1 前言
1996年,我國的鋼產量突破1億t,成為世界第一產鋼大國。但與世界主要發(fā)達產鋼國家相比,在品種結構、產量質量、技術裝備、能源消耗、生產成本等方面還有不少的差距,因此,我們還沒有成為世界鋼鐵強國。
世界上發(fā)達的鋼鐵工業(yè)國家都經(jīng)歷了同樣的發(fā)展歷程。即先是粗鋼在量上按年份絕對增長,到達一定高峰后調整結構,轉而追求品種質量。當品種質量占據(jù)市場的絕對份額后,由于激烈的競爭,相繼在高附加值的精品上下功夫。人們在20世紀50年代前,主要致力于脫磷、脫硫、脫氧。隨現(xiàn)代鐵水預處理技術的發(fā)展,“三脫”(脫磷、脫硫、脫硅)在生產上已實現(xiàn)了最經(jīng)濟成本。人們可以把普通鋼的硫磷比一般標準≯0.040%再降至更低的水平。這樣磷、硫的危害在下降的同時,氫、氮、氧對鋼的危害則愈加顯露出來。鋼中氫的致裂,氮的發(fā)脆,全氧與鋼中夾雜物的緊密關系,在分析鋼的缺陷時已形成了共識。20世紀50年代后,人們著手深入研究對鋼的脫氫、脫氮、脫氧。到目前為止從某種意義上講,對氫、氮、氧的控制和要求,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高附加值產品檔次的高低。
2 我國鋼中氫、氮、氧的控制與外國先進水平的現(xiàn)狀
對鋼中氫、氮、氧要求,我國已有一些部門和行業(yè)標準,也包括企業(yè)內控標準,在一些特殊用途的鋼上做出了規(guī)定。如馬鋼快速客車輪鋼中含氫(w)≤2×10-6,重載貨車輪鋼中含氫(w)≤3.5×10-6;特鋼企業(yè)生產的軸承鋼對全氧提出明確的要求。但在我國的國家標準(GB)中,除了眾所周知的對優(yōu)質碳素結構鋼提出過鋼中含氮的(w)≯80×10-6以外,到目前為止,根據(jù)已有的資料,還沒有見到將鋼中氫、氮、氧作為有害元素控制的新標準發(fā)布或頒布。
我國有爐外精煉裝置,經(jīng)真空處理的鋼不足鋼產量的1/10。以4大鋼鐵企業(yè)為例。由于各家產品不同,工藝不同,精煉裝置的不同,氫、氮、氧波動幅度較大。即便以我國先進的擁有真空處理裝備的煉鋼廠與國外相比,在這方面仍有較大差距(見表1、表2)。
表1 我國鋼中氫、氮、氧控制的先進水平及現(xiàn)狀(w) ×10-6
單 位
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[H]
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[N]
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T[O]
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寶鋼
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0.7~1.5
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10~27
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12~28
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武鋼
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≤2
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≤25
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43~75
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太鋼
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1.5~3.3
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25~55
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25~33
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馬鋼
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1.5~3.5
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40~50
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22~38
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表2 國外鋼中氫、氮、氧控制的先進水平及現(xiàn)狀(w) ×10-6
品 種
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[H]
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[N]
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T[O]
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車輪輪箍
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≤2
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30~40
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≤15
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重軌
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≤2
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30~40
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<20
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耐蝕結構鋼
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≤1.6
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10~40
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≤30
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超低碳薄板
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≤40
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10~30
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(D≤40μm)優(yōu)硬線材
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40~60
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20~30
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(D≤20μm)汽車鋼板
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≤25
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≤20
|
中厚鋼板
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<1.5
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≤40
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合金鋼棒材
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<2
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10~20
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≤10
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管線鋼
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≤35
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≤30
|
冷墩鋼
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≤35
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<30
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表1、表2是我們收集到的資料,以及對國內外產品的檢驗報告,經(jīng)整理列出的一些代表鋼種,僅供參考。
3 結凈鋼或純凈鋼的出現(xiàn)及發(fā)展
中國的鋼鐵市場是國際市場的一部分。中國鋼鐵企業(yè)不能生產的或實物質量上尚存不足的產品,還得從國外大量進口,這個量每年仍有1000~1500萬t。要實現(xiàn)從量變到質變,值得一提的是國外生產的所謂“潔凈鋼”(Clean-steel)或“純凈鋼”(Purity-steel),在對鋼的純凈度上出現(xiàn)了質的飛躍。通常這種鋼是指[S]、[P]、[H]、[N]、T[O]含量(w)總和≯100×10-6。當然還有一種觀點就是還得強調夾雜物的形態(tài)與尺寸。對不同的鋼號有不同的要求,比如滾珠軸承鋼,要求夾雜物D<15μm,輪胎鋼簾線要求夾雜物D<10μm。除此之外,隨煉鋼技術的不斷提高,超純凈鋼的概念也出現(xiàn)在世界冶金的論壇上。德國預測:鋼水中可能達到的元素含量為(w)/×10-6:[C]≤20、[P]≤15、[S]≤5、[N]≤15、T[O]≤10、[H]≤0.7,總含量≤65.7×10-6;日本報告:到2000年,在批量生產的超純凈鋼中,上述幾種有害元素的含量可控制在(w)/×10-6,[C]≤16、[P]≤12、[S]≤4、[N]≤14、T[O]≤5、[H]≤0.5,總含量≤51.5×10-6。(未完待續(xù))
——本文摘自《中國金相分析網(wǎng)》