赜绊戜摬谋砻娴匿P蝕機(jī)制，不含殘余元素的鋼材在戶外銹蝕，表面會(huì)形成一層松軟的黃色銹層，這種多孔的松軟銹層很容易吸水，且一旦吸水，很難干燥。4）殘余元素對(duì)鋼材抗腐蝕性能的影響從熱力學(xué)分析，鋼水中所有全保留殘余元素均傾向于減小鋼在氧化性酸中的腐蝕速度。由于第三組元對(duì)殘余元素晶界偏析致脆的促進(jìn)作用，這里特別強(qiáng)調(diào)應(yīng)嚴(yán)格控制鋼中的硅、錳含量。一些研究結(jié)果表明，可以用加權(quán)因數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)殘余元素對(duì)回火脆性的影響，不同鋼種各元素的加權(quán)因數(shù)亦不同。鋼中含有硅及錳元素時(shí)，將大大促進(jìn)殘余元素引起的第二類回火脆性。鋼中添加足夠的Mn元素，將與硫形成高熔點(diǎn)MnS，可有效降低或消除由硫引起的熱脆。反之，鋼中殘余元素錫、砷、銻均會(huì)降低銅的熔點(diǎn)從而加強(qiáng)銅脆敏感性。如果鋼的熱加工(鍛造或熱軋)溫度在銅的熔點(diǎn)(1083 ℃)以上則表面沉積的這層銅將形成液膜，將潤(rùn)濕鋼的表面并沿晶界向鋼內(nèi)部浸潤(rùn)，最后導(dǎo)致嚴(yán)重的銅裂，這是目前已發(fā)現(xiàn)的最嚴(yán)重的加工熱脆性機(jī)制之一。由熱力學(xué)數(shù)據(jù)可知，所有全保留殘余元素在合適的氧化性氣氛下加熱，由于選擇性氧化的結(jié)果，均會(huì)富集于鋼的表面。表1　殘余元素在鋼中凝固偏析的傾向和晶界富集因數(shù)元素名稱凝固偏析因數(shù)晶界富集因數(shù)硫25000磷200～750碳10000銻1000氮—砷250氫—錫250～750銅100～200鎳、鉬—錳—鎢—鈷—鉻—鋼中第三組元對(duì)殘余元素在晶界偏析的影響很大，根據(jù)Guttmann的工作，鎳、錳、鉻、釩、鎢、鉬、鈦、鋯對(duì)磷偏析的影響依序增強(qiáng)。幾種殘余元素在晶界上的晶界富集因數(shù)亦列于表3，它是一個(gè)無(wú)量綱量，定義為晶界濃度與晶內(nèi)濃度之比。不同殘余元素在鋼中的凝固偏析因數(shù)見(jiàn)表1，它是一個(gè)無(wú)量綱量，等于Δc/c，即不偏析時(shí)，偏析因數(shù)為零。微量元素：為了改善鋼的使用性能，出鋼合金化時(shí)，有意加入微合金元素，使其在鋼水中保持其一定含量，如鋼中含有微合金元素鈮Nb、釩V，可提高鋼的韌性，增加抗硫化氫腐蝕能力。MnS的熔點(diǎn)是1610℃。其次要求適當(dāng)提高M(jìn)n／Si比。硅（Si）、錳（Mn）含量控制：硅、錳含量既影響鋼的機(jī)械性能，又影響鋼水的可澆性。為了減少這類鋼對(duì)裂紋的敏感性，通常在保證機(jī)械性能的前提下，～％范圍內(nèi)，而把錳（Mn）～％。在實(shí)際生產(chǎn)中,由于鋼中非金屬夾雜的存在,還會(huì)產(chǎn)生一些現(xiàn)場(chǎng)廢品和質(zhì)量降級(jí)的判斷,造成企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失,因此,對(duì)于連鑄坯中的非金屬夾雜研究必須給予高度重視。冶煉潔凈鋼應(yīng)根據(jù)品種和用途要求，在鐵水預(yù)處理煉鋼精煉連鑄的操作都應(yīng)處于嚴(yán)格的控制之下，煉鋼環(huán)節(jié)主要控制技術(shù)如下：(1)鐵水預(yù)處理，%%。