鐵合金行業(yè)是鋼鐵工業(yè)的重要行業(yè),鐵合金是煉鋼的重要原料之一,是鋼的組成成分。鐵合金在煉鋼冶煉過程中,有兩個功能:一是脫氧,鐵合金是脫氧劑的一種,是用量最大的脫氧劑,最普遍使用的一種。二是合金化,煉鋼根據(jù)鋼種加入各種各樣的鐵合金,生產(chǎn)各種各樣優(yōu)質(zhì)鋼、合金鋼,以滿足國民經(jīng)濟、國防建設(shè)的多種需要。
由于鐵合金功能所決定,與其他主要原料如鐵水、生鐵、廢鋼不同,鐵合金是在冶煉結(jié)束后加入的,合金化有時是在脫氧后加入,有些是在全部精煉結(jié)束后加入。作為原料,鐵水、生鐵、廢鋼經(jīng)過鐵水預處理、冶煉、二次精煉,盡量去除有害元素,現(xiàn)代冶煉精煉技術(shù)已經(jīng)達到很高水平。鐵合金是貴金屬,深脫氧后加入回收率高,作為原料最后加入,所以鐵合金質(zhì)量對煉鋼質(zhì)量的影響是直接的,而且多數(shù)是無法補救的。其有益元素和有害元素全部或大部成為鋼的組成成分,影響鋼的質(zhì)量,這是煉鋼質(zhì)量控制難點之一
煉鋼控制質(zhì)量有四個主要方面:
一、控制標準要求的化學成分
國家標準和國際標準制定化學成分波動是很大的,滿足多種用途的要求,但是具體用戶卻是有特性的,加工方法不同、使用用途和使用環(huán)境的差異,對性能有其特性的要求,因此鋼鐵企業(yè)為滿足用戶對鋼材使用性能的要求,設(shè)計、制定內(nèi)控化學成分。另外,企業(yè)為了保證后部工序加工過程,如鍛軋加工、控軋控冷、熱處理工藝的穩(wěn)定,為了用戶加工、使用性能的穩(wěn)定,內(nèi)控標準化學成分波動是很小的。
二、控制有害成分
上個世紀90年代初,德國提出控制碳、硫、磷、氮、氫、氧六個元素<100ppm,日本、韓國一些企業(yè)也做到了。我國寶鋼1996年也達到<100ppm,武鋼、鞍鋼也做到了。本世紀初寶鋼在硫、磷、氮、氫、氧五個元素做試驗,平均85.5ppm,最好的一爐71ppm。煉鋼通過鐵水預處理、頂?shù)讖痛?、爐外精煉,對有害元素可控制很低的水平,有很好的控制能力。有害元素成分是相對概念,碳是鋼鐵最主要合金元素,但是對超低碳鋼、IF鋼、無取向硅鋼、純鐵體不銹鋼希望越低越好,硫、磷、氮、氧一般是有害元素成分,而一些鋼種如易切鋼、耐大氣腐蝕鋼、不銹鋼、準沸騰鋼,這些元素也是要求控制一定數(shù)量有益成分。
三、殘余微量元素的控制
殘余微量元素的控制也叫殘余痕量元素的控制,上個世紀70年代提出,純凈鋼要求控制殘余微量元素。當時提出有Pb、As、Sb、Sn、Bi、Cu。這些元素在冶煉過程很難去除,隨著廢鋼循環(huán)使用,含量由于富集而有上升趨勢,危害越來越大,一些企業(yè)也都制訂控制標準。后來如Ni、Cr、Mo、Co、W等元素也因為在冶煉過程不能去除,在廢鋼中循環(huán),一些企業(yè)也列入控制范圍。Ni、Cr、Mo、Co、W是很有用的合金元素,如果廢鋼分類,可以返回同鋼種冶煉,有很大節(jié)能潛力,又可降低成本,如用之不當,則起到有害效果,影響性能。
四、控制鋼坯的內(nèi)部和表面缺陷
鋼的內(nèi)外缺陷是降低鋼材使用壽命、磨損破損、斷裂的主要原因。這些缺陷與冶煉精煉和澆注凝固關(guān)系密切,關(guān)系鐵合金的缺陷主要是夾雜,鐵合金是脫氧劑,脫氧產(chǎn)生各種氧化物夾雜,脫氧夾雜去除、分布、顆粒、形狀對鋼的質(zhì)量影響很大,除硅鐵、錳鐵、鋁以外還有許多復合脫氧劑、改質(zhì)劑,可改善鋼的質(zhì)量。如硅-錳、硅-鈣、硅-鋁-鋇、鋁-錳等,我認為還有很大創(chuàng)新開發(fā)空間,希望有更多復合脫氧劑研發(fā)推出。
隨著國民經(jīng)濟和科學技術(shù)的發(fā)展,要求煉鋼品種質(zhì)量隨之發(fā)展,也要求鐵合金行業(yè)品種質(zhì)量的發(fā)展和創(chuàng)新。(榕霖)