特殊钢信息
X01301 炼钢流程的发展趋势 因废钢来源增加，电弧炉流程的能耗为高炉-转炉流程的25%，电弧炉钢生产量的比重将不断增大，但由于废钢中一些残存有害元素在电弧炉冶炼时不能去除，影响钢的质量，所以有些作者认为在今后的若干年内高炉-转炉流程的产钢量仍占60%。 熔炼废钢的电弧炉流程的CO2排放量为高炉-转炉流程的25%。后者环保问题主要集中在炼焦和烧结造块两工序上。当前世界上着力进行炼焦工艺的研究和改造。 根据用户对钢中有害元素(铜等)的要求，炼钢厂常使用不同炉料和工艺流程来控制残余有害元素的含量。如钢筋等标准产品(Cu＜0.3%)，只要求屈服强度等机械性能，由电弧炉废钢工艺生产；重载梁等高质量产品，要求有较好的性能和均质度，Cu≤0.2%，用电弧炉70%废钢+30%生铁(或铁水)生产；高度可靠性的热轧类，Cu≤0.1%用电弧炉70%优质废钢+30%生铁(或铁水)生产；冷轧板(Cu≤0.05%)则用转炉铁水+自产废钢生产。(本刊)X01302 二次精炼设备功能的改善 1999年9月，在新日铁*名古屋制铁所的炼钢车间二次精炼设备上，完成了下述两项工程：一是改善了以RH-MFB (Multi Function Burner 即多功能喷枪)为中心的精炼设备功能；二是以LF(钢包精炼炉)遥控为中心的功能集约化。 RH-MFB是具有从RH(真空处理装置)顶盖插入单根加热、喷氧多功能烧嘴。在所有钢种的处理和非处理中采用了烧嘴加热，即喷枪通过喷入的氧气和液化石油气来加热钢液。 为了遥控LF的操作，新设了LF/RH统一操作室，又分别设置了监视操作状况和监视钢包内化渣状况的ITV(工业电视)，还设置了自动测温、取样装置以及合金加完判定传感器，实现了LF的远距离操作。传感器安装、钢液测温、取样、试样切割和送交分析等都在操作室内统一遥控。并且能将LF/RH的电气、测试设备控制系统和监视操作图象总共起来进行操作。合金投入及OB(吹氧加Al升温)的计算均由计算机自动进行。 设备功能改善后的效果，一是提高了耐材寿命：RH(真空)处理初期的钢水温降，在引入MFB之前为-20 ℃，之后为-10 ℃；而且，处理后的温降速度可分别为-1.3 ℃/min和-1.0 ℃/min。这就减少了在RH上用OB进行温度补偿的费用。浸渍管也不因附着了Al而更换，从而延长了浸渍管(耐材)寿命。二是节省了人力：LF实施遥控后，操作人员由原3人减少为2人。X01303 用电渣保温帽法生产12%Cr大型钢锭 日本铸锻公司开发了同时采用石墨电极和(金属)自耗电极的ESHT-J(电渣保温帽法)并成功应用于12%Cr钢高温高压汽轮机转子生产。 电渣保温帽法是将ESR(电渣重熔)技术应用于普通模具钢锭的头部保温，以改善钢锭头部的偏析，提高质量和产品收得率。 其工艺路线是：(1) 将精炼后的钢液用普通铸钢方式注入锭模；(2) 在浇钢锭上部装入高温熔渣；(3) 将石墨电极浸入渣中、再通电发热；(4) 随着钢液凝固加入自耗电极以稀释成分被富集了的钢液。整个工序的电力单耗为200 kWh/t。 重为92 t、直径为2.5 m的钢锭，是用浇入84.6 t钢液和添加7.4 t自耗电极熔化来生产的。其化学成分(%)为：C 0.13, Si 0.05, Mn 0.57, P 0.005, S 0.001, Ni 0.64,Cr 10.46, Mo 1.47, Nb 0.05, V 0.16, N 0.054。自耗电极成分与钢液基本相同，只是将易产生偏析元素C、N、Nb控制得比钢液低10%～20%。 比较了ESHT-J和ESR法生产的两种钢锭制造的转子锻件C偏析和清洁度。试验结果表明，两种钢锭的C偏析多数均为0.01%，少数均为0.02%～0.03%，两者的C偏析基本相当；夹杂物含量也处于同一水平，夹杂物长为30～90 μm，分布频率均为1～8 次/400 mm2。