Q890E-초강도-고강도-저온{4}}인성강-을 생산하는 동안 용강의 순도를 제어하는 것은 야금학적으로 가장 중요한 과제입니다. 불순물(S, P, O, N, H 및 비{7}}금속 개재물)은 인성과 용접성의 주요 적입니다. 요구되는 순도를 달성하려면 표준 철강 제조 이상의 다단계, 엄격하게 제어되는 정련 공정이 필요합니다.
다음은 일반적으로 전기 아크로(EAF) 또는 기본 산소로(BOF) → 래들 퍼니스(LF) 정제 → Ruhrstahl-Heraeus(RH) 또는 진공 산소 탈탄(VOD) → 보호 조치를 갖춘 연속 주조 경로를 따르는 생산의 각 단계에서 제어 전략에 대한 자세한 분석입니다.
1. Q890E 순도관리의 1차 목적
초-저유황(S) 및 인(P): 인성을 최대화하고 성질 취성을 방지하기 위해 0.005% 이하(종종 0.002% 이하)입니다.
초저-산소(O) 및 질소(N): 균열 개시제 역할을 하는 산화물/질화물 함유물을 최소화하기 위해 일반적으로 O의 경우 < 20ppm, N의 경우 < 50ppm입니다.
초-저수소(H): < 1.5ppm(종종 < 1ppm)으로 수소-유발 균열(HIC) 및 박리를 방지합니다.
내포물 형태 제어: 유해하고 부서지기 쉬운 내포물(예: Al2O₃ 클러스터)을 인성에 덜 해를 끼치는 작고 부드럽고 구형으로 변환합니다.
2. 단계-별-단계 제어 전략
1단계: 1차 용해(EAF 또는 BOF) – 초기 탈인 및 탈황
제어 초점: 대량 P 및 S를 제거합니다.
행동 양식:
EAF: P-풍부 슬래그를 조기에 제거하려면 이중-슬래그 작업 또는 편심 바닥 태핑(EBT)을 사용합니다.
BOF: 효율적인 인 제거를 위해 슬래그 염기도(CaO/SiO2 비율) 및 산소 분사 실행을 최적화합니다.
열간 금속 전처리: BOF 경로의 경우 충전 전에 열선을 사전 탈황 및 탈인 처리합니다.-
탭에서의 목표: P < 0.010%, S < 0.010%.
2단계: 2차 정제 – 순도 관리의 핵심
이것이 바로 "매우-깨끗한" 사양이 달성되는 곳입니다.
래들로(LF) 처리:
강력한 탈황:
고염기성-을 생성하여 슬래그(CaO-Al2O₃ CaF2 기반)를 감소시킵니다.
슬래그-금속 접촉을 최대화하려면 집중적인 아르곤 교반을 사용하십시오.
개재물 형상 제어 및 추가 탈황을 달성하기 위해 칼슘 와이어(Ca 처리)를 주입합니다. 칼슘은 단단한 Al₂O₃ 개재물을 구형이고 덜 유해한 액체 칼슘 알루미네이트(12CaO·7Al2O₃)로 변형시킵니다.
탈산:
알루미늄(강력한 탈산제)과 진공 탈기(다음 단계)를 함께 사용하여 매우 낮은 산소 농도를-달성하세요.
과도한 Al2O₃ 형성 없이 입자 크기 제어를 위해 낮고 일관된 용존 Al 함량을 유지하기 위해 알루미늄 킬링을 정밀하게 제어합니다.
진공 탈기(RH 또는 VOD): Q890E의 경우 필수입니다.
탈기: 강철은 고진공(1mbar 이하) 하에서 순환됩니다. 이렇게 하면 다음이 제거됩니다.
수소(H): < 1.5ppm까지.
질소(N): 낮은 수준(N 제거 효율은 떨어지지만).
산소(O): 탄소 탈산([C] + [O] → CO(g))을 촉진하여 고체 개재물을 형성하지 않고 산소를 더욱 낮춥니다.
화학적 정밀성: 산화를 방지하고 높은 수율을 보장하기 위해 미세합금(Nb, V, Ti, B)의 최종 트림 추가가 진공 상태에서 이루어집니다.
균질화: 아르곤 버블링은 온도와 구성의 완벽한 균일성을 보장합니다.
