鋼中氮的控制(一)危害及來源
  發(fā)布時(shí)間:2014年07月07日 點(diǎn)擊數(shù):

  世界上發(fā)達(dá)的鋼鐵工業(yè)國家都經(jīng)歷了同樣的發(fā)展歷程致燥。即先是粗鋼在量上按年份絕對增長眠菇,到達(dá)一定高峰后調(diào)整結(jié)構(gòu)埋合,轉(zhuǎn)而追求品種質(zhì)量同波。當(dāng)品種質(zhì)量占據(jù)市場的絕對份額后微峰,由于激烈的競爭,相繼在高附加值的精品上下功夫只泼。人們在20世紀(jì)50年代前遇汞,主要致力于脫磷、脫硫呻逆、脫氧夸赫。隨現(xiàn)代鐵水預(yù)處理技術(shù)的發(fā)展,“三脫”(脫磷咖城、脫硫茬腿、脫硅)在生產(chǎn)上已實(shí)現(xiàn)了最經(jīng)濟(jì)成本。人們可以把普通鋼的硫磷比一般標(biāo)準(zhǔn) ≯0. 040 %再降至更低的水平宜雀。這樣磷切平、硫的危害在下降的同時(shí),氫州袒、氮揭绑、氧對鋼的危害則愈加顯露出來。鋼中氫的致裂郎哭,氮的發(fā)脆他匪,全氧與鋼中夾雜物的緊密關(guān)系,在分析鋼的缺陷時(shí)已形成了共識夸研。20世紀(jì)50年代后邦蜜,人們著手深入研究對鋼的脫氫、脫氮亥至、脫氧悼沈。到目前為止從某種意義上講贱迟,對氫、氮絮供、氧的控制和要求衣吠,即反映出整條工藝路線的綜合水平又反映出一個工廠所能生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品檔次的高低。
  鋼中氮的危害
  隨著煉鋼技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展壤靶,國內(nèi)外鋼廠對鋼的氮含量控制要求也越來越嚴(yán)格缚俏,除耐熱及不銹鋼外,在絕大多數(shù)鋼中贮乳,氮被視為一種有害元素忧换。雖然鋼中殘留氮很少,但對鋼的力學(xué)性能卻有顯著的影響向拆。眾所周知亚茬,一般情況下氮的危害主要表現(xiàn)在: Fe4N的析出導(dǎo)致鋼的時(shí)效性和藍(lán)脆,降低鋼的韌性和塑性;與鋼中鈦浓恳、鋁等元素形成帶棱角而性脆的夾雜物刹缝,不利于鋼的冷熱變形加工;當(dāng)鋼中殘留氮較高奖蔓,會導(dǎo)致鋼宏觀組織疏松甚至形成氣泡赞草;鋼中氮還降低鋼的焊接性能、電導(dǎo)率吆鹤、導(dǎo)磁率等厨疙;鋼中氮含量偏高也會使鑄坯開裂。因此疑务,必須采取有效措施降低鋼中氮含量沾凄,特別是高級別鋼種的氮控制尤顯重要。
  由于氮在大多數(shù)情況下對鋼的質(zhì)量起有害的作用知允,當(dāng)?shù)砍^100ppm時(shí)撒蟀,在連鑄坯中容易產(chǎn)生氣孔。另外氮還易與 Ti温鸽、V等生成脆性氮化物保屯,當(dāng)鋼板焊接時(shí),降低母材中的氮含量是提高鋼的焊接性能的唯一辦法涤垫。
  為防止SWRH82B 因氮含量高在長時(shí)間的使用中以Fe4N 形式析出姑尺,使強(qiáng)度和硬度升高,而塑性蝠猬、韌性下降切蟋,因此必須控制氮含量。
  鋼中氮的來源
  在常壓下進(jìn)行鋼的冶煉榆芦,氣體除鐵水中已溶解的外柄粹,還可以通過各種原輔料及爐氣進(jìn)入鋼液喘鸟。當(dāng)進(jìn)入鋼中的氣體量超過冶煉過程脫碳沸騰的脫氣量時(shí),鋼中氣體的含量就增加驻右。
  氮?dú)庠跔t氣中的分壓力很高什黑,大氣中氮的分壓力大體保持在 7.8×104Pa。因此鋼中的氮主要是鋼水裸露過程中吸入并溶解的堪夭。電爐煉鋼兑凿,包括二次精煉的電弧加熱,加速了氣體的解離茵瘾,故[N]含量偏高;平爐冶煉時(shí)間長增加了氮含量咐鹤;轉(zhuǎn)爐復(fù)吹控制不當(dāng)拗秘,氮?dú)迩袚Q不及時(shí)也會增加氮的含量;鐵合金祈惶、 廢鋼鐵和渣料中的氮也會隨爐料帶入鋼水雕旨。
  某些原材料(如石油焦含ω(N)=1%)帶人大量的氮,精煉電弧區(qū)增氮嚴(yán)重捧请;脫氧鋼液與大氣接觸時(shí)吸氮凡涩;氮在鋼中的擴(kuò)散能力差;鋼液中氧疹蛉、硫的存在阻礙著氮的去除等等活箕。其中,原材ω(N)高和大氣吸氮是脫氮難的工藝因素可款,氮擴(kuò)散能力差及氧育韩、硫的阻礙作用是脫氮難的內(nèi)在因素。
  由此可見闺鲸,鋼中氮的來源非常廣泛筋讨,除了鐵水、廢鋼摸恍、鐵合金悉罕、造渣料等原料帶入外,在冶煉工藝的整個階段都可能由于二次加熱立镶、冶煉時(shí)間延長和操作不當(dāng)?shù)仍斐稍龅诎溃虼说目刂埔惨塾谡麄€過程系統(tǒng)地控制。
 

                          ——本文摘自文獻(xiàn)綜述

 

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