X01304 轴承钢凝固时的微观偏析与共晶组织 日本住友金属(株)研究了以Fe-1.0%C-1.5%，Cr为主要成分的轴承钢连铸坯的共晶组织生成状况及微观偏析行为。 在连铸方坯上，为了查明其微观偏析，用SEM(扫描电镜)/EDS(能量扩散分光仪)进行了点定量分析，调查了Cr的浓度。而且，将微观偏析和传热凝固解析的复合模型扩大至含Cr的6成分系统，研究了微观偏析行为。结果表明，共晶组织仅在连铸坯中心偏析部生成，而在其它部位则不生成，共晶组织由Cr的富集C化物和金属相组成。C化物中的C浓度约为1.6%，从Cr的浓度、组织形态及腐蚀状况可推定其为Fe3C。 Cr的微观偏析状况表明，柱状晶和等轴晶的偏析度明显不同，即使是在未生成共晶组织的部位，也是等轴晶的偏析度要高些，其基体浓度大约都是1.2%Cr。 从轴承钢的Fe-C-Cr 3成分系状态图可知，即使是从轴承钢的初期组成进行的钢液凝固，残余钢浓度也未达到共晶线。与此相反，对从中心偏析部的基体浓度1.4%Cr的逆扩散忽略不计而简易算出了中心偏析部开始凝固的Cr浓度(1.75%)，而且推定了与凝固时的溶质浓度变化相对应的C浓度(1.55%)。若将此作为中心偏析部的凝固开始浓度而进行凝固，则在凝固末期到达了共晶线。这个情况与在连铸坯内的共晶组织仅在中心偏析部生成的事实是对应的。X01305 焊接部位高疲劳强度钢板的开发 占车辆重量约30%的车身轻量化，采用高强度钢板以实现材料的轻薄化。对以汽车旋转部件为代表的电焊部件，因焊缝的疲劳强度低下而不宜采用高强度钢板，从而阻碍了车辆的轻量化。新日铁研究了焊接热影响区(HAZ)强度的下降，从而开发了复合添加Nb和Mo的焊接部位高疲劳强度钢板(下称新钢板)。 原来的高强度钢板电焊时产生了热影响区强度比母材低。对接电焊抗张强度为531 MPa和705 MPa高强度钢板后，两块钢板的HAZ部的硬度都比母材部(BM)要低，即软化了，且强度较高的钢板HAZ部的硬度软化量更大些。向此焊接构件施加载荷时，软化更多的HAZ部便会应力集中，从而使焊接部位疲劳强度变得比母材更低。故要提高钢板焊接部位的疲劳强度，必须确定防止HAZ部软化的技术。 防止HAZ部软化的技术为：(1) 使铁素体晶粒细化；(2) 在电焊时的熔融冷却过程中，因产生析出物而强化了HAZ部的钢成分。试验结果表明，炼钢中添加Nb、Mo可有效防止焊接后HAZ部的软化。 新开发钢的代表性成分为0.01%C、0.01%Si、0.60%Mn、0.03%Nb、0.20%Mo；力学性能σb=470 MPa，δ=34%。特点是将原来钢的C含量0.14%大幅度降至超低C范围，并复合添加微合金化元素Nb和Mo，钢的σb、δ则与原来钢相当。 对原钢板和新钢板进行MAG(气体保护焊)后，焊接部断面硬度分布表明：在未加Nb、Mo的原钢板上，HAZ部的硬度HV比BM部的低15；而在加Nb、Mo的新开发钢板上，HAZ部不软化，硬度比BM部还高5～10。 此钢板生产的电焊钢管(耐HAZ软化的高强度钢管)制作的螺旋桨推进轴(Propeller Shaft)晶粒细小、性能优良，部件重量减少14%。X01302～X01305 (肖英龙)X01306 直接还原铁设备的新进展 美国米德列公司已完成对电弧炉热装直接还原铁“热连接”(Hotlink)系统的开发。这一新的系统是将米德列竖炉生产的热直接还原铁(HDRI)以重力给料的方式加入相邻的电弧炉，其温度在700 ℃以上。 该系统简便、可靠、采用重力输送。炼钢厂直接从热直接还原铁的显热中获益，降低电弧炉能耗，提高生产率。由于“热连接”系统节约大量能源，促使炼钢厂的供应厂家设计新的设备，使直接还原铁的冶炼能力超过150万t/a。炼钢厂家通过调整直接还原铁的含碳量(0.1%～3.5%)来利用直接还原铁的化学能。 