1夹杂物对钢材性能跟生产顺行的影响.pdf

夹杂物控制工艺技术与理论 刘建华、包燕平、崔衡 教授 北京科技大学冶金工程研究院 liujianhua@metall.ustb.edu.cn 主要参考文献 李为缪，《钢中非金属夹杂物》，冶金 工业出版社，1988 董履仁，刘新华等，《钢中大型非金属 夹杂物》，1991 李代锺，《钢中的非金属夹杂物》，科 学出版社，1983 中国金属学会译. 洁净钢－－洁净钢生产 工艺技术，冶金工业出版社，2006 主要内容 非金属夹杂物对钢性能及生产顺行的影 响 非金属夹杂物特征及来源分析 夹杂物与钢液和炉渣反应热力学及夹杂 物控制 夹杂物研究方法及国内外夹杂物控制研 究进展 炼钢过程各工段夹杂物去除对策 典型钢种清洁度研究（管线钢、IF钢、 钢帘线 硅钢等） 夹杂物控制工艺和理论 用 户 对 钢 钢材性能和质量 夹杂物控 冶金生产 材 性 能 的 对夹杂物控制的 制要求 对夹杂物 要求 要求 控制要求 冶金设备、工 艺、原料、流程 等的要求 图1 夹杂物控制思路 夹杂物控制工艺和理论 夹杂物对管线钢质量的影响 夹杂物控制工艺和理论 管线钢中有害夹杂物 1. 非金属夹杂物对钢性能及生产 顺行的影响 1.1 各种夹杂对钢性能的影响 有害影响 Crack of DI Can Flaw of IF steel Fracture of steel code Fatigue of bearing and valve spring steels Hydrogen induced cracking of pipeline Nozzle clogging 1. 非金属夹杂物对钢性能及生产 顺行的影响 1.1 各种夹杂对钢性能的影响 有益影响 硫化物可改善切削性能； 细小弥散的MnS及AlN可阻止硅钢初生晶粒 的长大，促进硅钢二次再结晶，提高硅钢的磁 性； 氧化物冶金作用。 问题 1）钢中夹杂物均是有害的？ 2 ）钢中哪些夹杂物对钢有益？有哪些有益 作用？ 3 ）如何确定钢中夹杂物控制策略？ 1. 非金属夹杂物对钢性能及生 产顺行的影响 1.1.1 对切削性能的影响 硫化物夹杂 增加钢中含S量，对切削性能有益（如 提高刀具寿命） 快速切削和快速切割钢：含S量大于 0.3% 。 1.1.1 对切削性能的影响 硫是易切削钢中使用最早的易切削元 素，易切削钢中的主导元素。 关键：使硫形成细小弥散的纺锤状或 球状硫化锰。 不同的产品对硫化物的尺寸及分布要 求不同。 缺点：导致钢横向机械性能的降低。 图2 条状夹杂物形态 图3 纺锤状夹杂物形态 改善硫化物夹杂的途径： 控制氧含量在合适的范围内 溶解在硫化物中的氧对夹杂物的形核条件和形 态有重要影响。 钢中硫化物的L/d值随氧浓度的增加而变小，使其球形 化。 硫－氧化物塑性小，在轧制过程中不变形而保持为球 形。 保持充分的氧含量，同时考虑氧含量高易引起铸坯的表