付艷云

近幾年，現(xiàn)代高速發(fā)展，逐漸提高了高強(qiáng)鋼的質(zhì)量要求，而三氧化二鋁是導(dǎo)致其發(fā)生疲勞性裂紋的關(guān)鍵性原因。加之，高強(qiáng)鋼對于氫等著較高的敏感性，一旦這些雜質(zhì)含量較高，會導(dǎo)致高強(qiáng)鋼出現(xiàn)裂紋，因此相關(guān)人員需要重視高強(qiáng)鋼精煉過程的質(zhì)量控制。

在鋼液氣體中含有氮?dú)狻錃馀c氧氣等，其中，氫氣會呈現(xiàn)出現(xiàn)白點(diǎn)，也就是在縱向的斷口軸心位置發(fā)生銀亮色的小點(diǎn)，會在斷面出現(xiàn)可視性的裂紋，力學(xué)性能大幅度降低，特別是抗疲勞的性能，導(dǎo)致安全受到嚴(yán)重影響。氧氣不僅可以在鑄坯皮下形成氣泡，而且會增加內(nèi)生的氧化雜物，導(dǎo)致雜物分布、大小與數(shù)量受到影響，致使鋼液受到污染，將潔凈度降低，縮短了高強(qiáng)鋼疲勞壽命與機(jī)械性能。而氮的析出形式主要是氮化物，會發(fā)生斷裂的情況。然而這種析出的過程比較緩慢，所需時間比較長，會引起鋼老化。

實(shí)施VD的真空處理時，真空度、脫氣的時間、軟攪拌時間以及鋼中原始的氫氣含量等都會影響到脫氣的效率。在鋼液中氫與氮都比較適合平方根的定律。在真空的條件下，脫氮的效率沒有脫氫效率高，脫氮的難度比較大，在強(qiáng)真空、強(qiáng)脫氧與大氬流量的條件下可以降低30%左右的氮量。

1 在煉鋼過程中高強(qiáng)鋼質(zhì)量的有效控制

1.1 煉鋼前把鐵水進(jìn)行預(yù)處理操作

煉鋼的具體過程實(shí)際上就是把鐵轉(zhuǎn)化為鋼，具體的工序是把鐵融化，對其進(jìn)行提煉，去除鐵里面的雜質(zhì)。因此，在整個提煉的過程中，鐵水元素的含量以及煉鐵溫度都會直接影響鋼材的質(zhì)量。這就勢必要求對扒渣工藝的質(zhì)量和鐵水的溫度進(jìn)行嚴(yán)格的掌握，最終提高鋼材的質(zhì)量。鐵水的溫度很高，這主要是由于鐵在高溫熔融的時候很高的物理溫度，此外，還包括里面的其他化學(xué)元素和鐵一起熔融的時候產(chǎn)生的化學(xué)熱量。在進(jìn)行煉鋼工序的時候，應(yīng)該保持鐵水的溫度在1250°以上。所以，就得通過攪拌的方法或者是加入脫氫、氮、氧物質(zhì)，把鐵水里面的氫、氮、氧等元素脫離，讓其含量保持在4%以下，而使用扒渣設(shè)備就可以讓扒渣率保持在80%以上。

1.2 煉鋼的轉(zhuǎn)爐冶煉

經(jīng)過脫氫、氮、氧和扒渣工序以后，鐵水采用剩余的熱量繼續(xù)完成煉鋼過程。這種方法我們把它叫做轉(zhuǎn)爐煉鋼。轉(zhuǎn)爐煉鋼經(jīng)常主要采用的方法有氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐、高拉碳補(bǔ)吹等相結(jié)合的生產(chǎn)工藝當(dāng)把鐵水倒進(jìn)爐子里面的時候，采用高壓的氧氣氣流把其經(jīng)過爐頂送入爐內(nèi)部。這樣碳、氧氣和鐵水在高溫的條件下就會發(fā)生氧化反應(yīng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)成分以及溫度的把控，但是，再具體的過程中我們應(yīng)該對鋼水采樣做出化驗(yàn)，確保質(zhì)量的合格。

1.3 高強(qiáng)鋼中的氫、氮、氧調(diào)節(jié)和控制

氫、氮、氧化物是一種非金屬的雜質(zhì)，在高強(qiáng)鋼的偏析中，會讓鐵素體發(fā)生嚴(yán)重的晶格變形，這樣做出來的鋼材特別脆，可塑性可焊接性都是非常的低。因此，氫、氮、氧的高低會直接決定鋼材的好壞以及質(zhì)量等級。所以有必要對其進(jìn)行脫硫處理。脫氫、氮、氧反應(yīng)是一個吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)，經(jīng)常采用的是爐渣反應(yīng)，讓鋼水里面的改鐵鋁碳等元素和氫、氮、氧發(fā)生反應(yīng)，經(jīng)過首次的送電完成以后，應(yīng)該對鋼水實(shí)施充分的攪拌，促進(jìn)其反應(yīng)的進(jìn)行，最終去除里面的氫、氮、氧。

1.4 溫度的控制與鈣處理鋼水的軟吹工藝

鋼水在完成鋁脫氧的工序以后，發(fā)生反應(yīng)生成三氧化二鋁，所以在進(jìn)行澆筑的時候，非常容易出現(xiàn)堵塞的情況。相反單，在里面加入鈣元素，就可以和三氧化二鋁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成熔點(diǎn)低的鋁酸鈣，這樣就能夠有效解決出水口堵塞問題。向鋼水里加鈣元素，主要采用鈣鐵粉，把它吹在鋼水的表面，或者是深入加入的方法。也就是按照溫度加入合適的量的硅鈣芯線。比如鋼水在溫度大概為1580℃的時侯，就使用1.5m/s左右的速度，把芯線加入鋼水的中部，并對鈣化后上浮的雜物輕輕的吹大約10min。

1.5 高強(qiáng)鋼之中的氫、氮、氧含量控制

采用金相檢測的手段，分析高強(qiáng)鋼中的氫、氮、氧含量，結(jié)果表明，里面的氫、氮、氧含量直接影響形變的能力大小。當(dāng)里面的氫、氮、氧含量小于2%的時候，高強(qiáng)鋼在進(jìn)行淬火和回火工序的時候，晶體的顆粒就會變?yōu)榫鶆虻那驙铑w粒同時球光體片層的距離也會變小。但是，當(dāng)氫、氮、氧含量在大于2%的時侯，高強(qiáng)鋼中的奧氏體晶粒的尺寸就會減小，同時對高強(qiáng)鋼的氫、氮、氧元素能夠有效的抑制，進(jìn)而使得熱加工性能變得更為糟糕。所以，我們可以采用淬火等簡單工藝把高強(qiáng)鋼中氫、氮、氧含量控制在2%以內(nèi)，可以提高高強(qiáng)鋼再加工的塑性。

2 結(jié)語

總之，高強(qiáng)鋼材具備很高的價值，這是由他的實(shí)用性決定的，因?yàn)樗谑袌錾嫌兄艽蟮奶嵘臻g。然而現(xiàn)在是市場經(jīng)濟(jì)，一個競爭力特別強(qiáng)的時代，所以只有提高自身的質(zhì)量才是根本，這樣企業(yè)才可以可持續(xù)發(fā)展，具備持久的生命活力。因此，在進(jìn)行煉鋼的過程中，必須嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，確保所有的產(chǎn)品符合質(zhì)量要求。

（作者單位：河南安陽鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司第二煉軋廠）