米德列法生产热直接还原铁是通过重力不断的将热(＞700 ℃)的直接还原铁送入压块机生产的。目前，世界上有8套热直接还原铁设备在生产，1999年共生产热压块铁500 万t。 米德列部分氧化新工艺的首次工业化应用装置于2000年7～8月投产。OXY+工艺可应用于所有气基直接还原法，以提高产量、改善产品质量。生产厂家可通过附加的还原剂(H2+CO)的产生和提高煤气围管煤气温度而实现较高的灵活性并提高产量。 随着氧化层的出现，米德列竖炉运行温度可达到或超过1 000 ℃，极大地提高生产率。OXY+工艺利用氧气和气态碳氧化合物生产比传统重整法温度更高的合成气体，这种气体在导入竖炉前与重整炉产生的气体混合。OXY+工艺所需要的氧气从建有气体分离装置的炼钢厂得到。X01307 COREX技术的新发展 COREX技术是世界上唯一实现工业生产的熔融还原炼铁技术，到目前为止，先后有4套COREX装置投入运转，正在建设的还有京德勒钢铁公司2号装置(C-2000)和韩国韩宝钢铁公司1号，2号装置韩宝公司已完成了3/4的工程量，被暂时搁置。 COREX技术的目前进展如下： (1) C-2000 COREX装置技术经济指标有较大幅度提高； 浦项公司的COREX C-2000装置1995年投产，因供氧能力不足，技术经济指标不够好。产量低、煤耗、氧耗均较高。印度京德勒公司1号COREX C-2000装置于1999年8月投产，同年12月产量达到2 616 t/d，超过保证值，煤耗为1 050 kg/t，氧耗540 m3/t，均低于浦项。 (2) 合理利用COREX装置产生的煤气； COREX煤气经处理后可以达到CO 35%，H2 50%和CH4 4.7%的要求， 是很好的直接还原的还原剂。1999年6月，南非Saldanha公司用COREX C-2000排出的煤气作还原剂，以80 t/h的产量生产直接还原铁。 (3) COREX C-3000型装置的设计开发工作获得积极进展； (4) 开发利用粉矿直接生产铁水的Finex工艺有新的进展。X01306～X01307 (史占彪)X01308 运用红外线技术探测钢渣 出钢期间钢渣转移对冶炼质量有不良影响，并使钢液的脱氧还原变得复杂，还会使钢液回磷。 过去在出钢时，普遍采用肉眼检测钢渣转移或安装带有探测器的电磁钢渣早报系统，但以上办法却存在缺点和弊端。 由爱特玛(Itema)公司发展的以钢渣探测系统为基础的红外线技术从一开始出钢就确保了对全钢流或扇形流进行精确可靠的探测。该系统可与氧气顶吹转炉和电弧炉一起使用。钢渣信号能用来驱动转炉或电弧炉的气动挡渣器及钢渣门的提升或倾斜机械。在操作过程中，钢渣状况直观地显示在出钢站的监视器上，操作时有助于决定出钢的最佳端点。 红外线摄象机安装在离出钢流几米远的一个保护盒内。摄象机聚焦到钢流上后，根据距离远近调整浏览窗。摄象系统可以在水平或垂直方向进行调整以适应出钢流。保护盒用过滤压缩空气或水进行冷却。 数据信号处理由放置在控制箱里的工业用计算机操作，处理后的视频信号传送到监测器。 在出钢过程中，一旦钢渣移动，出钢流中的钢渣点就会呈现不同的颜色，屏幕上出现钢渣警报，钢流状况和钢渣转移量也记录在图表上，并可储存每炉记录图表。 该钢渣探测系统使出钢及使用挡渣塞期间，对钢渣转移的可信探测成为可能。该系统现适用于碱性氧化转炉和电弧炉 。具有高度通用性和灵活性并能延长转炉寿命。(屈晓宇)X01309 电渣重熔新技术 为了使高速工具钢在电渣重熔时内部质量均匀(尤其是碳化物的均匀分布)，一般采用结晶器固定式熔炼。但这种方式操作周期长，生产率低。 日本大同特殊钢公司开发了小断面钢锭的新型连续式电渣重熔新技术，已正式投入生产。 为了长时间连续熔炼，新技术采用钢锭下拉方式，装备有两个交替使用的重熔电极支臂、钢锭下拉装置、切断装置、运输台车、液面监控设备和防止结晶器熔损的结晶器移动装置。 