特殊鋼生產(chǎn)工藝技術(shù)
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qltgsc123 發(fā)布時(shí)間:2011-02-24 16:43:40
特殊鋼一般是指具有特殊機(jī)能或特殊用途的鋼種。其與普通鋼比擬具有更高
的強(qiáng)度和韌性、物理機(jī)能、化學(xué)機(jī)能、生物相容性和工藝機(jī)能。因其機(jī)能特殊,
決定了它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)及軍事產(chǎn)業(yè)中據(jù)有極其重要的地位。因此,在出產(chǎn)制造特
殊鋼時(shí),就需要采用特殊的工藝裝備技術(shù)來實(shí)現(xiàn)特殊的化學(xué)成分、特殊的組織
和機(jī)能。
特殊鋼的定義在國(guó)際上沒有明確劃定,各國(guó)特殊鋼的統(tǒng)計(jì)分類不完全相同。
我國(guó)特殊鋼定義與日本、歐洲相近,包括優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金鋼、高合金鋼三大類,
通常展開為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、合金工具鋼、高速工具
鋼、軸承鋼、彈簧鋼(碳素彈簧鋼和合金彈簧鋼)、耐熱鋼和不銹鋼。因?yàn)楦邷睾?br />
金與精密合金在特殊鋼廠出產(chǎn),也將這兩種合金納入特殊鋼的行列之中統(tǒng)計(jì)[1]。在
特殊鋼領(lǐng)域,除優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼和碳素彈簧鋼外,其余均為合金鋼,
合金鋼約占特殊鋼的70%。目前,世界上特殊鋼有近2000個(gè)牌號(hào)、約50000個(gè)品種
規(guī)格、數(shù)百個(gè)檢修尺度。
跟著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,對(duì)特殊鋼產(chǎn)量及品種的需要日益擴(kuò)大,對(duì)質(zhì)量的要求也越
來越嚴(yán)格、苛刻。近年來,圍繞進(jìn)步特殊鋼機(jī)能、質(zhì)量、品種、效率,降低特殊鋼成
本、節(jié)能降耗、環(huán)境友好等方面采用了一系列新技術(shù)、新工藝、新裝備,使得特殊鋼
的潔凈度、平均度、組織細(xì)化度和尺寸精度等有了很大進(jìn)步。
特殊鋼出產(chǎn)工藝流程主要有3種[2]:1)電爐流程(即短流程):電爐—二次精煉
—連鑄—軋制。2)轉(zhuǎn)爐流程(長(zhǎng)流程):高爐—鐵水預(yù)處理—轉(zhuǎn)爐—二次精煉—連鑄
—軋制。3)特種冶金:特種冶煉(如真空感應(yīng)熔煉、冷坩堝熔煉、電渣重熔、真空電
弧重熔、電子束熔煉、等離子熔煉等)—鑄造或軋制。
這里要指出的是有些鋼種的出產(chǎn)至今還必需走模鑄—開坯—軋制或鑄造的工藝流程。
因早期特殊鋼主要采用電弧爐工藝冶煉,習(xí)慣上形成了特殊鋼一定要用電爐冶煉,特
殊鋼廠就是電爐鋼廠。而客觀事實(shí)上也的確存在電爐只有出產(chǎn)特殊鋼才可以有好的經(jīng)濟(jì)效
益,特殊鋼只能由電爐冶煉。這主要是因?yàn)樵缙陔姞t煉鋼的特點(diǎn)和特殊鋼本身的性質(zhì)所決
定的:1)電爐用廢鋼中有可利用的合金元素;2)電爐煉鋼是靠電弧進(jìn)行加熱的,其溫度
遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過2000℃,且鋼水溫度可長(zhǎng)時(shí)間地精確控制,這樣電爐煉鋼在難熔合金冶煉、合
金化成分及工藝柔性等方面較轉(zhuǎn)爐煉鋼有無比的優(yōu)勝性;3)不足是煉鋼周期長(zhǎng),出產(chǎn)效率
低,本錢高(廢鋼、電價(jià)昂貴),爐容小,易增碳、吸氮等。
剛好特殊鋼產(chǎn)品有合金含量高、多品種、小批量、附加值高等特點(diǎn),早期用電弧爐煉特
殊鋼達(dá)到了揚(yáng)長(zhǎng)避短的目的。同時(shí)人們也一直以為轉(zhuǎn)爐就主要是用來煉普通鋼。但是,1)
轉(zhuǎn)爐利用純鐵水冶煉特殊鋼更純凈;2)廢鋼中的殘余元素難以去除;3)爐外精煉技術(shù)的進(jìn)
步使轉(zhuǎn)爐冶煉特殊鋼的能力增強(qiáng)。
跟著社會(huì)廢鋼資源的積累,直接還原技術(shù)的開發(fā),電力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,電弧爐煉鋼技術(shù)(
大容積電爐、超高功率電爐等)和爐外精煉技術(shù)的飛速發(fā)展,特別是電爐出鋼時(shí)間的縮短,
能與連鑄時(shí)間良好的匹配,使多爐連澆得以實(shí)現(xiàn),電爐鋼廠越來越多地出產(chǎn)普通鋼,而轉(zhuǎn)爐
鋼廠越來越多地?zé)捥厥怃摗k姞t煉鋼、轉(zhuǎn)爐煉鋼兩種方法,不管是煉特殊鋼仍是煉普通鋼,
從質(zhì)量上和經(jīng)濟(jì)上越來越接近。
因?yàn)橛詈?、?dǎo)彈、火箭、原子能、海洋電子等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,對(duì)所需要的金屬或合金質(zhì)量、
機(jī)能、可靠性、不亂性等的要求越來越高,電弧爐,轉(zhuǎn)爐冶煉的鋼質(zhì)量很難知足這些要求,
所以必需使用特種冶金技術(shù)。特種冶金包括:真空感應(yīng)熔煉、電渣重熔、真空電弧重熔、電
子束熔煉、等離子熔煉等。難熔金屬(鎢、鉬、鈮、鉭)及活潑金屬(鈦及鈦合金,包括鈦、
鋁金屬間化合物等)用真空電弧重熔、電子束熔煉以及冷坩堝感應(yīng)熔煉等方法來制備;高溫
合金、精密合金以及某些對(duì)質(zhì)量要求很高的合金鋼用真空感應(yīng)熔煉、電渣重熔、真空電弧重
熔等方法來出產(chǎn)。
真空冶金(VacuumMetallurgy)區(qū)別于大氣下的冶金過程,廣義包括:真空脫氣、真空
熔煉、真空熔鑄、真空蒸餾、真空分解、真空燒結(jié)、真空熱處理、真空焊接和真空鍍膜等。
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