3단계: 연속 주조 – 순도 보호
목표는 재산화 및 슬래그 포착을 방지하는 것입니다.
보호 대기: 레이들에서 턴디시까지, 턴디시에서 몰드까지 아르곤 덮개를 사용하여 무산소 경로를 만듭니다.-
내화 품질: 오염을 방지하기 위해 고품질의 침식 방지-라이닝(예: 마그네시아 또는 알루미나-기반)을 사용합니다.
턴디시 야금: 개재물 부유 및 분리를 촉진하기 위해 흐름 조절제(위어, 댐)를 갖춘 깊은 턴디시입니다.
금형 실습:
전자기 교반(M-EMS): 균질성을 향상시키고 분리를 줄입니다.
성형 플럭스: 고-Al 강에 최적화된 저-점도, 저-반응성 플럭스를 사용하여 반응을 일으키지 않고 나머지 개재물을 흡수합니다.
3. 핵심 공정 제어 기술 및 센서
실시간-시간 조성 분석: S, P, Al 등에 대한 신속한 피드백을 위한 OES(Spark Optical Emission Spectrometry) 및 LIBS(Laser Induced Breakdown Spectroscopy)
산소 및 수소 프로브: 국자에 용해된 [O] 및 [H]를 직접 현장에서 측정하기 위한 침지-형 Celox 또는 Hydrosteel 프로브.
슬래그 감지 시스템: 레이들 슬래그가 LF/RH로 이월되는 것을 방지하기 위한 EMAT(전자기 음향 변환기) 또는 열화상 시스템.
고급 공정 제어(APC): 열역학적 평형, 합금 추가 수율 및 포함 진화를 예측하여 작업자 결정을 안내하는 통합 컴퓨터 모델입니다.
4. 포괄공학
Q890E의 경우 총 산소량이 낮은 것만이 아닙니다. 그것은 포함 형태에 관한 것입니다.
칼슘 처리: 언급한 바와 같이 내포물을 변형시킵니다. 목표는 제강 온도에서 액체 함유물을 보장하는 칼슘-알루미늄 비율입니다.
매크로{0}}포함 방지: 슬래그 잔해 및 내화물 침식을 엄격하게 제어하는 것이 중요합니다. 최종 제품의 초음파 테스트(UT)는 포함 밴드를 모니터링합니다.
요약표: Q890E의 불순물 제어
| 불결 | 목표수준 | 1차 제어 방식 | 보조/백업 방법 |
|---|---|---|---|
| 유황(S) | 0.002% 이하 | LF: 고-염기성 슬래그 + Ar 교반 + Ca 처리. | 뜨거운 금속 전처리. |
| 인(P) | 0.005% 이하 | BOF/EAF: 슬래그 제어, 이중 슬래그. | 뜨거운 금속 탈인. |
| 산소(O) | < 20 ppm | RH/VOD: 진공 탄소 탈산. LF: Ca 변형을 통한 Al 살해. | 보호 주조 슈라우드. |
| 수소(H) | < 1.5 ppm | RH/VOD: 진공 탈기. | 원료를 건조한 상태로 유지하십시오. |
| 질소(N) | < 50 ppm | 공기 유입을 방지합니다. Ar 차폐. | 진공 탈기(제한된 효과). |
| 포함사항 | 작고, 구형이며, 희박하다 | 형태 제어를 위한 Ca 처리. | 부양을 위한 턴디쉬 흐름 제어. |
결론
Q890E 용강의 순도를 제어하는 것은 첨단 2차 야금학의 교향곡입니다. 다음 사항에 의존합니다.
순차적 정제: LF + RH/VOD 조합은 협상이 불가능합니다.-
활성 화학 관리: 슬래그 화학, 칼슘 주입 및 진공을 사용하여 불순물을 적극적으로 제거하고 수정합니다.
절대 배제: 불활성 가스 덮개 및 청정 관행을 통해 주조 중 재{0}}오염을 방지합니다.
실시간-시간 모니터링: 폐쇄 루프 제어를 위한 정교한 센서 및 모델-
이러한 제어 수준은 Q890E와 같은 초{0}}강도, 고인성 등급에 필요한 특수강 제조와 표준 구조강 생산을 차별화하는 요소입니다. 비용과 복잡성은 해양 플랫폼, 중장비, 고급 군용 차량과 같은 중요한 응용 분야의 성능으로 정당화됩니다.