采用这种新的电渣重熔技术，可以实现小断面钢锭的长时间稳定熔炼，可以改善钢材的质量，生产率可提高50%左右，钢锭成品率提高了5%以上。X01310 用转炉熔炼优质轴承钢 俄罗斯中央黑色冶金科学研究所的研究人员利用转炉熔炼出了高质量的轴承钢。熔炼是用原生料(100%的液态生铁)在160 t的转炉中进行的，采用中间出渣直至钢中存留预定的碳含量(或接近于预定的碳含量)。在钢包中用液态的铬合金使钢合金化，真空处理前先用惰性气体喷吹以调整化学成分，然后在惰性气体保护下利用下注法浇铸成6.2 t的钢锭。X01309～X01310 (李惠萍)X01311 美国典型大型特殊钢企业简介特殊钢企业主要冶金设备年产钢能力/万t主要产品共和工程钢公司坎顿厂3×170～200 t电弧炉，连铸坯；2×90 t电弧炉，铸锭1×90 t AOD炉，1×200 t VD钢包炉，1×200 t钢包炉1套4流254 mm×330 mm大方坯连铸机1套9架1 000～800 mm连铸大方坯开坯机1套900 mm铸锭开坯机450 mm、300 mm、200 mm 连续、半连续棒、线材轧机140(230～320 t/年*人，连铸比为70%)芝加哥厂真空自耗，电渣重熔装置，3 700 t开式模锻机1套280 mm16架连续棒线材轧机碳结钢、合结钢、轴承钢、弹簧钢、齿轮钢、工具钢、高合金钢、汽车钢、机械钢、航空工业用钢等钢类共计840个钢号(27%为冷拔精整钢)马西隆厂1套610 mm双机架方坯轧机1套460 mm三辊轧机，用坎顿厂254 mm×220 mm坯料比弗福斯厂冷拔与热处理设备蒂姆肯公司坎顿厂3×120 t电弧炉(91万t/年)2×120 t钢包精炼系统4流280 mm×375 mm大方坯连铸机(60万t/年)1套900 mm可逆式大方坯初轧机1套4机架和1套14机架小型轧机弗尔克雷斯特厂1×160 t电弧炉(73万t/年)1×160 t钢包精炼系统1套1150 mm 2辊可逆式初轧机1套900 mm 2辊可逆式钢坯轧机168(100 t/年*人，连铸比为35%)轴承钢、弹簧钢、高速工具钢、工具钢、易切削钢、合结钢棒材、石油用管、精密管、无缝管拉特罗布公司1×20 t电弧炉，1×30 t电弧炉(15万t/年，工具钢和合金钢)甘布林纳斯厂2套无缝钢管轧机Φ44～Φ285 mm(45万t/年)Φ57～Φ136 mm(13.6万t/年)X01312 德国蒂森(Thyssen)特殊钢公司简介 厂 名主要冶金设备年产钢能力/万t主要产品克雷菲尔德厂(Krefeld)1×80 t UHP电弧炉2×85 t AOD炉2座真空电弧炉，2座电渣炉1套单流板坯(mm:150×800～280×1600)或双流大方坯和(mm:200×260～300×500)连铸机，棒线材轧机，3套森吉米尔带钢冷轧机(宽mm:1030,1320,1570)锻造机，锻压机，硬质合金生产设备维滕厂(Witten)1×110 t电弧炉，钢包炉，VOD炉1套2流连铸机大小方坯联合轧机，小型轧机，锻造机130(87 t/年*人)合结钢、轴承钢、高速工具钢、工具钢、耐热钢和高温合金、航空用钢、复合材料磁性材料、硬质合金、棒材、板、带、管坯沙尔克斯末勒厂(Schalksmuhle)精密带钢生产设备多特蒙德厂Dortmund磁铁、磁性材料和多孔烧结材料生产设备X01311～X01312 (本刊)X01313 提高不锈钢强度的新技术 日本一所大学的研究人员研究出一种提高不锈钢强度的新技术。该项技术首先利用一种强力粉碎机对市售的不锈钢粉末进行再次粉碎，并施加强力进行揉合。然后，将不锈钢粉末装入模具中，在800 ℃的高温下烧结。这种技术实际上就是制造精密材料使用的非平衡粉末冶金法。