而且要嚴(yán)格控制鋼中非金屬夾雜物，數(shù)量少、尺寸小、形態(tài)要控制為點(diǎn)球狀不變形夾雜，潔凈鋼高。6夾雜物隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們對(duì)鋼的純凈度要求越來(lái)越高。3 鋼中氧 一般測(cè)定的鋼中的氧是全氧，包括氧化物中的和溶解的氧，使用濃差法定氧時(shí)測(cè)定鋼液中溶解的氧，在鋼坯、材取樣分析的是全氧。v 調(diào)整鋼液成份和溫度。碳溶于鐵的反應(yīng)： FeC3=3[Fe]+[C]脫碳反應(yīng)：O2 +2C=2CO O2 +[Si]=Si O2 O2 +[Mn]=Mn O2 脫磷反應(yīng)：2[P]+ 5(FeO)+3(CaO)=()+5[Fe]脫硫反應(yīng)：[FeS]+ (CaO)= (FeO)+ CaS 2CaS+ 3O2 =2S O2+2CaO脫硫、脫磷都需高堿度、大渣量，不同的是脫硫需要高溫，低氧化鐵，而脫磷則需要低溫，高氧化鐵。每類夾雜物按厚度或直徑分為細(xì)系、粗系兩系列，用字母e表示粗系夾雜物。不銹鋼不銹鋼不生銹，原因是鋼中含鉻，%，低于此量就不叫不銹鋼。 %的鋼很少使用，%的鋼稱為工業(yè)純鐵，它是電器、電訊、電工儀表用的磁性材料。煉鋼培訓(xùn)材料一、鋼與鐵的區(qū)別鋼與鐵區(qū)別主要體現(xiàn)在碳含量的不同上，鋼與鐵之間沒(méi)有很明確的一致公認(rèn)的界限。基本知識(shí)GB國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)代號(hào) YB 原冶金工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)Q235A：其中Q：屈服強(qiáng)度，235：屈服強(qiáng)度值 。工業(yè)上應(yīng)用的不銹鋼含鉻在1230%之間。每個(gè)系列由表示夾雜物含量遞增的五級(jí)圖片（1級(jí)至5級(jí)）組成。脫氧反應(yīng)：O2 +[Si]=Si O2 O2 +[Mn]=Mn O2 2AL+O3= AL2O3…. 五、煉鋼基本任務(wù)煉鋼就是通過(guò)冶煉降低生鐵中的碳和去除有害雜質(zhì)，再根據(jù)對(duì)鋼性能的要求加入適量的合金元素，使其成為具有高的強(qiáng)度、韌性或其它特殊性能的鋼。v 將鋼液澆鑄成質(zhì)量合格的鋼坯。在標(biāo)準(zhǔn)中一般不規(guī)定含量值。由于生產(chǎn)過(guò)程環(huán)境及工藝自身的影響,鋼中存在非金屬夾雜物是不可避免的。夾雜物分內(nèi)生夾雜物、外來(lái)夾雜物鋼中內(nèi)在夾雜的主要來(lái)源是：冶煉過(guò)程元素被氧化及脫氧形成氧化物。(2)轉(zhuǎn)爐復(fù)合吹煉和煉鋼終點(diǎn)控制，改善脫磷條件，提高終點(diǎn)成分和溫度一次命中率，降低鋼中溶解氧含量，減少鋼中非金屬夾雜物數(shù)量。碳（C）：是對(duì)鋼的性能影響最大的基本元素。有害元素（硫S、磷P）含量：S、P是由原料中帶入的。首先要求把鋼中硅、錳含量控制在較窄的范圍內(nèi)（波動(dòng)值Si177。Mn／，可得到完全液態(tài)的脫氧產(chǎn)物，以改善鋼崐水的流動(dòng)性。