煉鋼、精煉、連鑄工藝生產(chǎn)高碳鋼的質(zhì)量控制

楊洪波

摘要：工業(yè)是我國經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，在鋼鐵的冶煉過程中，如何保證鋼材的質(zhì)量是我們生產(chǎn)過程中的重要生產(chǎn)要求，然而就目前來看，我國應(yīng)用范圍最廣的高碳鋼在硬度，強(qiáng)度等方面還存在著一定的問題，導(dǎo)致其無法滿足市場的需要，本文就煉鋼、精煉、連鑄工藝的生產(chǎn)過程中如何控制高碳鋼的質(zhì)量進(jìn)行具體分析。

關(guān)鍵詞：煉鋼;精煉;連鑄工藝;高碳鋼;質(zhì)量

高碳鋼在我們的日常生活生產(chǎn)中普遍應(yīng)用于各種刀具的生產(chǎn)，精密儀器的制造以及各種機(jī)械設(shè)備的制造中，由于高碳鋼的碳含量極低，所以在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用十分受到人們的關(guān)注，但是由于受到了鑄造技術(shù)和鑄造設(shè)備的影響，導(dǎo)致我國的高碳鋼在生產(chǎn)中的質(zhì)量嚴(yán)重不合格，影響著我國高碳鋼產(chǎn)業(yè)的市場占有率，如果我們對這些問題不夠重視，勢必將影響我國的鋼鐵產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，本文就此展開探討。

1煉鋼過程中高碳鋼質(zhì)量的有效控制

1.1對鐵水進(jìn)行預(yù)處理。

煉鋼的本質(zhì)就是將鐵轉(zhuǎn)化成鋼，煉鋼的主要步驟是先將鐵融化，再對鐵水進(jìn)行提煉操作，再除去鐵液中的雜質(zhì)。在煉鋼的全過程中，影響鋼材之間的主要因素是鐵元素的含量多少、提煉過程中溫度的高低、鐵元素和其他的化學(xué)成分產(chǎn)生的化學(xué)熱量。所以在煉鋼的過程中，要對溫度進(jìn)行嚴(yán)格的把控，首先在煉鋼工序的操作過程中，要將鐵水的溫度控制在1250度以上。因此在嚴(yán)格鋼材提煉過程中，需要將鐵水里面的其他元素進(jìn)行脫離操作，其他元素的含量盡量保持在百分之四以下，使其他元素脫離可以采用攪拌和添加脫硫物質(zhì)，在此過程中還可以使用扒渣設(shè)備使扒渣率保持在百分之八十以上。

1.2轉(zhuǎn)爐冶煉

轉(zhuǎn)爐冶煉的操作過程就是將對預(yù)處理后的鐵水繼續(xù)完成冶煉的過程，這道工序在脫硫和扒渣之后執(zhí)行的。轉(zhuǎn)爐冶煉的方法可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量而且還可以降低原料的消耗，而其他煉鋼的方法很難做到這種程度。在轉(zhuǎn)爐冶煉的過程中，所涉及的冶煉方法有氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐法、高拉碳補(bǔ)吹法、低拉碳增碳法。而且通常采用高壓氧氣流將鐵水注入爐內(nèi)，在這個過程中，由于在高溫的條件下，鐵水和和氧氣發(fā)生了氧化反應(yīng)，從而實現(xiàn)了對工序溫度的完美把控和擺脫了其他成分的干擾。在這道工序結(jié)束后，我們應(yīng)該對樣品進(jìn)行成分檢測，用以確定生產(chǎn)品是否合格。