采用这种方法制造不锈钢时，在室温下材料就开始发生结晶，烧结后材料中的微晶粒要比普通不锈钢中的小，这正是它强度高的关键所在。与普通不锈钢相比，采用新技术制造的不锈钢多种性能均有明显提高，抗拉强度为原来的2.2倍，抗弯强度为原来的3.4倍。(李惠萍)X01314 汽车催化剂载体用抗氧化性能不锈钢的开发 日本川崎制铁公司为满足汽车用催化剂载体用不锈钢具有较高的抗氧化性能的需要，在原来使用20%Cr-5%Al铁素体不锈钢基础上，采取超低C、N并添加具有提高抗氧化性能元素La和Zr元素。20%Cr-5%Al钢标准成分(%)C≤0.015，Si≤1.0,Mo≤1.0，Al 5.0～6.0，Cr 19～21，La 0.06～0.12，而新开发钢实际成分(%)：0.005C-0.13Si-0.10Mn-5.7Al-20.1Cr-0.10La-0.05Zr-0.0042N (代称R20-5USR)。 新开发的R20-5USR钢的物理和电学性能与SUS304钢相比，其电阻约提高2倍，R20-5USR钢热膨胀率小，适用于高温原材料。虽然与奥氏体耐热钢25%Cr-20%Ni钢相比较，高温强度有些降低，但在铁素体不锈钢中在500 ℃下也具有比较高的强度，可以满足汽车排气催化剂载体要求。 关于新开发R20-5USR钢抗氧化性能机理为：复合添加La-Zr使用寿命可比单独添加La延长3倍。复合添加的La-Zr在Al2O3晶界富集，控制氧的扩散，具有良好的抗氧化性能。X01315 发电锅炉燃煤烟囱用高耐腐蚀钢NSL310MoCu的开发 日本NKK公司和三菱重工业公司使用开发出可用于燃煤烟囱内筒的高耐蚀钢(代称NSL310MoCu)，其成分(%)25Cr-22Ni-4.5Mo-1.5Cu-0.2N，属于奥氏体不锈钢。将NSL310MoCu钢与多种耐蚀钢和合金材料在模拟燃煤烟囱腐蚀液中进行试验，其结果耐局部腐蚀性指标约为60，NSL310MoCu钢腐蚀速度非常小，为0.0001 g/m2*h,约是SUS316L的1/10，与Ni基合金相并列。其次，NSL310MoCu钢不产生间隙腐蚀。另外，为降低新开发NSL310MoCu钢成本，已研究NSL310MoCu复合钢材，采取干湿气体进行反复试验，其结果腐蚀速度为0.008 g/m2*h，现在正在实际烟囱进行使用性试验。关于NSL310MoCu钢的焊接，可以使用inconel 625系镍铬铁耐热合金的焊接材进行焊接，其施工和接头耐蚀性能良好。新开发NSL310MoCu钢具有对Cl-高耐蚀，也用于耐海水腐蚀用钢。X01314～X01315(张朝生)X01316 《冶金学名词》正式出版 全国科学技术名词审定委员会于2001年2月出版《冶金学名词》一书，46元一册。该《名词》是经中国金属学会和中国有色金属学会审定的冶金学基本名词。全书分为总论、采矿、选矿、冶金过程物理化学、钢铁冶金、有色金属冶金、金属学、金属材料和金属加工9部分，共497条。正文后有英汉、汉英索引。每个汉文名均有对应的英文名。因冶金学与元素的关系密切，在附中特附上新的元素周期表。 根据国务院授权，全国科学技术名词审定委员会公布的名词术语、科研、教学、生产、经营以及新闻出版等部门，均应遵照使用。中国金属学会书刊部 王维兴
特殊钢、电弧炉、生产、直接还原铁、技术、不锈钢、微观偏析、开发、装置、设备、钢板、系统、钢渣、轴承钢、轧机、合金、钢锭、抗氧化性能、共晶组织、电渣重熔
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TF7(炼钢)
2004-01-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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