Байду номын сангаас
≤１．０
１．０ ２．０ ０．９６
≤１０
１０ １８ １８
７２ ８１．４
７４（未计［ｃ］） ６３．９６（未计［ｃ］）
Ｂ（）Ｆ＋Ｕ７＋Ⅷ
注：（）内为最低值。
２
国外纯净钢的研究和生产水平
目前，国外纯净钢生产与研发水平最高的是
铁水预处理对改进转炉操作、生产优质钢有 十分重要的作用。欧美各国铁水预处理一般仅脱 硫，而日本铁水“三脱”预处理（包括脱硫、脱硅及 脱磷）比例超过９０％以上。高炉低硅冶炼稳定生产 含硅低于０．４％的铁水；铁水脱磷处理使磷含量降 到０．０１％以下；采用高效镁基脱硫剂进行铁水预 处理，铁水中含硫量可降至０．００３ ｏＡ以下。 采用铁水包、铁水罐或混铁车等运输设备作 为“三脱”预处理反应容器的处理方法，受限于反 应容器的自由空间，一般采用喷粉工艺、造高碱度 渣、低气／固比，同时脱磷脱硫。该处理过程降温较 多，严重地削弱了铁水运输能力，处理能力不易提 高。而采用转炉作为铁水预处理容器，高气／固比、 中等碱度、炉容比大，有利于钢一渣反应，是预脱 磷的发展方向。 ２．２转炉流程生产纯净钢 近十年来，日本发明了转炉铁水预处理工艺， 主要有ＳＲＰ法（住友）、ＯＲＰ法（新日铁）、ＮＲＰ法 （日本钢管）、Ｈ炉工艺（神户）、ＭＵＲＣ法（室兰厂） 等。据统计，采用脱碳转炉渣作为转炉脱磷剂的 “双联法”，生产１ｔ铁水的钢铁料消耗比传统方法 减少２５ｋ，石灰消耗减少４０％，吨钢成本降低约
表１
元素
Ｃ Ｓ Ｐ
钢中杂质元素单体控制水平的发展情况［１］，×１０—４％
１９６０拄
２００ ２００ ２００ ４０ ３．０ ４０
１９７０年
８０ ４０ １００ ３０ ２．Ｏ ３０
１９８０拄
３０ １０ ４０ ２０ １．０ ｌＯ
１９９０拄
１０ ４ １０ １０ ０．８ ７
１９９６拄
５ ２．５ １０ １０
Ｚ０００拄
日本，其次是欧美和韩国。日本山阳、瑞典ＳＫＦ轴 承钢全氧含量已经低于０．０００５％。世界各地的钢 厂普遍采用保持钢中一定的铝含量，利用钢中铝 和蹦ｚ０３的平衡达到控制氧含量的目的；另外，把 钢中酸溶铝含量控制在较低水平还可以改变弹簧 钢中氧化物夹杂的性能、尺寸及分布，从而提高钢 的抗疲劳性能。对模具钢来说，提高其纯净度已经 成为提高模具性能和寿命的重要手段，当ＳＫＤ （Ｈ１３）的硫含量从０．０３％降低到０．０１％时，可使 钢的冲击韧性提高一倍。对不锈钢而言，［Ｃ＋Ｎ］低 于０．０１％时，就可以完全防止晶间腐蚀和应力腐 蚀。 最近，日本新日铁开发了控制钢中夹杂物的 新技术，通过向钢水中添加镁，控制夹杂物的成 分，并细化夹杂物颗粒。采用该方法，使夹杂物的 变形性能接近铁元素的变形性能，可以提高产品 的韧性和加工性能，从而提高产品质量。图１给出 了当代典型的转炉工艺生产纯净钢流程、各工序 成分和采用的关键技术。
２．１铁水预处理
万方数据
潘秀兰郭艳玲王艳红
国内外纯净钢生产苎查竺塑兰垦
铁水脱硫 转炉铁水三脱 转炉顶底复吹
一—＿二三二＿一
高炉
低硅铁水冶炼 ［ｓ］≤０．４，６
１４５０℃
幽崮”
Ｍｇ－ＣａＯ深脱硫
［ｓ］≤０．００３％
１
少渣冶炼脱磷
３５０℃
一嗡蜘哟啪毗 一删一圳一
钢水精炼 ＲＨ真空精炼
ｉｓ］一（０．００５～０．００８）％ ［Ｐ］≤ｒ，．００３ ｏ，ｑ ［Ｎ］≤ｏ．００３９．，
４ ０．６ ３ ６ ０．５ ２