殘余元素含量：鋼中殘余元素如銅、錫、鉛、銻等，通常是由廢鋼帶入的，而在冶煉中不能去除而殘留在鋼中。7鋼中殘余元素及其對(duì)鋼性能的影響1）殘余元素在鋼中的偏析許多殘余元素在鋼中是以偏析的形式存在并發(fā)揮作用的?！　≡谡Ｄ虠l件下，因此在鑄錠的冒口部分主要偏析元素是硫、磷、碳，其次有銻、氮、砷、氫、錫，相應(yīng)這一部分材料的硬度也將高于鑄錠的其它部份。根據(jù)SeahHondros模型，晶界富集因數(shù)與殘余元素在鋼中溶解度成反比。而鎳、鉻對(duì)銻在鋼中的偏析程度亦有相當(dāng)加強(qiáng)。這由于伴隨鐵的氧化及氧的擴(kuò)散過(guò)程，未發(fā)生氧化的殘余元素將逐漸沉積于金屬基體與氧化皮的界面，鋼材加熱時(shí)間越長(zhǎng)，氧化皮亦越厚，相應(yīng)在表面富集的殘余元素也將越多。銅在鋼表面富集的程度，取決于鋼中的殘銅量和鋼坯加熱時(shí)的氧化程度，對(duì)傳統(tǒng)的鑄錠工藝，鋼材從開(kāi)坯到最后成型一般至少要經(jīng)二次高溫加熱時(shí)程，而當(dāng)代連鑄工藝中，連鑄坯在步進(jìn)式連續(xù)加熱爐中長(zhǎng)時(shí)間的高溫氧化條件都有助于產(chǎn)生銅脆現(xiàn)象。然而如果鋼中沒(méi)有銅，這些殘余元素在微量情況下，對(duì)鋼材熱塑性并未表現(xiàn)有顯著影響。對(duì)普碳鋼， %時(shí)，熱脆最為嚴(yán)重， % %均可使鋼的熱塑性提高。這可能是由于硅、錳促進(jìn)殘余元素在鋼中的擴(kuò)散及偏析能力。采用經(jīng)驗(yàn)公式：K＝(Mn+Si)(10P+5Sb+4Sn+As)，式中濃度采用重量百分比含量可以定量估計(jì)殘余元素對(duì)回火脆性的影響，式中K值可定義為純凈度。錳含量將涉及鋼的精煉及脫氧工藝的改進(jìn)。其原因是這類元素的氧化勢(shì)要低于鐵，隨著鋼的選擇性溶解，鋼中殘余元素將逐漸在鋼表面沉積，由此逐漸減小鋼的腐蝕速度。這種銹層的形成，不但沒(méi)有任何保護(hù)作用，相反會(huì)加快進(jìn)一步的銹蝕進(jìn)程。由于銅對(duì)鋼材耐蝕性方面的有利作用，目前部分鋼種采用銅作為合金元素。對(duì)于純凈鋼，由于采用超純凈冶煉、真空碳脫氧等一系列工藝手段，鋼中殘余氧和氮很低，而無(wú)須采用鋁脫氧，這時(shí)對(duì)純凈鋼來(lái)講，由于鋼中殘余AlN過(guò)低的情況下，熱加工時(shí)應(yīng)研究如何減小奧氏體晶粒粗化傾向。當(dāng)代由于轉(zhuǎn)爐強(qiáng)沸騰冶煉及鋼水真空處理，鋼中殘氫含量已降到(2～3)106，因此鋼中氫造成的損壞大部分是由于環(huán)境滲氫而引起。鋼中的氫是一種有害無(wú)益的元素。原材料（1）金屬料鐵水，一般允許裝入量是總金屬料的70%以上，[Mn]/[Si]～。螢石（主要成分CaF2），CaF2≥85%，SiO2≤4%，S＜%，塊度為540mm。鋼包用耐火材料由永久層、工作層、渣線層、包底層組成。功能用耐火材料 鋼包用長(zhǎng)水口、透氣磚；中間包用浸入式水口、定徑水口、塞棒。（3）熔池直徑D=k(G/t)1/2其中k：比例常數(shù) ～，下限適于大爐子，上限適于小爐子。其中D：熔池直徑 m V：金屬熔池體積m3（5）公稱容量：又稱公稱噸位，有三種說(shuō)法：鐵水廢鋼平均加入量，平均出鋼量，平均產(chǎn)良坯量，我國(guó)通常采用平均出鋼量為爐子的公稱容量。