国内外硼钢冶炼工艺特点的比较

添加时间: 2015-1-20 15:46:14 点击数:

　从目前的研究分析来看，冶炼硼钢需要在炉外精炼和连铸过程中加以控制。精炼中要做到有效地脱氧定氮，防止生成硼的氧化物和氮化物，以提高硼的收得率；连铸中为了防止硼的偏析和低熔点Fe－B相导致的铸坯缺陷，关键是要控制好钢水的凝固冷却。从目前国内外的研究现状来看，国外更注重钢水凝固过程的控制，认为硼的偏析和钢水重熔是导致铸坯缺陷的重要原因，而国内则侧重于精炼中对氧和氮含量的控制。

　　　　国外冶炼含硼钢的关键技术：

　　为了提高硼的收得率，在加入硼前应先加入与氧、氮结合力更强的铝、钛、锆等元素，即先加铝脱氧，再加钛等定氮。有研究指出，用钛定氮保护硼形成的TiN也很容易使钢的韧性、疲劳性能甚至机械加工性能变差，而且TiN很稳定，一旦形成就几乎不再变化，难以起到进一步平衡、稳定酸溶硼含量的作用。为此，国外钢厂研究了只用铝不用钛的冶炼硼钢的方法，也有钢厂将含有硼和铝、钛、锆、锰、硅等多种元素的复合硼铁合金一次性加入，实际应用效果较好。

　　　　日本住友金属公司在生产w(B)≥0.1%的不锈钢时，为了防止铸坯表面产生纵向裂纹，关键技术是控制中间包内钢水过热度在30℃以下，使钢水在较低温度下浇铸，更有利于加速钢水的凝固。

　　　　新日铁冶炼低碳含硼易切削钢的措施是控制进入LF精炼前钢水中溶解氧质量分数≤0.02%，或者控制钢水中夹杂物w（MnO）≤30%，因为生成的非金属夹杂物MnO和B2O3在连铸时会黏附在滑板上而造成腐蚀。为了使铸坯表面和皮下的奥氏体颗粒边界不会出现晶粒内裂纹，新日铁控制连铸结晶器末端凝固壳厚度在7mm～10mm，二冷区冷却速度控制在100℃/ｓ，直至铸坯表面角部以下0.5mm～2mm深度的温度达到1000℃，此时能够减少MnS和BN沿着奥氏体颗粒边界的大量沉积，防止铸坯在弯曲和矫直位置产生表面裂纹。

　　　　浦项磷铁研究了连铸二次冷却和氮含量对含硼钢热延展性的影响后发现，在快速冷却和重新加热到应变温度时会使钢的热延展性变差，认为此时会形成大量的BN固体而沉积。而且氮含量高时，沉积的BN会随机分布在优先生成的奥氏体内，特别是在奥氏体颗粒边界。因此，在板坯凝固后的二冷段，当温度在1000℃以下时，为避免过快冷却，在连铸、轧制的过冷和再加热的幅度不能过大。