15 elementów resztkowych ze stali
Problem pierwiastków resztkowych w stali jest jednym z ważnych problemów stojących przed hutnictwem
przemysł. W procesie produkcji stali surowce hutnicze (w tym stopione żelazo, złom stalowy
i żelazostopy itp.) wprowadzą do pieca stalowniczego dużą ilość pierwiastków zanieczyszczających. Niektóre
elementów zanieczyszczających można usunąć, ale część elementów zanieczyszczających pozostanie w stali.
Ta część zanieczyszczeń (elementy stopu, które nie zostały dodane celowo) jest zbiorczo określana jako resztkowa
elementy.
Te elementy resztkowe są jednym z głównych czynników niestabilności jakości stali. Pewna pozostałość
pierwiastki są podatne na segregację i nawet w małych ilościach mogą mieć silny negatywny wpływ na stal
właściwości.
Typowym przypadkiem są pozostałości tytanu w stali łożyskowej. Ti łatwo reaguje z N w celu wytworzenia
wtrącenia o wysokiej twardości, co znacznie wpływa na żywotność stali łożyskowej.
1. Klasyfikacja pierwiastków resztkowych
Znane pierwiastki resztkowe w stali dzielą się na trzy kategorie w zależności od ich potencjału utleniania,
jak pokazano w poniższej tabeli. Są one pokazane jako całkowite zatrzymanie, częściowe zatrzymanie i minimalne
zatrzymanie w procesie produkcji stali.
W powyższej tabeli potencjał utleniający pierwiastków pierwszego rodzaju jest niższy niż żelaza i
nie biorą udziału w reakcji utleniania podczas produkcji stali i prawie wszystkie z nich biorą udział
ostatecznie zgromadził się w wyrobach stalowych.
Potencjał utleniający drugiego rodzaju pierwiastków resztkowych jest zbliżony do żelaza. Podczas
w procesie rozdmuchiwania stali tylko część jest utleniana i usuwana, a stopień usunięcia jest taki sam
związane z charakterystyką samych elementów.
Potencjał utleniający trzeciego rodzaju pierwiastków jest wyższy niż żelaza. Podczas dmuchania
procesie roztopionej stali, są one najpierw utleniane do żużla w celu usunięcia, a tylko niewielka ich częśćwchodzi do produktu.
Dlatego problem pierwiastków resztkowych w stali to tak naprawdę tylko 15 pierwiastków zawartych w pierwszym
i drugiej kategorii. Wśród nich 8 rodzajów elementów to elementy w pełni zastrzeżone, a 7 rodzajów
elementy są elementami częściowo zarezerwowanymi.
2. Źródła pierwiastków resztkowych w stali
mój kraj to kraj z wieloma symbiotycznymi rudami żelaza, do których należą V, Ti, P, As, Sn, Sb, Re (ziemi rzadkie
pierwiastki) itp., które są wprowadzane do stali podczas wytapiania.
Oprócz pozostałości pierwiastków wprowadzonych do roztopionego żelaza przez pierwotną rudę żelaza, największym źródłem
Pozostałymi elementami w roztopionej stali jest złom stalowy, który dzieli się głównie na:
(1) Stal stopowa w złomie. Obecnie nie ma opłacalnej technologii sortowania stopów dla hut
stal i zwykła stal węglowa, a niektóre stale średnio- i wysokostopowe zawierają szeroką gamę stopów
elementy. Podczas recyklingu stali te pierwiastki stopowe przedostaną się do stali jako pierwiastki resztkowe;
(2) Powlekanie powierzchni lub platerowanie złomem stalowym. Najbardziej problematyczna jest blacha ocynowana, która trafia na złom
cykl stalowy jako pudełko na puszki. Inne powłoki obejmują miedź, nikiel i chrom itp.; są blachy ocynkowane
również szeroko stosowany, ale cynk można zasadniczo usunąć w procesie produkcji stali bez uwzględnienia;
(3) Metale nieżelazne owinięte w złom stalowy. Najważniejszą rzeczą jest samochód
złom stalowy, który zawiera kilka mikrosilników, a głównym zanieczyszczeniem jest miedź.
Na rynku miedź ma największą zawartość pierwiastków resztkowych, a miedź jest wprowadzana głównie
piece do produkcji stali ze złomu samochodowego. Szacuje się, że średnia zawartość miedzi w
mieszany złom stalowy w hutach wynosi około 0,3%, a konkretna zawartość zależy od źródła i
udział stali stopowej.
Pozostałości Sb i As w stali pochodzą głównie z pierwotnej rudy żelaza. Kiedy złom stalowy zawiera te elementy
zanieczyszczenia trafiają do recyklingu, można je rozcieńczyć, ale pozostała ilość będzie stopniowo gromadzić się
stal.
H i N w stali pochodzą głównie z atmosfery warsztatowej podczas produkcji stali i ich
zawartość zależy głównie od składu różnych gatunków stali i procesu wytwarzania stali.
3. Segregacja pierwiastków resztkowych w stali
Wiele elementów resztkowych istnieje i funkcjonuje w formie segregacji w stali. Większość elementów resztkowych
mają silną zdolność segregacji stali; proces segregacji tego pierwiastka może zachodzić nie tylko w
procesie krzepnięcia roztopionej stali, ale także w późniejszej przemianie w fazie stałej, ale to
dyfuzja zajmuje dużo czasu.
Głównymi segregowanymi pierwiastkami w górnej części wlewka są S, P i C, a następnie Sb, N, As, H,
i elementy Sn. Po segregacji tworzą się wtrącenia, twardość tej części materiału również ulega zmianie
wyższa niż w przypadku innych części wlewka.
W porównaniu z segregacją podczas zestalania, elementy resztkowe spowodują segregację na granicach ziaren
podczas przemiany w fazie stałej lub ogrzewania. Na przykład drugi rodzaj kruchości temperamentu
stal jest spowodowana głównie segregacją na granicach ziaren P, Sn, As i Sb.
4. Krótki opis roli elementów resztkowych
① 8 rodzajów w pełni zarezerwowanych elementów
Ni, Co, W, Mo mogą poprawić hartowność stali i są korzystnymi pierwiastkami;
Z jednej strony Cu może powodować kruchość miedzi podczas obróbki cieplnej w wysokiej temperaturze
stal, ale z drugiej strony może poprawić odporność stali na korozję atmosferyczną;
Pierwiastki resztkowe Sn, As i Sb są pierwiastkami szkodliwymi, które nie tylko wzmacniają kruchość miedzi
w stali, ale co ważniejsze, spowoduje to drugi rodzaj kruchości odpuszczania stali stopowej;
Sn jest jednym z niezwykle szkodliwych pierwiastków resztkowych w stali i Sn znacznie go zmniejszy
wysokotemperaturowe właściwości mechaniczne stali i stopów.
② 7 elementów częściowo zarezerwowanych
C, Mn, S, P to konwencjonalne elementy sterujące;
Cr może poprawić odporność stali na utlenianie, zwiększyć odporność na korozję i hartowność
stal, ale także zwiększają kruchość stali;
N korzystnie reguluje wielkość ziaren austenitu, ale jednocześnie powoduje odkształcenie
starzenie się stali;
H w stali jest pierwiastkiem szkodliwym i niepomocnym, który może powodować białe plamy, pęknięcia w niskostopowychstal o wysokiej wytrzymałości itp.