（7）高寬比：指轉(zhuǎn)爐總高度H總與爐殼外徑D殼的比值。出鋼口直徑：d=（63+）1 /2 ，其中T為轉(zhuǎn)爐的爐容量。以上兩種方式在儲(chǔ)存、混勻鐵水的作用都不如混鐵爐。均勻鐵水成份216。（3）副槍：快速檢測(cè)熔池溫度、定碳、氧含量、液面位置及取樣。煤氣回收系統(tǒng)：靜電除塵器、煤氣柜、水封器、煙塵及污水處理。轉(zhuǎn)爐煤氣凈化回收系統(tǒng)工藝流程見(jiàn)圖1：圖1　石鋼30t轉(zhuǎn)爐煤氣凈化回收系統(tǒng)流程圖1 汽化冷卻煙道　2 溢流文氏管　3 一級(jí)彎頭脫水器　4 RD可調(diào)喉口文氏管　5 二級(jí)彎頭脫水器　6 水霧分離器　7 鼓風(fēng)機(jī) 8 液力偶合器　9 電機(jī)　10 三通網(wǎng)　11 回轉(zhuǎn)水封　12 U形水封　13 煤氣柜　14 煙囪　15 排水水封；　　流程簡(jiǎn)述：轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣經(jīng)爐口活動(dòng)煙罩捕集到汽化冷卻煙道，由汽化冷卻煙道出來(lái)的高溫?zé)煔饨?jīng)水冷夾套(內(nèi)有噴嘴)，手動(dòng)可調(diào)溢流文氏管后，煙氣飽和并降溫到70℃，經(jīng)過(guò)一級(jí)90176。凈化后的煙氣經(jīng)室外管道流入煤氣風(fēng)機(jī)，當(dāng)煙氣成分中氧含量＜2%、一氧化碳含量＞30%時(shí)回收入煤氣柜，否則放散。這一階段中，應(yīng)設(shè)法提前化好渣（形成一定堿度、一定（FeO）和（MgO）的流動(dòng)性良好的初期渣）和均勻升溫，有利于去S、P和減小初期酸性爐渣對(duì)爐襯的侵蝕。⑶終點(diǎn)控制：在拉碳的同時(shí)，確保P、S含量和溫度符合鋼種的出鋼要求；控制好爐渣的氧化性，使鋼液中含氧量適宜，以保證鋼的質(zhì)量。(2).合理的熔池深度(3).與連鑄澆鑄及設(shè)備的匹配國(guó)內(nèi)外經(jīng)常采用的裝入制度：(1).定量裝入制度(2).定深裝入制度(3).分階段定量裝入制度根據(jù)爐役情況，轉(zhuǎn)爐基本實(shí)行分階段定量裝入制度，根據(jù)鐵水成分和熱富裕程度，適當(dāng)調(diào)整鐵水和廢鋼的入爐比例。 216。供氧強(qiáng)度(m3/)= 氧氣流量(m3/min)/金屬耗裝入量（t）216。 216。供氧操作：目前有：恒壓變槍、恒槍變壓、變壓變槍三種操作類型。由于變壓變槍所產(chǎn)生的效果相互影響，操作中不易做到精確控制。此期中，脫碳速度取決于碳的多少。煉鋼造渣的目的是①去除鋼中的有害元素P、S②煉鋼熔渣覆蓋在鋼液表面，保護(hù)鋼液不過(guò)度氧化、不吸收有害氣體、保溫、減少有益元素?zé)龘p。造渣制度是研究造渣方法，加入渣料的種類、時(shí)間和數(shù)量，以及如何快速成渣，達(dá)到最大限度地去除鋼液中的S、P，緩和冶煉過(guò)程中的造渣速度與脫C速度之間的矛盾，在極短的時(shí)間內(nèi)造出具有一定堿度及氧化鐵含量、適當(dāng)粘度和數(shù)量的爐渣的操作工藝。　?、茽t渣的氧化性：通常用渣中含氧化鐵的多少來(lái)衡量 。216。根據(jù)鐵水成分中的硅、硫和鐵水裝入量配加石灰，提供合適的熔渣堿度（），達(dá)到冶煉要求。鐵礦石主樣用于降溫作用保證終點(diǎn)溫度命中。