和质量的要求越来越高。纯净钢的市场需求不断 增加，关于纯净钢生产技术的研究也越来越深入。 其研究主要包括两方面内容：一是提高钢的纯净 度，二是严格控制钢中非金属夹杂物的数量和形 态。前者是纯净钢研究的主要任务，只有大幅度降 低钢中杂质元素的含量，才能有效地控制钢中非 金属夹杂物的数量和形态。 目前，国内外已建立了纯净钢及相关产品（ＩＦ 深冲汽车板和管线钢等）大规模生产流程，钢中有 害元素Ｃ、Ｓ、Ｐ、Ｎ、Ｈ、Ｔ．０含量之和可控制在 ０．０１％以下。一些冶金学家还提出了超纯净钢的 概念，并将其界定为夹杂物Ｃ、Ｓ、Ｐ、Ｎ、Ｈ、Ｔ．０含 量之和在０．００４％以下。钢中各杂质元素单体控 制水平的发展情况如表１所示。 从国内外超纯净钢的研发与生产现状来看，
２５０马氏体时效钢
深冲钢 纯净钢 超纯净钢 深冲钢 深冲钢 ＩＦ钢、管线钢 ＩＦ钢、管线钢 深冲钢 纯净钢
真空感应炉 ＩＤ—ＯＢ＋ＲＨ
ＢＯＦ＋ＲＨ
ＢＯＦ＋真空脱气
ＬＤ＋真空脱气 Ｂ（）Ｆ＋ＲＨ Ⅸ）Ｆ＋ＬＦ＋ＲＨ Ⅸ）Ｆ＋ＬＦ＋ＲＨ Ｂ（）Ｆ＋ＬＦ＋ＲＨ
８０（未计［Ｃ］）
≤１５
９ １５ ４０ １８ ２０ ２０ ３．４ ２４ ５ １１ １２ １２ ２０
、｝毫４
ａｔ
、够
Ｈｏｍｅ ａｎｄ Ａｂｒｏａｄ
Ｎｅｗ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ Ｃｌｅａｎ Ｓｔｅｅｌ
Ｐａｎ Ｘｉｕｌａｎ
Ｇ１１０ Ｙａｎｌｉｎｇ
Ｗａｎｇ
Ｙａｎｈｏｎｇ
（Ａｎｇａｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｅｎｔｅｒ）
Ａｂｓ打ａｃｔ ｉｎｇ
１ｈｉＳ ａｒｔｉｃｌｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｃｌｅａｎ ｓｔｅｅｌ
潘秀兰，教授级高级工程师，１９８２年毕业于鞍山科技大学炼钢专业，现工作于鞍钢技术中心科技信息研究所（１１４００１）。
万方数据
．２．
《鞍钢技术》２００３年第５期
板裂纹，还可造成轮胎子午线等线材断线，使轴承 钢等棒钢的疲劳性能恶化。为了减轻氧化物系夹 杂物对钢材质量的不良影响，必须降低其含量。 近年来，加拿大的Ｍｉｔｃｈｅｌｌ和新日铁的福本提 出“零夹杂钢”的概念。所谓“零夹杂钢”，不是钢中 无夹杂物，而是夹杂物尺寸小于１Ｎｎ。在凝固之前
表３
钢厂 美国内陆厂４号１３（）Ｆ 美国阿姆克Ｉｖｆｉｄｄｌｅｔｏｗｎ厂 美国钢公司Ｌｏｒａｉｎ厂Ⅸ）Ｐ 北美某厂 加拿大多法斯科厂 美国Ｗｅｉｒｔｏｎ炼钢车间 ＬＦ＋ＲＨ
Ｄｒａｖｏ—ＲＨ
冶炼、精炼后续的连铸工序对钢的纯净度也 有很大影响。采用保护浇铸、中间包冶金、新型中 间包覆盖剂、调整保护渣性能及设置电磁搅拌等 手段还可继续去除并控制夹杂物、降低废品率。国 内外先进炼钢厂纯净钢生产各工序钢中全氧量见
达到２０％～３０％。
正是由于采用较完善的纯净钢生产流程，国 外的转炉已经能够批量生产轮胎子午线用的高强 度钢丝、轴承和齿轮用钢、汽车面板和弹簧用钢、 易切削钢以及冷镦钢等。
２．３
炉外精炼和连铸的工艺技术水平与电炉流程
相当。
日本一些转炉钢厂采用１００％铁水“三脱”预 处理工艺，复吹转炉少渣冶炼和终点智能控制，提
电炉流程生产纯净钢
万方数据
