因为绝大(dà)部分(fèn)扁平材要求极好的表面质(zhì)量和(hé)很高的钢纯净度,联合生产企业拥有充足的资金和高(gāo)度完善的加工能力,继续在这一领域占(zhàn)据(jù)着优势(shì)。然而,在(zài)最近的10—15年间,得益于电炉设计、生产与原(yuán)料供应、中(zhōng)厚板坯连铸(zhù)技术和直接(jiē)轧制的发展,某些电炉钢企业,尤其是美国的电炉钢企业,已经跻身于扁平材市场,生(shēng)产标准的(de)带钢。但是,绝大(dà)多数小钢厂的生产仍集中在长材领域。
残留物控制
基(jī)于废钢的(de)电炉(lú)炼(liàn)钢有它的优势,也存在劣势。它极度依鞍(ān)于废(fèi)钢的价(jià)格和供应能(néng)力,且有些(xiē)地方的电价(jià)昂贵。虽然电(diàn)炉的(de)产量能(néng)比联(lián)合流程更好的追随市场需(xū)求,但废钢价(jià)格(gé)走向却随着经济活动而(ér)变。因为基于电炉的小(xiǎo)钢厂要占据更大(dà)的钢(gāng)产量比重,它们要想保持竞争力,则必须确(què)保(bǎo)废钢市场(chǎng)具有充足的供(gòng)应能力。这就要(yào)求更高的废钢回收率(lǜ),然而,从(cóng)地区角度看,发达(dá)地区和发展中地区的(de)废钢回收率存在巨大(dà)的差异。另(lìng)一个(gè)可用方(fāng)案是,额外的原料来自纯(chún)净(jìng)的(de)铁源,如生铁,还可(kě)根据当地具体情况、价格等(děng)因(yīn)素选择(zé)直接(jiē)还原铁或者铁水(shuǐ),这些都是低(dī)残留物(wù)的金属炉料。
联(lián)合钢铁厂以铁矿石为基(jī)础原料,钢中(zhōng)残留金属量比(bǐ)电炉流程低,且远低(dī)于(yú)目标(biāo)规范。对于相当数(shù)量的(de)长材(cái),残留金属量的公差范围较(jiào)宽,在不损害产品性(xìng)质的时候是可以接(jiē)受(shòu)的(de),甚至残(cán)留(liú)金属量(liàng)还相当高。另(lìng)一方面,最终用户对扁平材(cái)的要求(qiú)非(fēi)常严格,如深冲性能、高(gāo)耐冲击性能和表(biǎo)面光洁度(dù)等,因此,残留金属量必须低,以实现所(suǒ)要求的产品性能。
氮量控(kòng)制(zhì)
钢水中氮(dàn)含(hán)量的控制主要与工艺参数有(yǒu)关。在电炉上控制氮含量是非常困难(nán)的,这是(shì)用电炉流程生产优(yōu)质钢最大的(de)限制(zhì)条件。氮含量控制与低(dī)碳铝镇静钢有特殊的关系,钢中(zhōng)氮含量高会引起(qǐ)应变时效;使钢的延展性下降。这些钢一般用于深冲加工制品,要求氮(dàn)含(hán)量(liàng)小于50ppm。在更严格的应(yīng)用中(zhōng),如超低碳Ⅳ钢,氮含量要求(qiú)小于30ppm,经常要接近(jìn)20ppm。虽然这些专用的高附加值产品在联(lián)合钢厂的产品结构中(zhōng)只占很小的比重(chóng),但他们表达了最严(yán)格(gé)的生(shēng)产极限。通常,转炉出钢时的氮含量不到电(diàn)炉的1/3,转(zhuǎn)炉为15—40ppm,电(diàn)炉为60~100ppm。传统的电炉操作是在(zài)敞(chǎng)开渣门的(de)情况下(xià)完成大部分(fèn)的精炼工作(zuò),这就导致大量的(de)空气进入电炉,促进了炉内的高氮气(qì)氛(fēn)。通常,普通电炉(lú)是不密封的,在(zài)炉(lú)壳和炉顶(dǐng)区域有很多开(kāi)口,空气可自(zì)由穿越这些开口。因此,普通的(de)以冶炼废钢为主(zhǔ)的电炉炼钢(gāng)工艺(yì)的显著特点是炉内气氛中的氮会被暴露(lù)的钢(gāng)水吸(xī)收(shōu)。在电弧(hú)等离子区尤为如此,高温将(jiāng)氮(dàn)气分(fèn)解成原子或离(lí)子状态的氮,进一步促进了氮的(de)吸收(shōu)。在(zài)电炉工艺中,通过有效(xiào)的(de)消除气(qì)源与钢(gāng)液的接触可(kě)降低吸氮量。在生(shēng)产操作中,可以(yǐ)通过在电孤(gū)四周形成大量的保护性泡沫渣(zhā)、增强熔池上方一(yī)氧化(huà)碳气氛和降低(dī)喷吹气体的(de)氮含量等手段来实现这个目的。“密封”电炉,即(jí)关闭渣门有助于削减空气的渗入量。
其它(tā)质量因素(sù)
近20年来(lái),大部分(fèn)重要的炼钢工艺进步集(jí)中在(zài)二次炼(liàn)钢、连铸和控轧等技术的普遍应用上,结果(guǒ)是拓展了钢种范围,产品形状(zhuàng)和表面质量得(dé)到(dào)不断(duàn)改(gǎi)进以满(mǎn)足(zú)市场和产品应(yīng)用的要求。汽(qì)车车身用焙烘硬化钢要求有完美的表面质量,因此(cǐ)为确(què)保(bǎo)得到(dào)最高质量的产品,大板坯连(lián)铸机有(yǒu)严格的降级规范。这种质(zhì)量等(děng)级的产品通常只有70%-80%是连铸生产。目(mù)前的薄板(bǎn)坯(pī)连铸机(jī)还不能达到这种质量要求,其(qí)原因在于它的高拉速使得钢水弯月面不稳定,影响渣的上浮。因此,它(tā)只具有浇铸普通质量带(dài)钢的能力。中厚板坯连铸机的拉坯(pī)速度较低(dī),铸(zhù)坯质量较好。但(dàn)是,他们(men)还不能表现(xiàn)出稳定的浇(jiāo)铸质量,在连铸机设计、连铸(zhù)技(jì)术上还有待改(gǎi)进,未来(lái)可能会实(shí)现这种潜力(lì)。