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的首要任務(wù),便是要求迅速造好具有一定堿度和氧化性、流動(dòng)性良好和數(shù)量足夠的熔渣。吹煉初期,液態(tài)渣主要來(lái)自Fe、Mn、Si的氧化,渣量少而渣中SiO2的濃度很高。為了加速成渣過(guò)程,應(yīng)該盡量縮短滯止期,可采用預(yù)熱石灰的方法,即先加石灰后兌鐵水。這些反應(yīng)不僅在石灰塊的外表面進(jìn)行著，而且也在石灰氣孔的內(nèi)表面進(jìn)行著。SiO2解體。在吹煉前期，由于（TFe）含量高，雖然爐溫不太高，石灰也可以部分渣化；在吹煉中期，由于碳的激烈氧化，（TFe）被大量消耗，熔渣的礦物組成發(fā)生了變化，由2FeOSiO2，熔點(diǎn)升高，石灰的渣化有些停滯，出現(xiàn)返干現(xiàn)象。但是對(duì)于不同成份的熔渣,粘度受溫度的影響是不同的,適當(dāng)提高熔池溫度和加入熔劑能增加熔渣的過(guò)熱度,以降低熔渣的粘度。螢石能顯著降低2CaO*SiO2的熔點(diǎn),使?fàn)t渣在高堿度下有較低的熔化溫度,CaF2不僅可以降低堿性爐渣的粘度,還由于CaF2在熔渣中生成F離子能切斷硅酸鹽的鏈狀結(jié)構(gòu),也為FeO進(jìn)入石灰塊內(nèi)部創(chuàng)造了條件。FeO能減少石灰塊表面2CaO*SiO2的生成,同時(shí)FeO有穿透2CaO*SiO2渣殼作用,使2CaO*SiO2殼層松動(dòng),有利于2CaO*SiO2殼層的熔化。因此有利于初期石灰的熔化。石灰加入量的計(jì)算 當(dāng)鐵水含磷較低時(shí)（〈%）石灰加入量=[Si%]R1000/CaO%有效（千克/噸鐵）CaO%有效= CaO%石灰RSiO2%石灰Si原子量28 O原子量16當(dāng)鐵水含磷較高時(shí)（＞%）石灰加入量=[Si%+P]R1000/CaO%有效（千克/噸鐵）P原子量311千克硅生成SiO2： 1千克磷生成P2O5：平均值：（+）/2=216。 1 出鋼溫度的確定 t出鋼溫度=t凝固點(diǎn)+t出鋼及過(guò)程溫降+t澆鑄所需過(guò)熱溫度 216。216。末期去磷困難，脫磷反應(yīng)對(duì)溫度的敏感性較強(qiáng)，雖然末期渣的堿度高，但高溫下磷的分配比下降，致使鋼液中的含磷量較難降到要求以下。為了提高爐溫，要采用一些強(qiáng)制性措施，增加鐵合金消耗、鐵損增加。(3)加快鋼包熱周轉(zhuǎn)，紅包出鋼。終點(diǎn)控制主要是指終點(diǎn)的溫度及成份的控制。 1 碳的判斷 ⑴ 通過(guò)火焰來(lái)判斷終點(diǎn)碳 ⑵ 以觀察鋼樣火花和鋼樣表面來(lái)判斷終點(diǎn)碳 ⑶ 高拉補(bǔ)吹法 216。主要受鐵水條件和操作工的技能影響。影響終點(diǎn)鋼水溶解氧的主要因素：⑴ 鋼中氧量主要與含碳量有關(guān)，即終點(diǎn)碳越低，鋼中溶解氧就越高，后吹能使鋼中氧含量劇烈增加。沉淀脫氧的原理是：在冶煉終點(diǎn)時(shí)，向爐內(nèi)或鋼包內(nèi)加入一些比鐵更易氧化的元素，向Al、Si和Mn等元素，使之與鋼液中的氧結(jié)合生成Al、Si和Mn的氧化物，并因不溶解于鋼液而從中排除出來(lái)，達(dá)到脫氧的目的。沉淀脫氧是脫氧劑加入鋼包鋼水中，使溶于鋼水中的氧結(jié)合成穩(wěn)定的氧化物即脫氧產(chǎn)物，并與鋼水分離排入熔