日本山阳特殊钢公司的纯净钢精炼工艺 （ＳＮＲＰ）是一种典型的电炉短流程纯净钢生产工 艺，其生产纯净钢的标准工艺设备包括：１５０ｔ炉底 出钢电弧炉、Ｉｆ钢包炉、ＲＨ真空炉和立式大板坯 连铸机等。山阳特殊钢生产的优质纯净钢（即Ｃｒ—
Ｍｏ钢（ＡＩＳＴ４１））中氧含量达到０．０００４５％以下，
鞍钢技术
２００３年第５期
—————————————————————————————————————一
国内外纯净钢生产技术的新进展
潘秀兰郭艳玲王艳红
ＡＮＧＡＮＧ ＴＥＣＨＮＯＩＬ）ＧＹ
’ｌ’
（鞍钢集团技术中心）
摘要概述了国内外先进炼钢厂的纯净钢生产技术，讨论了铁水预处理、冶炼、精炼及连 铸各工序控制钢中夹杂物Ｃ、Ｓ、Ｐ、Ｎ、Ｈ、Ｔ．０的主要技术措施，为纯净钢生产的工艺选择和成 分控制提供参考。 关键词纯净钢生产技术进展夹杂物
０．０２５％；而到了２０世纪９０年代，钢水的杂质总 含量已经低于０．０１％。目前，工业生产钢水的杂
质总含量达到０．００５％。
采用转炉顶底复合吹炼技术可以显著降低钢 水中的碳、磷含量。根据钢材对纯净度的不同要 求，选择和组合不同的炉外精炼工艺，可以实现超 纯净钢的生产。按照目前炉外精炼所能达到的工 艺技术水平，钢水纯净度可达到［Ｓ］≤０．０００５ ｏＺ、 ［Ｐ］≤ｏ．００２％、［Ｎ］≤０．００２５％、［Ｈ］≤０．０００１％、 ［Ｃ］≤０．０００３％、［０］≤０．０００２％ｎ０．０００３ ｏＡ的水
６～９
１４ １４ １４ １５
［Ｐ］
２０ ２５ １２ ２ １５
［Ｓ］ ２～３
３ ４ １ ５
［ＨＩ
１．０ １．０ ０．５ ０．２ ０．７
Ｔ．［Ｏ］
２～５
５ ５ ５ ｌＯ
合计
钢种
工艺
日本神户 日本新日铁 日本目前水平 日本专家预测 德国蒂森 韩国浦项 中国宝钢 中国武钢 中国攀钢 中国鞍钢
４１（３４） ５８（５２） ５１．５ ２８．２ ６５．７
ｉｎ
ａｄｖａｎｃｅｄ ｓｔｅｅｌｒｒｍｋ－
Ｃａｎｔｓ
ａｔ
ｈｏｍｅ ａｎｄ ａｂｒｏａｄ，ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｍｅａｍｒｅｍｅｎｔｓ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ
Ｃ，Ｓ，Ｐ，Ｎ，Ｈ，Ｔ．Ｏ ｄｕｒｉｎｇ ｐｒｅｔｒｅａｔｉｎｇ ｈｏｔ ｍｅｍｌ，ｓｍｅｌｔｉｎｇ，ｒｅｆｉｎｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃａｓｔｉｎｇ，ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ
表２
厂家 ［Ｃ］
３ １０（３） １６ ６ ２０
非金属夹杂物不析出，在固相状态下析出的非金 属夹杂物高度弥散分布，无法用光学显微镜观察 到，这时夹杂物可发挥有益的作用［引，使钢的抗疲 劳性能大幅度提高。 国内外一些先进钢厂的纯净钢生产水平见表
２［３～ｌ
３ｌ。
国内外一些先进钢厂的纯净钢生产水平，×１０“％ ［Ｎ］
ｔｏ
ｓｅｌｅｃｔ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｃｌｅａｎ ｓｔｅｅｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ． ｃｌｅａｎ ｓｔｅｅｌ