提高高強鋼質量控制分析

付艷云

近幾年，現代高速發展，逐漸提高了高強鋼的質量要求，而三氧化二鋁是導致其發生疲勞性裂紋的關鍵性原因。加之，高強鋼對于氫等著較高的敏感性，一旦這些雜質含量較高，會導致高強鋼出現裂紋，因此相關人員需要重視高強鋼精煉過程的質量控制。

在鋼液氣體中含有氮氣、氫氣與氧氣等，其中，氫氣會呈現出現白點，也就是在縱向的斷口軸心位置發生銀亮色的小點，會在斷面出現可視性的裂紋，力學性能大幅度降低，特別是抗疲勞的性能，導致安全受到嚴重影響。氧氣不僅可以在鑄坯皮下形成氣泡，而且會增加內生的氧化雜物，導致雜物分布、大小與數量受到影響，致使鋼液受到污染，將潔凈度降低，縮短了高強鋼疲勞壽命與機械性能。而氮的析出形式主要是氮化物，會發生斷裂的情況。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，在強真空、強脫氧與大氬流量的條件下可以降低30%左右的氮量。

1 在煉鋼過程中高強鋼質量的有效控制

1.1 煉鋼前把鐵水進行預處理操作

煉鋼的具體過程實際上就是把鐵轉化為鋼，具體的工序是把鐵融化，對其進行提煉，去除鐵里面的雜質。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量。這就勢必要求對扒渣工藝的質量和鐵水的溫度進行嚴格的掌握，最終提高鋼材的質量。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元素和鐵一起熔融的時候產生的化學熱量。在進行煉鋼工序的時候，應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，把鐵水里面的氫、氮、氧等元素脫離，讓其含量保持在4%以下，而使用扒渣設備就可以讓扒渣率保持在80%以上。

1.2 煉鋼的轉爐冶煉

經過脫氫、氮、氧和扒渣工序以后，鐵水采用剩余的熱量繼續完成煉鋼過程。這種方法我們把它叫做轉爐煉鋼。轉爐煉鋼經常主要采用的方法有氧氣頂吹轉爐、高拉碳補吹等相結合的生產工藝當把鐵水倒進爐子里面的時候，采用高壓的氧氣氣流把其經過爐頂送入爐內部。這樣碳、氧氣和鐵水在高溫的條件下就會發生氧化反應，進而實現成分以及溫度的把控，但是，再具體的過程中我們應該對鋼水采樣做出化驗，確保質量的合格。

1.3 高強鋼中的氫、氮、氧調節和控制

氫、氮、氧化物是一種非金屬的雜質，在高強鋼的偏析中，會讓鐵素體發生嚴重的晶格變形，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量等級。所以有必要對其進行脫硫處理。脫氫、氮、氧反應是一個吸收熱量的化學反應，經常采用的是爐渣反應，讓鋼水里面的改鐵鋁碳等元素和氫、氮、氧發生反應，經過首次的送電完成以后，應該對鋼水實施充分的攪拌，促進其反應的進行，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，發生反應生成三氧化二鋁，所以在進行澆筑的時候，非常容易出現堵塞的情況。相反單，在里面加入鈣元素，就可以和三氧化二鋁發生化學反應，形成熔點低的鋁酸鈣，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 高強鋼之中的氫、氮、氧含量控制

采用金相檢測的手段，分析高強鋼中的氫、氮、氧含量，結果表明，里面的氫、氮、氧含量直接影響形變的能力大小。當里面的氫、氮、氧含量小于2%的時候，高強鋼在進行淬火和回火工序的時候，晶體的顆粒就會變為均勻的球狀顆粒同時球光體片層的距離也會變小。但是，當氫、氮、氧含量在大于2%的時侯，高強鋼中的奧氏體晶粒的尺寸就會減小，同時對高強鋼的氫、氮、氧元素能夠有效的抑制，進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鋼中氫、氮、氧含量控制在2%以內，可以提高高強鋼再加工的塑性。

2 結語

總之，高強鋼材具備很高的價值，這是由他的實用性決定的，因為他在市場上有著很大的提升空間。然而現在是市場經濟，一個競爭力特別強的時代，所以只有提高自身的質量才是根本，這樣企業才可以可持續發展，具備持久的生命活力。因此，在進行煉鋼的過程中，必須嚴把質量關，確保所有的產品符合質量要求。

（作者單位：河南安陽鋼鐵集團有限責任公司第二煉軋廠）