2高碳鋼精煉過程中的質(zhì)量控制

2.1高碳鋼中硫含量的調(diào)節(jié)和控制

在高碳鋼的提煉過程中，硫的含量會直接影響到高碳鋼的質(zhì)量和硬度等級，對于高碳鋼中硫含量的調(diào)節(jié)和控制非常重要。這是因為在高碳鋼精煉的過程中，硫元素可以使鐵元素發(fā)生嚴(yán)重的晶格變形情況。如果鐵元素發(fā)生晶格變形，就會使生產(chǎn)出的高碳鋼質(zhì)量大打折扣，就會大大降低高碳鋼的可塑性和可焊性。所以在提煉過程中，要重視脫硫操作。在脫硫的操作過程中，通常采用的是爐渣反應(yīng)法，這是因為脫硫反應(yīng)屬于吸收熱能的化學(xué)反應(yīng)，通過爐渣反應(yīng)法使在鋼水中的鈣、鐵、鋁、硅等其他元素與硫發(fā)生反應(yīng)，從而達(dá)到脫硫的效果，在這個過程中可以加入一些對生產(chǎn)不影響的催化劑或者是充分?jǐn)嚢?，從而使脫硫更加充分，加快脫硫速率。在高碳鋼精煉的過程中，高碳鋼對硫含量的調(diào)節(jié)和控制非常重要。

2.2高碳鋼中鋁含量的控制

經(jīng)過研究人員的研究表明，高碳鋼中鋁的含量直接影響到產(chǎn)品的形變性能和可塑性能，在高碳鋼進(jìn)行淬火和回火的過程中，如果鋼水中鋁的含量小于2%?時，高碳鋼晶體顆粒會變成球狀顆粒，與此同時球光體片層間的距離也會相應(yīng)的變小，這有利于提高高碳鋼的可塑性;如果高碳鋼中鋁的含量大于2%時，高碳鋼中奧氏體晶粒規(guī)格會變小，而且會對高碳鋼中的碳元素的反應(yīng)有抑制作用，這使得高碳鋼加工的工序取得的效果不理想。因此，在高碳鋼中鋁的含量盡量控制在2%以內(nèi)，這不僅可以提高鋼制產(chǎn)品的形變性能，還可以提高高碳鋼的可塑性能。

3連鑄工藝的高碳鋼質(zhì)量控制

3.1中間包冶金。

中間包冶金是鋼坯澆筑工程中的最后一道工序，也是最重要的一道工序。中間包冶金技術(shù)主要是為了防止鋼坯中的成分再次氧化，從而減少氧化問題帶來的危害，這項技術(shù)主要是在鋼包和中間包之間使用長水口，從而降低雜質(zhì)的含量，防止剛包下渣。在此過程中應(yīng)注意對溫度的把控，以達(dá)到減少氧化物的危害，從而提高鋼鑄胚的質(zhì)量。

3.2電磁攪拌及輕壓技術(shù)

電磁攪拌及輕壓技術(shù)的工作原理是，通過磁場感應(yīng)控制鋼水中金屬和非金屬的攪拌。電磁攪拌及輕壓技術(shù)一般使用在澆筑塊凝固定開始的時候。因為鋼水具有流動性，而且極易發(fā)生中心偏析的情況，所以可以采用能夠發(fā)出磁場的設(shè)備，使此過程中產(chǎn)生晶體的隨磁場的方向移動。在這個過程中可以采用調(diào)節(jié)電流的大小的方法改變磁場力的大小，從而改變攪拌的力量，從而使熔點低的物質(zhì)分離。

3.3澆筑溫度的有效控制。

柱狀晶體極易使鑄坯的中心出現(xiàn)偏析的問題，然而，澆注溫度會對柱狀晶體有著一定的影響。當(dāng)溫度升高時，柱狀晶體的顆粒的直徑會變大，偏析的現(xiàn)象就越明顯;當(dāng)溫度降低時，鑄坯的等軸晶體就會擴(kuò)大，所以在鑄坯的過程中，溫度應(yīng)盡量控制要合理，這有利于金屬發(fā)生形變。

4結(jié)束語

總而言之，如果在高碳鋼的鑄造過程中做不到質(zhì)量的控制，將會出現(xiàn)性能的不均勻、易脆斷與強(qiáng)度低等問題，致使產(chǎn)品質(zhì)量無法與市場需求相符合。所以我們一定要保證在煉鋼、精煉以及連鑄等過程中的高碳鋼質(zhì)量控制方式，從而保證我國高碳鋼生產(chǎn)的產(chǎn)品與相應(yīng)的市場需求相符合，從而促進(jìn)我國鋼材產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展。

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（作者單位：攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼釩有限公司科技創(chuàng)新部）